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10.4 電容器的電容
復習回顧：
1、勻強電場中的幾個推論
2、什么是電子伏特？
3、電場中的功能關(guān)系？
4 、φ- x 圖像切線斜率的絕對值表示什么？
5、 E -x圖線與x軸所圍的面積表示？
6、Ep -x圖像的斜率表示什么？
電容器
電容
平行板電容器
平行板電容器的動態(tài)分析
01
02
03
04
目錄
CONTENTS
電容器
PART 1
以上就是常見的電容器，作用就是儲存電荷和電能。
電容器是電氣設備中的一種很重要的元件，在電子技術(shù)和電工技術(shù)中有很重要的應用。
那么什么是電容器？它的內(nèi)部結(jié)構(gòu)是怎樣的？我們又如何把電荷“裝進”電容器和“倒出”電容器呢？
一、電容器
1、定義：任何兩個彼此絕緣且又相隔很近的導體就構(gòu)成
了一個電容器。
2、作用：存儲電荷(存儲電能)。
3、平行板電容器：兩塊彼此隔開平行放置的金屬板就構(gòu)成了最基本最簡單的電容器。
平行板電容器
電介質(zhì)
5.電路圖符號：
4、電介質(zhì)：兩極板間夾的絕緣物質(zhì)
怎樣把電荷“裝進”電容器和“倒出”電容器呢？
6、電容器的充電：
（1）使電容器的兩個極板分別帶上等量的異種電荷，這個
過程叫充電。
+++++
- - - - -
如圖所示，充電時：
(2)電表有短暫從左到右的電流；
(3)電容器上極板帶正電，下級板帶負電；
(4)極板間有從上到下的勻強電場；
(5)充電時，電容器儲存電場能；
(6)充電完畢，電路中電流為零。
（1）電容器的放電：
用導線將充電后的電容器兩極接通，兩極失去電荷的過程，叫電容器的放電。
+++++
- - - - -
如圖所示，放電時：
(2)電表有短暫從右到左的電流；
(3)放電時，把電容器儲存的電場能放出；
(4)放電完畢，電場極板間電場為零
(5)放電完畢，極板所帶電量為零；
(6)放電完畢，電路中電流為零。
6.電容器的放電
4
用傳感器觀察電容器的放電過程
1.在圖中畫一個豎立的狹長矩形，它的面積的物理意義是什么？
在0.2s內(nèi)電容器的放電量。
2.怎樣根據(jù) I-t 圖像估算電容器在全部放電過程中釋放的電荷量？
算出每一個格子的面積，大于半格算一個，小于半格舍去，圖象所包含的格子的面積為釋放的電荷量。
思考：
例1、　按如圖所示電路連接好器材，使開關(guān)S先后接觸a、b，
以下說法正確的是(　　)
A．S接a時與接b時，電流表指針的偏轉(zhuǎn)方向相同
B．S接a時與接b時，電流表指針的偏轉(zhuǎn)方向相反
C．S接a時，電容器充電，電容器的電能轉(zhuǎn)化為其他
形式的能
D．S離開a接到b時，電容器放電，其他形式的能轉(zhuǎn)化
為電容器的電能
B
例2、把電容器、電流傳感器、電阻、電源、單刀雙擲開關(guān)按圖甲
所示連接．先使開關(guān)S與1端相連，電源向電容器充電；然后把開
關(guān)S擲向2端，電容器通過電阻R放電．與電流傳感器相連接的計算
機(圖中未畫出)可記錄電流隨時間變化的I－t 圖像，規(guī)定逆時針的
電流流向為正．
圖乙是某次實驗中與電流傳感器相連接的計算機所記錄的I－t 圖
像，可判斷出該圖像記錄的是電容器的________過程(選填“充電”
或“放電”)．請你用語言描述在此過程中電流隨時間如何
變化：____________________________.
