内容正文:
人教版·选修3-1
第8节 电容器的电容
第一章 静电场
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,并会应用定义式进行简单的计算。3.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决定式。4.知道改变平行板电容器电容大小的方法。
01课前自主学习
一、电容器和电容
1.电容器的组成:两个彼此绝缘的 ,当相距很近且之间存有 时,就组成一电容器。
导体
电介质
3.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 ,公式为 。
(2)物理意义:表示电容器 的物理量。
eq \o(□,\s\up4(10))比值
eq \o(□,\s\up4(11))C=eq \f(Q,U)
eq \o(□,\s\up4(12))容纳电荷本领
(3)国际单位:法拉,简称“法”,用 表示,常见单位还有微法( )、皮法( ),其单位换算:1 F= μF= pF。
eq \o(□,\s\up4(13))F
eq \o(□,\s\up4(14))μF
eq \o(□,\s\up4(15))pF
eq \o(□,\s\up4(16))106
eq \o(□,\s\up4(17))1012
二、常见电容器及平行板电容器
1.分类
(1)按电介质分:聚苯乙烯电容器、陶瓷电容器、电解电容器等;
(2)按电容是否可变分: 电容器、
电容器。
固定
可变
2.电容器的额定电压和击穿电压
(1)额定电压:电容器能够长期 时的电压。
(2)击穿电压:电介质被 时在电容器两极板上的极限电压,若电压超过这一限度,则电容器就会损坏。
正常工作
击穿
3.平行板电容器
(1)构成:由两个彼此绝缘的 构成。
(2)电容的决定因素
①决定因素:两板间 ,两板的
,两板间电介质的
。
②关系式: 。
平行金属板
距离d
正对面积S
介电常数εr
C=eq \f(εrS,4πkd)
(1)电容大的电容器带电量一定多。( )
(2)电容的单位有F,μF,pF,1 F=103 μF=106 pF。( )
(3)电容为C的电容器所带电荷量为Q,若电荷量增大为2Q,则电容变为2C。( )
(4)电容器所带的电荷量Q是指电容器的一个极板上所带电荷量的绝对值。( )
(5)电容器放电的过程就是两极板电荷中和的过程。( )
×
√
×
×
√
02 课堂合作探究
考点 对电容的理解
1. 电容器容纳电荷的本领相当于直筒形容器容纳水的本领。电容相当于直筒形容器的底面积,底面积越大,水位每上升1个单位高度,水量就增加得越多,而对应的电容越大,类似地两极板间电压每升高1 V,两板所带的电荷量增加得就越多。
2. 通过QU图象理解,如图所示,QU图象是一条过原点的直线,其中Q为一个极板上所带电荷量的绝对值,U为两板间的电势差,直线的斜率表示电容大小。因而电容器的电容也可以表示为C=eq \f(ΔQ,ΔU),即电容的大小在数值上等于两极板间的电压增大(或减小)1 V所增加(或减少)的电荷量。
例1 一个电容器所带的电荷量为4×10-8 C,两极板间的电压是2 V,那么这个电容器的电容是多少?如果电容器的电荷量减少了1×10-8 C,则板间电压变成多少?
电容器的电容如何计算,电容与什么有关?
提示:电容器的电容C可用公式C=eq \f(Q,U)=eq \f(ΔQ,ΔU)计算,电容与极板所带电荷量无关,只由电容器本身决定。
[规范解答] C=eq \f(Q,U)=eq \f(4×10-8,2) F=2×10-8 F,
又因C=eq \f(ΔQ,ΔU)得ΔU=eq \f(ΔQ,C)=eq \f(1×10-8,2×10-8) V=0.5 V,
所以U′=U-ΔU=2 V-0.5 V=1.5 V。
[完美答案] 2×10-8 F 1.5 V
电容器电容、电荷量、电压的分析
电容器的电容只由电容器本身决定,与电容器所带电荷量、两极板间电压无关,因此,在分析电荷量、电压时电容器电容不变是分析问题的关键点。
eq \a\vs4\al([变式训练1]) 电容器A的