名校物理知识点突破 详解电容器的电容

发布 2019-07-05 01:09:37 阅读 5330

第八节:电容器的电容。

一、 电容器。

1、 构造:两个相距很近的金属之间夹有一层绝缘物质(电介质)→形成电容器。其中两个金属为两个电极。

2、 电介质:两金属之间所夹的一层不导电的物质。

例如:玻璃、陶瓷、纸、云母、空气、氧化膜等。

3、 平行板电容器:两个相距很近的平行板之间夹一层电介质→形成平行板电容器→其中两个平行板为两个电极。

4、 电容器在电路中的作用:1)充电:电容器的两个极分别与电源的正负极连接,两极上会带上等量的异号电荷 →这个过程叫充电过程。

充电过程形成的电流→充电电流。

电流方向:(与电源正极相接的。

板带正电,与电源负极相接的板。

带负电)。电流的方向由负极板→电源→指向正极板。(实际:是自由电子由正极板→电源→移动到负极板)

原因:电源能在与它相连的导线中产生由正极指向负极的电场→自由电子受电场力的作用发生定向移动→形成电流→两极板出现异号电荷。

2)充电后切断电源:两极上的等量异号电荷互相吸引→之间形成电场(可以是匀强电场)→储存了电能。

3)放电:充电的电容器两极用导线连接→两极上的正负电荷中和→这个过程叫放电。

放电电流:放电过程形成的电流叫放电电流。

方向:由正极板→指向负极板。(实际:是自由电子由负极板→移动到正极板)

二、 电容。

1、 定义:电容器所带的电荷量q与两极间的电压u之比叫。

2、 公式:1)c=q/u 2)c=△q/△u 3)q=︱q+︱=q-︱

例:《优化**》p26、例2

3、 单位:法拉(f)、微法(uf)、皮法(pf)

1f=1c/v 1f=106uf=1012pf

4、 物理意义:反映电容器容纳电荷本领的大小,在数值上等于两板间加1v电压电容器所带的电荷量。

5、 说明:1)c=q/u=△q/△u是定义式不是决定式,不能说成正比成反比。

2)图像:c=q/u=k=△q/△u

6、 影响因素:由电容器本身决定。

三、 平行板电容器的电容。

1、 实验:

1)仪器:1)平行板电容器。2)铁架台。3)静电计。4)绝缘的电介质。5)电源。

2)过程+结论:充电的电容器保持q不变。

1)距离d,电介质ε不变→改变正对面积s↓→发现静电计张角α↑(u↑)→c↓=q/u →c∝s

2)正对面积s,电介质ε不变 →距离d↑→发现静电计张角α↑

u↑)→c↓=q/u→c∝1/d.

3)正对面积s,距离d不变→插入电介质ε↑→发现静电计张角。

↓u↓)→c↑=q/u→c∝ε

)、结论:c∝εs/d

2、公式:c=εs/4πkd ε→介电常数。s→正对面积。d→两板间的距离。

k=9×3、说明:(1)c=q/u是定义式,c=εs/4πkd是决定式。

(2)c=εs/4πkd适应条件是平行板电容器,但可以说明一般电容器的电容与ε、s、d有关。

4、应用:例1、《优化**》p27、例3。 例2、p28 活学活用4。

(一)电容器始终与电源连接。

步骤:1、两板间电压u不变。

2、c=εs/4πkd讨论c的变化。

3、q=cu讨论q的变化。(决定充放电电流方向)

4、e=u/d讨论e的变化。

5、据f=eq讨论力的变化,运动状态的变化。

(二)电容器充电后断开电源。

例1、《优化**》p。p27、例4。

步骤:1、电容器的q不变。

2、c=εs/4πkd讨论c的变化。

3、u=讨论u的变化。

4、据e=u讨论e的变化(注意:改变d时。

不变)5、据e讨论f的变化→运动状态。

四、常用电容器。

1、从结构上分:(1)固定电容器(c不变)

聚苯乙烯电容器

电解电容器 )

(2)可变电容器(c变化)

2、 工作参量:(1)击穿电压:电容器的电压超过某一定值,电容器被破坏,电介质被击穿而导电,这个电压称击穿电压。

(2)工作电压(额定电压):外壳上标的电压为工作电压(额定电压)。

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