第七節(jié) 電容器與電容 第一章 靜電場 情景探究一 攝影時如光線不足,你一定知道用閃光燈，在如此短的時間內(nèi),僅靠電池直接給閃光燈供電就能發(fā)出如此強(qiáng)的光嗎?請你探究分析其中的奧妙! 內(nèi)置閃光燈的相機(jī) 情景探究二 萊頓瓶 -----存儲電荷的裝置 也可稱為“電容器” 探究感應(yīng)起電機(jī)的構(gòu)造與工作原理 一.電容器任何兩個彼此絕緣又相互靠近的導(dǎo)體都可以構(gòu)成電容器.在兩個相距很近的平行金屬板中間夾上一層絕緣物質(zhì)(電介質(zhì)),就組成一個最簡單的電容器,叫做平行板電容器 ①作用:可以容納電荷. 1.電容器的構(gòu)造: 2.電容器的工作狀態(tài): ②充電：使電容器帶電的過程,叫充電.電容器的每一個極板所帶電量的絕對值,叫做電容器的帶電量.充電后,兩極板間有電場存在,電容器從電源獲得電能儲存在電場中,因此充電的過程是電容器儲存電能的過程. ②充電：使電容器帶電的過程,叫充電.電容器的每一個極板所帶電量的絕對值,叫做電容器的帶電量.充電后,兩極板間有電場存在,電容器從電源獲得電能儲存在電場中,因此充電的過程是電容器儲存電能的過程. ③放電:使電容器兩極板上的電荷中和的過程.是電場能轉(zhuǎn)化為其他能的過程 3.電容器的帶電量電容器所帶的電荷量，是指每個極板所帶的電荷量Q的絕對值 二.電容 充電后的電容器的兩極板間有電勢差,這個電勢差跟電容器所帶的電荷量有關(guān) 實驗表明：電容器所帶的電荷量Q與電容器兩極板間的電勢差成正比，比值Q/U 是一個常量。

不同的電容器，這個比值一 般是不同的。 這個比值表征了電容器儲存電荷的特性 1、定義：電容器所帶的電荷量Q與電容器兩極板間的電勢差U的比值，叫做電容器的電容，用C來表示。2、電容器的電容在數(shù)值上等于兩極板間的電勢差為1V時電容器需帶的電荷量。 即 C=Q/U 思考 1.電容器起了什么作用？ 儲存電荷 2.電容器可類比成什么呢? 電容器類比為容器 （水杯） 思考與討論 1.水杯存水的本領(lǐng)由什么來決定? 水容器的容積(本身機(jī)構(gòu)決定) 2.如何表征大容器的儲水本領(lǐng)大呢? 電容器與水容器 1cm 1cm 橫截面大的需要的水多 s 電量 Q∝U C 水量 m∝h 對一個確定的電容器而言，電容是不變的，C與Q、U無關(guān)。 對一個確定的水容器而言，水容是不變的，與m、h無關(guān)。 思考與討論 那電容器儲存電荷的本領(lǐng)如何表征呢？ 3、電容的物理意義：表征電容器容納（儲存）電荷本領(lǐng)的物理量。 4、單位：在國際單位制中電容的單位是法拉（F），常用單位還有微法（μF）和皮法（pF）1F=106μF=1012pF 最簡單的電容器是平行板電容器 猜想：平行板電容器的電容跟哪些因素有關(guān)？ 兩極板間的距離d 兩極板間的正對面積S 是否插入電介質(zhì)或電介質(zhì)的種類。

實 驗 探 究 1、平行板電容器的電容C跟介電常數(shù)ε成 正比，跟正對面積S正比，跟極板間的距離d成反比。 2、平行板電容器的電容公式：C=εS/4πkd(式中k為靜電力常量) 三.平行板電容器的電容 思考與討論⑴ ：平行板電容器充電后，繼續(xù)保持電容器的兩極板與電源相連接。在這種情況下，如果增大兩極板間的距離d，那么，兩極板間的電勢差U、電容器所帶的電量Q、兩極板間的場強(qiáng)E各如何變化？ 解析：平行板電容器充電后平行板電容器，繼續(xù)保持電容器的兩極板與電源相連接，其電勢差恒等于電源電壓，并保持不變。 ⑴ C=εS/4πkd∝εS/d ⑶ E=U/d∝1/d ⑵ Q=CU=UεS/4πkd∝εS/d 保持兩極板的Ｕ不變的實驗探究 思考與討論⑵ ： 平行板電容器充電后，切斷與電源的連接。在這種情況下，如果增大d，則U、Q、E各如何變化？ 解析：平行板電容器充電后，切斷與電源的連接，電容器不存在充、放電的可能性，兩極板上的帶電量Q始終不變。 C=εS/4πkd∝εS/d U=Q/C=Q/（εS/4πkd）∝d/εS E=U/d=Q/Cd=Q/（εSd/4πkd）= πkQ/εS ∝ 1/εS 保持兩極板的Ｑ不變的實驗探究 本題的思路是：當(dāng)d（或變化ε、S）發(fā)生變化，用 C=εS/4πkd判斷C的變化，再用C=Q/U判斷出Q（或U）的變化，最后用 E=U/d=Q/Cd判斷E的變化。