【人教版】电容器的电容教学全解1

控制变量法： （1）保持Q、d不变，改变正对面积S
CS
（2）保持Q、S不变，改变板间距d
C 1 d
（3）保持Q、S 、d不变，在板间充满电介质
C r 相对介电常数
实验结论： 平行板电容器的电容
1、公式
C rS 4kd
k是静电力常量 k=9.0×109N·m2/C2
从上表可以看出，空气的相对介电常数与1非常 接近，所以在一般情况下，空气对电容的影响可以 忽略不计。
（1）确定不变量 C与电源相连，板间U不变；
C与电源断开，电荷量Q不变；之后若仅改变板
间距d，则场强E也不变。 E U Q 4kQ d Cd S
例1、一个平行板电容器，与它相连接的电路如图所示， 接通开关S，电源即给电容器充电 A、保持S接通，减小两极板间的距离，则两极板间电场 的电场强度减小 B、保持S接通，在两极板间插入一块介质，则极板上的 电量增大 C、断开S，减小两极板间的距离，则两极板间的电势差 减小 D、断开S，在两极板间插入一块介质，则两极板间的电 势差增大
例3、一平行板电容器与电源相连，如图所示，如果 在电容器两极板间插入一块介电常数为ε的电介质薄
板（小于板间距离）则 BC
A、电容器的电容变为原来电容的ε倍 B、稳定后，电容器上所带电量增加 C、插入介质的瞬间，导线上有从a到b的电流 D、插入介质的瞬间，导线上有从b到a的电流
2、平行板电容器的动态分析
§1.8 电容器的电容
一、电容器 1、构造：任何两个彼此绝缘而又相互靠近的导体， 都可以看作是一个电容器
两极板 电介质
2、作用：储存电荷
平行板电容器是最简单、最基本 的电容器，由两块彼此绝缘、互相靠 近的平行金属板组成。
充电：
使电容器两极板带 上等量异种电荷
＋Q
＋＋＋＋＋＋
－Q－ － － － － －
C、有电流产生，
方向是从b极板经过电阻器R流向a极板
D、有电流产生，电流方向无法判断
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例2、如图所示，将平行板电容器两极板分别与电池
6、电容器的额定电压 电容器上一般都标明电容和额定电压的数值。 额定电压是指电容器长期工作时所能承受的电
压，比击穿电压要低。
三、平行板电容器的电容 平行板电容器电容与什么因素有关？
静电计是在验电器的基础上制成的，用它可 以测量带电的电容器两极板间的电势差。使用时， 把它的金属球与一个极板连接，把它的金属外壳 跟另一个极板连接（或同时接地），从指针的偏 转角度就可以测量出两板间的电势差。
例1、如图所示的实验装置中，平行板电容器的极板B
与一灵敏的静电计相接，极板A接地。若极板A稍向 上移动一点，平行板电容器电容＿变＿小＿， 平行板电容器极板上的电量＿几＿乎＿不＿变， 两极板间的电压＿变＿大， 观察到静电计指针偏角＿变＿大。
例2、有一个平行板电容器，当两板间加上30V电压时， 它的电量是1.5×10-4C。则这个电容器的电容是＿＿ ＿5×＿1F0，-6 合＿＿μF5。 如果使它的电量增加一倍，此时电容为＿5＿×＿10＿-6 F。 若使两板间距缩小成原来的一半，则电容为＿10＿μF。
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4、带电粒子在平行板电容器内运动和平衡问题
例、如图所示，水平放置的两平行金属板A、B相距d， 电容C，开始两板均不带电，A板接地且中央有孔。 现将带电量为+q，质量为m的带电液滴一滴一滴地从 小孔正上方h处无初速地滴下，落向B板的电荷全部传 给B板，问： （1）第几滴液滴在A、B间做匀速直线运动？ （2）能够到达B板的液滴不会超过多少滴？
3、暂态电流判断 电容器内Q增加，充电，电流从电源正极流向电
容器正极板，从电容器负极板流向电源负极。
电容器内Q减少，放电，电流从电容正极板流出。
例1、电容器C，电阻器R，和电源E连接成如图所示
的电路，当把绝缘板P从电容器极板间a、b之间拔出
的过程中，电路里
B
A、没有电流产生
B、有电流产生，
方向是从a极板经过电阻器R流向b极板
正负极相连，两板间一带电液滴恰好处于静止状态，
现贴着下极板插入一定厚度的金属板，则在插入过
程中
D
A 电容器的带电量不变
B 电路将有顺时针方向的短暂电流
C 带电液滴仍将静止
D 带电液滴将向上做加速运动Fra Baidu bibliotek
注意： 插入电介质→介电常数ε增大，电容C增大 插入金属板→相当于两极板间距d减小，电容C增大
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二、电容 1、物理意义：表示电容器容纳电荷的本领 2、定义：电荷量Q跟两极电势差U的比值
3、定义式： C Q Q U U
4、单位：法拉，简称法（F） 1F= 106μF = 1012pF
A
B
∆h
h
C
比值法定义
电容是电容器本身属性，其数值由电容器的构 造决定。
与电容器带不带电、带多少电、电压如何无关。
BC
例2、一平行板电容器充电后与电源断开，负极板接
地，在两极板间有一正电荷（电量很小）固定在P点，
如图，E表示板间场强，U表示板间电压，Ep表示正 电荷在P点的电势能。若保持负极板不动，将正极板
移到图中虚线所示的位置，则E 不变 ，U 变小 ， Ep 不变 。
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（1）有短暂的充电电流。电流方向为从电源正极流出。
（2）充电完毕，电容器两板带上等量异种电荷，电荷 分布在两极板相对的内侧，板间形成匀强电场。 （3）充电完毕，电路中无电流，电容器板间电压等于 电源电压。此时切断与电源联系，电容器带电量不变。
（4）充电过程中，电容器把从电源获得的电能转化成 电场能，储存在电容器中。
（5）电容器带电量：一个极板带电量的绝对值Q
放电：
使充电后的电容器 失去电荷
＋Q
＋＋＋＋＋＋
－Q － － － － － －
（1）有短暂的放电电流，电流从正极板流出。
（2）放电结束，两板上电荷中和，板间电场消失。
（3）放电完毕，电路中无电流。
（4）放电过程中，电容器中的电场能转化为其他形 式能量。
注意：电容器充电或放电，这两个过程进行得都很 快，电流持续时间都非常短。