第八节 电容器与电容问题1:什么是电容器(电容器的构造)?一、电容器1、定义:电容器的极板任何两个彼此绝缘又相距很近的导体, 组成一个电容器。平行板电容器电容器的极板 电介质问题2:什么是电容器的充电、放电过程?2、电容器的充电: 正极板两有极短间暂 有的电压流两板分别带等量异 种电荷,每个极板 带电量的绝对值叫 电容器的带电量+Q ++++++++E---------Q负极板3、电容器的放电:电容器两极正负电 +Q荷通过导线中和。++++++++---------Q在放电过程中导线上有短暂的电流产生问题3:电容器的电容是什么?2、电容的定义: 电容器所带电量Q与电容器两极间的电压U的比值,叫电容器的电容。CQ U容纳电荷的本领, 与水桶截面积S类比+Q ++++++++U---------QQ与U成正比3、电容的单位:法拉: F 1F=1C/V1F 106 F 1012 pF例与练1、关于电容,下列说法中正确的是 ( ) A.电容器的极板上带电量越大,这只电容器的电容就越大B.电容器电的容极器板的间电电容压与越电大量,Q这只电容器 的电容就及越电大压U都无关,由电C.如果电容容器器本两身极决板定上。
没有带电,它的电容为零 D.对某一个电容器来说,两板间的电势差随所带电量的增加而增加例与练2、如图所示,将平行板电容器两极板分别接在电压是6V的电池组正负极,跟电池组负极相连的极板带电量为-9.0×10-8C ,则电容器的带电量为 9.0×10-8 C,电容器的电容为1.5×pF1。04若将此电容器两极接电压12V的电池组正负极,电容器的电容为1.5p×F1。04+Q电容与电++++++++压U无关---------Q例与练3、对于一给定的电容器,在如下图所示中, 描述电容C、带电荷量Q、电压U之间的 相互关系的图线中正确的是 ( )例与练4、用两节相同的电池分别给两个原来不带电的电容器充电,已知 C1Q2C. Q1=Q2D.无法确定U1 U2 C1 C2 Q1 Q2三、平行板电容器的电容1、平行板电容器的电容公式:CSC 1 dC r介电常数 真空εr=1两板正对面积C rS 4kd静电力常量 两板间距离说明:平行板电容器内的电场是匀强电场例与练5、平行板电容器充电平衡后仍与电源相连,两极板间的电压是U,充电荷量为Q,两极板间场强为E,电容为C,现将两极板间距离减小,则 ( )A.Q变大B.C变大C.E不变D.U变小U不变dC 1 dECQC U Q例与练6、平行板电容器充电平衡后与电源断开,两极板间的电压是U,充电荷量为Q,两极板间场强为E,电容为C,现将两极板间距离减小,则( )A.Q变大B.C变大C.E不变D.U变小E与d无关, 即E不变。
Q不变 C U dE U Q 4kQd Cd S例与练7、 用电压为U的直流电源给电容为C平行 板电容器充电,充完电后电容器两板间的 场强大小为E。 (1)充完电后,若仍闭合电键K,将电容 器两极板正对面积变为原来的一半,则电 容器的电容变为 C/2 ,流过导线中的电 流方向为从 正极板流向 极负板。例与练7、 用电压为U的直流电源给电容为C平行板电容器充电,充完电后电容器两板间的场强大小为E。(2)充完电后,若断开电键K,将电容器的两个极板距离变为原来的一半,则电容器的电容变为 2C ,电容器两极板间的电压变为 U,/2电容器两极板间的电场强度Ϊ。E例与练7、 用电压为U的直流电源给电容为C平行 板电容器充电,充完电后电容器两板间的 场强大小为E。 (3)充完电后,若仍闭合电键K,将一块 厚度为两板距离一半的平行于极板的矩形 金属块放入两极板中间,电容器的电容变 为 2C,流过导线中的电流方向为 从 极负板流向 极板正。例与练8、平行板电容器两板距离为4cm,带电量为8×10-8C电容器与电容,板间场强为4×104N/C,则其电容为5×10-11 F ,若保持其它条件不变,而使两板正对面积减为原来的1/2,则其电容为 2.5×10-11 F,若将两板距离增加为8cm,则两板间场强为,电容4×为104 N/C。