电容器的电容

电容器

作用

储存电荷

电容器的构造

视频或实物展示电容器的内部结构

小结：任何两个彼此绝缘又相距很近的导体，都可以看成一个电容器。

电容器的带电量：某一极板所带电量的绝对值

问题：怎样才能让电容器储存上电荷？

电容器的充、放电过程

介绍电容器的电路图符号

1. 充电：使电容器带电的过程 电能\Rightarrow电场能
2. 放电：使电容器两极板上的电荷中和的过程 电场能\Rightarrow其他形式的能量

小结：电容器是一种储存电荷的容器，也是一个储能的元件。

电容

物理量	E	\varphi	C
含义	电场的力的性质	电场的能的性质	电容器储存电荷的特性
定义式	\frac{F}{q}	\frac{E_{p}}{q}	?

电容器储存电荷的特性 ### 电容的定义

类比水容器的储水本领，引出电容概念 >实验探究：结合书本图 10.4-4，说明一个电容器所带的电荷量 Q 与两极板之间的电势差 U 之比是不变的。

1. 定义：电容器所带电量 Q 与两极板间的电势差 U 的比值。
2. 公式：C=\frac{Q}{U}（比值定义法）

注意

注意：不能说 C 与 Q 成正比，与 U 成反比，C 的值仅与电容器本身结构特性有关，与带电量及电压无关有关。

3. 意义：描述电容器储存电荷本领的物理量。
4. 单位：法拉，简称：法，符号为 \text{F} 微法 1\mu \text{F}=10^{-6}\text{F} 皮法 1 \text{pF}=10^{-12}\text{F}
5. 加在电容器两端的 工作电压（额定电压）< 击穿电压

平行板电容器电容的决定式

实验探究：使用控制变量法探究影响平行板电容器电容大小的因素

C=\frac{\varepsilon_{r}S}{4\pi kd} k 为静电力常量 \varepsilon_{r} 是一个常数，与电介质的性质有关，叫作电介质的相对介电常数，\varepsilon_{r}

常用电容器

• 固定电容器
• 可变电容器

电容动态变化问题

电容器充电的过程

动态变化分析

如图所示，两块较大的金属板 A、B 平行水平放置并与一电源相连，S 闭合后，两板间有一质量为 m、带电量为 q 的油滴恰好在 P 点处于静止状态。

1. S 闭合，A 向下移动一小段距离，\varphi_{p} 怎么变？

难点

1. S 闭合，电容器上下极板间电压等于电源电压

2. 接地点是零势能点，且理想导线是等势体，所以 \varphi_{B}=0

3. U_{BP} = \varphi_{B}-\varphi_{P}\Rightarrow \varphi_{P}=\varphi_{B}-U_{BP}，把判断 \varphi_{P} 转化成判断 U_{BP}

4. 两极板间电势差不变，匀强电场中直线的几何等分点就是电势等分点

2. S 闭合，B 向下移动一小段距离，\varphi_{p} 怎么变？
3. S 断开，A 向下移动一小段距离，\varphi_{p} 怎么变？

难点

1. S 断开，电容器带电量不变，改变电容 C，电压 U 变化

2. 虽然 U 和 d 都在变化，但是它们的比值不变化，即 E 不变

3. 联立电容的定义式和平行板电容器电容的决定式 \frac{Q}{U} = \frac{\varepsilon_{r}S}{4\pi kd}\Rightarrow \frac{U}{d} =\frac{4\pi kQ}{\varepsilon_{r}S}

4. S 断开，B 向下移动一小段距离，\varphi_{p} 怎么变？
5. S 闭合，A 向左移动一小段距离，\varphi_{p} 怎么变？
6. S 断开，A 向左移动一小段距离，\varphi_{p} 怎么变？

总结

1. 开关闭合（U 不变），用几何等分关系做；

2. 开关断开（Q 不变），分析 Ed。