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第十章 靜電場中的能量
第4節(jié) 電容器的電容
水可以用容器儲存起來，電荷也可以用一個“容器”儲存起來。右圖中的元件就是這樣的“容器” ——電容器。那么，它內(nèi)部的構(gòu)造是怎樣的？它是怎樣“裝進(jìn)”和“倒出”電荷的呢？
1.知道電容器的概念，了解電容器的充、放電現(xiàn)象。
2.理解電容的定義、公式、單位，并會應(yīng)用定義式進(jìn)行簡單的計算。
3.了解影響平行板電容器大小的因素及平行板電容器電容公式，并會進(jìn)行定性分析。
4.認(rèn)識常用的電容器。
知識點一：電容器
1.定義：在兩個相距很近的平行金屬板中間夾上一層絕緣物質(zhì)——電介質(zhì)（空氣也是一種電介質(zhì)），就構(gòu)成了一個最簡單的電容器，叫作平行板電容器。
3.作用：儲存電荷
金屬極板
絕緣物質(zhì)(電介質(zhì))
思考：相鄰的兩個同學(xué)是否能構(gòu)成電容器？
2.電路圖符號：
任何兩個彼此絕緣又相互靠近的導(dǎo)體都能構(gòu)成電容器。
那么，如何往電容器內(nèi)“裝”電荷呢？
2.電容器的充、放電現(xiàn)象
工作原理：電容器的充電
++++
++++
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充電過程：
電荷從電源兩極流出
電流表暫時有示數(shù)
電容器兩極板Q逐漸增多（充電中）
電容器兩極板出現(xiàn)勻強(qiáng)電場E和電壓U，并逐漸增大）
U、Q達(dá)到最大值時，電流消失，充電完畢！
工作原理：電容器的放電
放電過程：
電荷從電容器極板流出
電流表暫時有示數(shù)
電容器兩極板Q逐漸減少（放電中）
勻強(qiáng)電場E和電壓表U減少至0，隨后放電完畢 即Q變?yōu)?，電流消失
電容器儲存的電勢能全部轉(zhuǎn)化為R的內(nèi)能
++++
----
4.用傳感器觀察電容的充、放電過程
知識點二：電容
1.定義：電容器所帶電量Q與電容器兩極間的電壓U的比值，叫電容器的電容。
2.公式：C＝.
＋ ＋ ＋ ＋ ＋ ＋ ＋ ＋
－ － － － － － － －
＋Q
－Q
容納電荷的本領(lǐng)，
與水桶截面積S類比
3.單位：在國際單位制中，電容的單位是法拉，簡稱法，符號是F，常用單位還有微法（μF）和皮法（pF）
1 F＝ μF＝pF.
4.擊穿電壓和額定電壓：
加在電容器兩極板上的電壓不能超過某一個限度，超過這個限度，電介質(zhì)將被擊穿，這個電壓稱為擊穿電壓。
電容器正常工作時兩極板上的最大電壓，稱為額定電壓。
額定電壓比擊穿電壓低
外殼上標(biāo)的電壓是額定電壓
(4)物理意義：表示電容器容納電荷本領(lǐng)的物理量．
(5)電容由電容器本身的構(gòu)造決定：
電容器的電容是反映電容器容納電荷本領(lǐng)的物理量，用比值 來定義，但它卻是由電容器自身的構(gòu)造決定的，與所帶電荷量Q和所加電壓U無關(guān)．即使電容器不帶電，其電容仍然存在，并且是一個確定的值
　　電容器的電容由本身結(jié)構(gòu)決定，與Q、U無關(guān)。那么，電容大小具體是由什么決定的呢？
可能有板間距離d、正對面積S、板間介質(zhì)的絕緣性能等。
有機(jī)玻璃板
+
+
+
+
+
+
-
-
-
-
--
改變d
改變S
改變
電介質(zhì)

多媒體實驗室
探究影響平行板電容器電容的因素
方法
：控制變量法
說明：靜電計是在驗電器的基礎(chǔ)上制成的，用來測量導(dǎo)體間的電勢差，從指針的偏轉(zhuǎn)角度就可以知道兩個導(dǎo)體間的電勢差的大小。
兩板間距離
兩板正對面積
介電常數(shù)
真空εr=1
靜電力常量
決定電容大小的因素：
平行板電容器的電容
平行板電容器的動態(tài)分析
知識點三：常用電容器
1.固定電容器
（1）聚苯乙烯電容器：
以聚苯乙烯薄膜為電介質(zhì)，兩層鋁箔為極板。
（2）電解電容器：
用鋁箔做一個極板，以鋁箔上很薄的一層氧化膜為電介質(zhì)，用浸過電解液的紙做另一個極板。有“+”、“-”極之分，不能接反，不能接交流電。
＋
符號：
2.可變電容器：
兩極由兩組鋁片組成，固定的一組鋁片叫做定片；可以轉(zhuǎn)動的一組鋁片叫做動片。轉(zhuǎn)動動片，使兩組鋁片的正對面積發(fā)生變化，電容相應(yīng)變化。
可變電容器按其使用的介質(zhì)材料可分為空氣介質(zhì)可變電容器和固體介質(zhì)可變電容器。
3.超級電容器：
超級電容器是指介于傳統(tǒng)電容器和充電電池之間的一種新型儲能裝置，它既具有電容器快速充放電的特性，同時又具有電池的儲能特性。
1.（多選）對于給定的電容器，在描述電容C、帶電量Q、電勢差U之間的關(guān)系中（電容器未擊穿），正確的是( )
A. B.
C. D.
BC
2.(多選) 一個已充電的電容器,若使它的電荷量減少3×10-4 C,其電壓減少為原來的，則（ ）
A.電容器原來的帶電荷量為9×10-4 C
B.電容器原來的帶電荷量為4.5×10-4 C
C.電容器原來的電壓為1 V
D.電容器的電容不變
BD
3.研究與平行板電容器電容有關(guān)因素的實驗裝置如圖所示。下列說法正確的是（　　）
A．實驗前，用絲綢摩擦過的玻璃棒與電容器
a板接觸，可使電容器a板帶正電
B．實驗中，只將電容器b板向上平移，
靜電計指針的張角變小
C．實驗中，只在極板間插入有機(jī)玻璃板，靜電計指針的張角變大
D．實驗中，只增加極板帶電量，靜電計指針的張角變大，表明電容增大
A
4.隨著生活水平的提高，電子秤已經(jīng)成為日常生活中不可或缺的一部分，電子秤的種類也有很多，如圖所示是用平行板電容器制成的廚房用電子秤及其電路簡圖。稱重時，把物體放到電子秤面板上，壓力作用會導(dǎo)致平行板上層膜片電極下移。則（　　）
A．電容器的電容增大，帶電荷量減小
B．電容器的電容減小，帶電荷量增大
C．穩(wěn)定后電流表仍有示數(shù)，兩極板電勢差增大
D．穩(wěn)定后電流表示數(shù)為零，兩極板電勢差不變
D

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