充電
電流隨時間的增加逐漸減小到零
電容
PART 2
如何描述電容器容納電荷的本領(lǐng)？
水容器如何表征它們儲水的能力呢？首先我們想到的是容器的容積，比如說水杯的底面積和高（體積）。但是底面積和高是整個杯子的容積，如果說不同的杯子都使水升高1cm，那誰的儲存本領(lǐng)更大呢？這時候杯子的儲存本領(lǐng)是不是只與底面積有關(guān)呢？
類比法：類比圓柱型水杯容器的儲水
h
h
A
B
C
1.水位每升高h，試比較A、B、C的儲水量；
2.哪個儲水本領(lǐng)大？如何反映其儲水本領(lǐng)？
大膽猜想
二、電容
1、定義： 電容器所帶電荷量 Q 與電容器兩極板間電勢
差U 的比值，叫電容器的電容，用C表示。
2、定義式：
C由電容器自身結(jié)構(gòu)決定，與
Q、U 無關(guān).
在數(shù)值上等于使電容器兩極板間的電勢差增加1V所需要增加的電荷量。
一個極板所帶電荷量的絕對值
3、國際單位：法拉，符號F
1F=1C/ V
常用單位：微法μF 、皮法pF
1F=106μF =1012pF
4、物理意義：描述電容器容納電荷的本領(lǐng)。 電容越大，
表明在相同電勢差情況下，電容器所帶的電荷越多。
電容器的電容，在數(shù)值上等于使兩極板間的電勢差為1V
時，電容器需要帶的電荷量
圖像
解讀 C= 或C= 電容C與電壓U無關(guān) 電容C與電荷量Q無關(guān)
5、常見的圖像
（1）擊穿電壓：電容器電介質(zhì)不被擊穿的極限電壓。
（2）額定電壓：電容器外殼上標的工作電壓，也是電容器正常工作所能承受的最大電壓，額定電壓比擊穿電壓低。
額定電壓比擊穿電壓低
外殼上標的電壓是額定電壓
5
6、擊穿電壓和額定電壓
例1、關(guān)于電容器和電容的概念，下列說法正確的是（　　）
A．任何兩個彼此絕緣又互相靠近的導體都可以看成是一個電容器
B．某一電容器兩板間的電壓越高，它的電容就越大
C．某一電容器帶的電荷量越多，它的電容就越大
D．某一電容器不帶電時，它的電容是零
A
7
探究影響平行板電容器電容的因素
控制變量法
有機玻璃板
+
+
+
+
+
+
-
-
-
-
--
改變d
改變S
改變
電介質(zhì)

多媒體實驗室
說明：靜電計是在驗電器的基礎(chǔ)上制成的，用來測量導體間的電勢差，從指針的偏轉(zhuǎn)角度就可以知道兩個導體間的電勢差的大小。
兩極板間距離
兩極板正對面積
靜電力常量
相對介電常數(shù)都大于1
7
探究影響平行板電容器電容的因素
平行板電容器
PART 3
三、平行板電容器
1.構(gòu)成:平行板電容器由靠得很近、相互平行,中間有絕緣物質(zhì)的兩片金屬板組成。
2.決定因素:平行板電容器的電容C與相對介電常數(shù)εr成正比,與兩極板的正對面積S成正比,與兩極板間的距離d成反比。
3.決定式

4. 電場：
　　可以認為是勻強電場,場強E= ,U 為兩極板間的電壓,d為兩極板間的距離。
5. 常見電容器
（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)，用兩層鋁
箔為極板。
符號：
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。
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;空氣為電介質(zhì)。
轉(zhuǎn)動動片，使兩組鋁片的正對面積發(fā)生變化，電容相應
變化。
符號：
D
平行板電容器的動態(tài)分析
PART 4
U
U
C
Q
E
平行板電容器之間間距增加
（1）平行板電容器始終連接在電源兩端
U不變
d
1、第一類問題：定壓問題
四、平行板電容器的動態(tài)分析
（1）平行板電容器始終連接在電源兩端
U不變
U
U
C
Q
E
平行板電容器之間正對面積增加
平行板電容器的面積要看實際正對面積
等效面積減小
S
U
U
C
Q
E
平行板電容器之間填充高介電常數(shù)εr的物質(zhì)
（1）平行板電容器始終連接在電源兩端
U不變
常見物質(zhì)有玻璃，云母等絕緣物質(zhì)
