第8节 电容器的电容
1.知道电容器的概念,认识常见的电容器,通过实验感知电容器的充、放电现象. 2.理解电容的概念及定义方法,掌握电容的定义、公式、单位,并会进行简单计算. 3.通过实验了解影响平行板电容器电容大小的因素,了解平行板电容器的电容公式,知道改变平行板电容器的电容大小的办法.
一、电容器
1.电容器:两个彼此绝缘又相距很近的导体组成一个电容器.
2.电容器的充电和放电
(1)充电:把电容器的一个极板与电池组的正极相连,另一个极板与负极相连,使电容器两极板带上等量异种电荷的过程叫做充电.充电过程中由电源获得的电能储存在电容器中.
(2)放电:用导线把充电后的电容器的两极板接通,两极板上的电荷中和,电容器又不带电了,这个过程叫做放电.放电过程电场能转化为其他形式的能.
二、电容
1.定义:电容器所带的电荷量Q与电容器两极板间的电势差U的比值,叫做电容器的电容.
2.定义式:C=.
3.单位:法拉,简称法,符号是F.常用单位还有微法(μF)和皮法(pF),量值关系:1 F=106μF=1012pF.
4.物理意义:表示电容器容纳电荷本领的物理量.
三、平行板电容器的电容
1.结构:由两块彼此绝缘、互相靠近的平行金属板组成,是最简单的,也是最基本的电容器.
2.电容的决定因素:平行板电容器的电容与两平行极板正对面积S成正比,与电介质的相对介电常数εr成正比,与极板间距离d成反比.
3.表达式:C=,式中k为静电力常量.
四、常用电容器
1.分类:从构造上可分为固定电容器和可变电容器两类.
2.额定电压和击穿电压
(1)额定电压:电容器正常工作时所能承受的电压,它比击穿电压要小.
(2)击穿电压:是电容器的极限电压,超过这个电压,电容器内的电介质将被击穿,电容器将被损坏.
判一判 (1)电容器的带电量为两极板所带电量的绝对值之和.( )
(2)电容大的电容器带电量一定多.( )
(3)电容器两极板间的电压越高,电容就越大.( )
(4)电容器不带电荷时,电容为零.( )
(5)将平行板电容器错开,使正对面积减小,电容将减小.( )
提示:(1)× (2)× (3)× (4)× (5)√
想一想 某电容器上标有“1.5 μF,9 V”的字样,9 V指什么电压?
提示:额定电压.
做一做 用控制变量法,可以研究影响平行板电容器电容的因素,如图所示.设两极板正对面积为S,极板间的距离为d,静电计指针偏角为θ.实验中,极板所带电荷量不变,若( )
A.保持S不变,增大d,则θ变大
B.保持S不变,增大d,则θ变小
C.保持d不变,减小S,则θ变小
D.保持d不变,减小S,则θ不变
提示:选A.静电计指针偏角大小体现了电容器两板间电压大小.在做选项所示的操作中,电容器所带电荷量Q保持不变,C==.保持S不变,增大d,则C减小,U增大,偏角θ增大,选项A正确,B错误;保持d不变,减小S,则C减小,U增大,偏角θ也增大,故选项C、D均错.故正确选项为A.
对电容器工作原理的理解
1.电容由电容器本身的构造决定
电容器的电容是反映电容器容纳电荷本领的物理量,用比值C=来定义,但它却是由电容器自身的构造决定的,与所带电荷量Q和所加电压U无关.即使电容器不带电,其电容仍然存在,并且是一个确定的值.
2.两公式C=与C=的比较
公式
内容
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C=
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C=
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公式特点
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定义式
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决定式
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意义
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对某电容器Q∝U,但=C不变,反映电容器容纳电荷的本领
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平行板电容器,C∝εr,C∝S,C∝,反映了影响电容大小的因素
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联系
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电容器容纳电荷的本领由来量度,由本身的结构(如平行板电容器的εr、S、d等因素)来决定
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