第1章 第7节 了解电容器 第8节 静电与新技术.doc

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第七节了解电容器

第八节静电与新技术

学习目标

知识脉络

1.知道电容器的概念，认识常见的电容器，了解电容器的充、放电现象．(重点)

2．理解电容的定义式并能进行有关计算．(重点)

3．知道平行板电容器的决定因素，并会分析、解决平行板电容器的两类问题．(重点、难点)

4．了解静电现象，关注生活、生产中的静电现象，知道静电在技术上的应用及防止静电危害的方法.

电容器和电容

eq\a\vs4\al([先填空])

1．电容器：由两个相互靠近，彼此绝缘的导体组成，其间可以填充绝缘物质．

2．电容器的充、放电

过程

充电过程

放电过程

过程示意

电荷运动

正电荷向A板移动，负电荷向B板移动

正电荷由A板移向B板(或负电荷由B板移向A板)

电流方向

顺时针

逆时针

定义及能

量的转化

是使两个极板带上等量异种电荷的过程；从电源获得能量储存在电场中

是使两个极板上电荷中和的过程；电场能转化为其他形式的能

联系

两个过程互逆，电容器的电量、场强、能量变化趋势相反

3.电容器的电容

(1)定义：Q与U的比值，公式为C＝eq\f(Q,U).

(2)物理意义：表示电容器容纳电荷本领的物理量．

(3)单位：1F＝106μF＝1012pF.

eq\a\vs4\al([再判断])

1．电容器是储存电荷和电场能的元件．(√)

2．电容器的电容与电量成正比，与电压成反比．(×)

3．电容器放电的过程就是两极板电荷中和的过程(√)

eq\a\vs4\al([后思考])

1．电容器所带电荷量指的是两个极板所带电荷量的绝对值之和，这种说法正确吗？

【提示】不正确．电容器所带的电荷量，是指一个极板所带电荷量的绝对值．

2．根据公式C＝eq\f(Q,U)，能否说电容C与电容器所带的电荷量Q成正比，与两极板间的电势差U成反比？

【提示】电容是用比值法定义的物理量，不能说C与Q成正比，与U成反比．

eq\a\vs4\al([合作探讨])

照相机上的闪光灯是通过电容器供电的，拍照前先对电容器充电，拍照时电容器瞬间放电，闪光灯发出耀眼的白光．

探讨1：电容器在充、放电的过程中的能量是如何转化的？

【提示】电容器在充电过程中，由电源获得的电能储存在电容器中．放电过程中，电场能转化为其他形式的能．

探讨2：电容器所带电荷量越大，容纳电荷的本领一定越大，这种说法对吗？

【提示】不对．容纳电荷的本领用电容来描述，电容器的电容大，所带电荷量不一定越大．

eq\a\vs4\al([核心点击])

1．对电容器和电容的理解

(1)电容器是一个仪器，而电容是一个物理量，电容表征了电容器容纳电荷的本领，其数值等于使两极板间的电势差为1V时电容器需要带的电荷量．

(2)电容C＝eq\f(Q,U)是定义式，提供了计算电容的方法，但不能说电容C与Q成正比、与U成反比，电容C由电容器本身的性质决定，与Q、U的大小无关．

2．对Q-U图象的分析

如图1-7-1所示，Q-U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，直线斜率表示电容的大小，因此，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间的电压增加(或减小)1V所增加(或减小)的电荷量．

图1-7-1

3．电容器的电荷量

电容器的电荷量是一个极板上的带电荷量的绝对值．

1．如图是描述对给定的电容器充电时电荷量Q、电压U、电容C之间的相互关系的图象，其中错误的是()

【解析】电容器的电容只由电容器本身的性质决定，与电容器带电量及极板间电压无关，故A错误，B、D正确；由电容定义式C＝eq\f(Q,U)可知，Q＝CU.当C一定时，Q与U成正比，故C正确．

【答案】A

2．一个平行板电容器，使它每板电荷量从Q1＝3×10－5C增加到Q2＝3.6×10－5C时，两板间的电势差从U1＝10V增加到U2＝12V，这个电容器的电容多大？如要使两极板电势差从U1＝10V降为U2′＝6V，则每板需减少多少电荷量？ 【

【解析】电荷量的增加量和电势差的增加量分别为

ΔQ＝Q2－Q1＝3.6×10－5C－3×10－5C＝6×10－

ΔU＝U2－U1＝12V－10V＝2V.

根据电容的定义，它等于每增加1V电势差所需增加的电荷量，即C＝eq\f(ΔQ,ΔU)＝eq\f(6×10－6,2)F＝3×10－6F＝3μF

要求两极板间电势差降为6V，则每板应减少的电荷量为ΔQ′＝CΔU′＝3×10－6×(10－6)C＝1.2×10－5C.

【答案】3μF1.2×10－5C

求解电容器的电容的两点注意

(1)电容器的电容可以根据C＝eq\f(Q,U)或C＝eq\f(ΔQ,