εr
例3、　工廠在生產(chǎn)紡織品、紙張等絕緣材料時為了實時監(jiān)控其厚度，通常要在生產(chǎn)流水線上設置如圖所示傳感器，其中A、B為平行板電容器的上、下兩個極板，上、下位置均固定，且分別接在恒壓直流電源的兩極，當流水線上通過的產(chǎn)品厚度增大時，下列說法正確的是(　　)
A．A、B平行板電容器的電容減小
B．A、B兩極板間的電場強度增大
C．A、B兩極板上的電荷量變小
D．有電流從b向a流過電流表
D
例4、計算機鍵盤每一個鍵下面連一小金屬片，與另一固定小金屬片組成一可變電容器。按下鍵時，與之相連的電子線路就給出相應的信號。按下鍵時，以下判斷正確的是(　　)
A．電容器的電容變小
B．電容器間的電壓變大
C．電容器間的電場強度不變
D．電容器極板所帶的電荷量變大
D
例5.如圖，平行板電容器經(jīng)開關(guān)S與電池連接，a處有一試探電荷，S是閉合的，φa表示a點的電勢，F(xiàn)表示點電荷受到的靜電力。現(xiàn)將電容器的B板向下稍微移動，使兩板間的距離增大，則(　　)
A. φa變大，F(xiàn)變大 B. φa變大，F(xiàn)變小
C. φa不變，F(xiàn)不變 D. φa不變，F(xiàn)變小
B
例6、將電容器接在電壓恒定為U的電源兩端，電容器兩平行極板面積足夠大，兩極板之間的距離為d，現(xiàn)將兩極板分別圍繞O、O'點逆時針旋轉(zhuǎn)角度為θ=37°（sin37°=0.6，cos37°=0.8），如圖中虛線所示，下列說法正確的是（　　）
A．兩極板旋轉(zhuǎn)之后，極板間的正對面積不變
B．兩極板旋轉(zhuǎn)之后，極板間的正對面積變大
C．兩極板旋轉(zhuǎn)之后，極板間的電場強度增大
D．兩極板旋轉(zhuǎn)之后，極板間的電場強度不變
C
U
U
C
U
平行板電容器之間間距增加
（2）平行板電容器充電后，切斷電源
Q不變
2、第二類問題：定電荷量問題
d
U
U
C
U
E
平行板電容器之間間距增加
（2）平行板電容器充電后，切斷電源
Q不變
d
U
U
C
U
E
平行板電容器之間正對面積增加
（2）平行板電容器充電后，切斷電源
Q不變
S
U
U
C
U
E
平行板電容器之間填充高介電常數(shù)εr的物質(zhì)
（2）平行板電容器充電后，切斷電源
Q不變
εr
第二部分 點擊在此輸入你的標題內(nèi)容
例6、(2024江蘇揚州期中)如圖所示,一個帶負電的小球懸
掛在豎直放置的平行板電容器內(nèi)部,接通S后,懸線與豎直
方向的夾角為θ,則(　　)
A.S閉合,減小A、B板間的距離,則θ增大
B.S閉合,減小A、B板間的距離,則θ減小
C.S斷開,使B板豎直向上移動,則θ減小
D.S斷開,增大A、B板間的距離,則θ增大
A
例7.(多選)如圖所示，電路中A、B為兩塊豎直放置的金屬
板，C是一只靜電計，開關(guān)S閉合后，靜電計指針張開一個
角度，下述做法可使靜電計指針張角增大的是(　　)
A．使A、B兩板靠近一些
B．使A、B兩板正對面積減小一些
C．斷開S后，使B板向右平移一些
D．斷開S后，使A、B正對面積減小一些
CD
例8.(多選)如圖，兩塊水平放置的平行正對的金屬板a、b分別與電池兩極相連，開始時開關(guān)S閉合，發(fā)現(xiàn)在距兩板距離相等的P點有一個帶電液滴處于靜止狀態(tài)，然后斷開開關(guān)，并將b板向下平移一小段距離，穩(wěn)定后，下列說法正確的是(　　)
A. 液滴將加速向下運動
B. 液滴將保持不動
C. P點電勢升高，液滴在P點時電勢能減小
D. P點電勢升高，液滴在P點時電勢能增大
BC
例9.(多選)如圖，一平行板電容器充電后與電源斷開，正極板與靜電計連接,負極板接地，兩板間有一個正試探電荷固定在P點，正極板保持不動，將負極板緩慢向右平移一小段距離，下列說法正確的是(　　)
A. 靜電計指針張角變小
B. 靜電計指針張角不變
C. 正電荷在P點的電勢能減小
D. 正電荷在P點的電勢能不變
AC
謝
謝
聆
聽

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