第四章 电 容分析和总结.docx

第

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[教学目标]

第四章 电 容

第一节 电容器和电容

理解电容器的电容概念

理解决定平行板电容器的电容大小的因素

掌握电容的计算公式

[教学重点]

平行板电容器电容的计算

电容是电容器的固有特性

[教学难点]

电容是电容器的固有特性

[教具学具]

教材、黑板、多媒体课件

[教学过程]

[知识点]

一、电容器

结构：两个彼此靠近又相互绝缘的导体，就构成了一个电容器。这对导体叫电容器的两个极板。

符号：表4-1。

名称电容器电解电容器半可变电容器

名称

电容器

电解电容器

半可变

电容器

可变

电容器

双连可变

电容器

图形符号

作用：电容器是储存和容纳电荷的装置，也是储存电场能量的装置。电容器每个极板上所储存的电荷的量叫电容器的电量。

将电容器两极板分别接到电源的正负极上，使电容器两极板分别带上等量异号电荷，

极板间有电场和电压。

二、电容C

定义：电容器所带电量与两极板间电压之比，称为电容器的电容

C?Q

U

电容反映了电容器储存电荷能力的大小，它只与电容本身的性质有关，与电容器所带的电量及电容器两极板间的电压无关。

单位

电容的单位有法拉(F)、微法(?F)、皮法(pF)，它们之间的关系为

1F=106?F=1012pF

2．意义

电容描述电容器储存电荷本领大小的物理量，其大小等于电容器两极间的电压每升高

1伏所对应的带电量的增量，也就是单位电压对应的电量。

三．平行板电容器

平行板电容器：由两块相互平行、靠得很近、彼此绝缘的金属板所组成的电容器，如图是一种最简单的电容器。

平行板电容器的电容：平行板电容器的电容C，跟介电常数?

成正比，跟两极板正对的面积S成正比，跟极板间的距离成d反比，即

C??S

d

式中介电常数?由介质的性质决定，单位是F/m。真空介电常数为

? ?8.86?10?12F/m。

0

某种介质的介电常数?与真空介电常数?

0

之比，叫做该介质的相对介电常数，用?

r

表示，即 ?

r

四．常用电容器

电容器的种类：

固定电容器：C不变

=?/?

0

可变电容器：调节S 均有动、定片

半可变电容器：调节d

电容器的额定值：A．标称容量：电容器上所标的电容值B．允许误差

C．额定工作电压（耐压）：电容器正常工作时两极板间所能承受的最大电压（稳恒的直流电压或交流电压的最大值）

D．击穿电压：电击穿、热击穿

[例题分析]

某一电容元件，外加电压U?20V，测得q?4?10?8C，则C= ；如外加

电压U?40V，则q? 。

云母介质的平行板电容器，充电后与电源断开，若将云母介质换为空气，则电容量将（ ）。

A．变大 B．变小 C．不变

有两个电容器，C?C

1 2

，若它们所带电荷量相等，则（ ）。

A．C两端电压较高 B．C两端电压较高 C．两个电压相等

1 2

如图所示，两平行板电容器CC相串联后再接入电源，若将电容器C的两极板

1 2 2

距离增加，那么（ ）。

C C

1 E 2

A．Q

2

减小，U

2

减小 B．Q

2

减小，U增大

2

C．Q增大，U增大 D．Q增大，U减小

2 2 2 2

平行板电容器，极间是空气，板的正对面积是50cm2,间距1mm，求1）电容器的

电容；2）如果两极板间电压是300V，则电容器所带电量是多少？

KEC如图所示，先闭合K后，平行板电容器所带电量为Q，然后将两极板间的距离缩小为原来的1/2，再断开K，使电容器两极板间的距离复原，则电容器两极板间的电压变为多少？再充相对介电常数为5的电介质于电容器的两极板间，并使其正对面积变为原来的

K

E

C

[跟踪练习]

平行极电容器的电容量与外加电压和电量无关。（ ）

以空气为介质的平行板电容器，若增大电容器的极板的正对面积，则电容量

将 ；插入某种电介质，则电容量将 。若缩小两极板间的距离，则电容量将 。

线性电容C的大小决定于 、 ，而与电荷的多少、电压的高低是无关的。

两平行板电容器电容之比C :C

1 2

?1:2，带电量之比Q:Q

1 2

?3:4，两极间的距

离之比d:d?5:6，则两电容的两端电压之比U:U? 。

1 2 1 2

平行板电容器带电量为2?10?4C，两极板间的电压为4V，则该电容器的电容为F；

若两极板电荷量减少为原来的一半，则该电容的电容量为F，两极板间的电压为V。

两块平行金属板带等量异种电荷，要使两板间的电压加倍