§10.4電容器的電容

帶電體放在空中，它所帶的電荷是會(huì)慢慢地失去的，為了保存電荷，我們就需要有一個(gè)能“裝電荷的容器”——電容器。一、電容器：能夠容納（儲(chǔ)存）電荷的器件。

電容器是一種存儲(chǔ)電荷的裝置，它在收音機(jī)、電視機(jī)、洗衣機(jī)、電冰箱等各種家用電器中是一個(gè)不可缺少的關(guān)鍵元件之一。例如收音機(jī)的“調(diào)臺(tái)”就是利用電容器來(lái)實(shí)現(xiàn)的。那么，電容器的構(gòu)造如何？它有和性質(zhì)及特點(diǎn)呢？（1）構(gòu)造：兩個(gè)互相靠近且彼此絕緣的導(dǎo)體。a.電容器的極板：構(gòu)成電容器的兩個(gè)導(dǎo)體。b.最簡(jiǎn)單的電容器——平行板電容器：在兩個(gè)正對(duì)的平行金屬板間夾上一層電介質(zhì)（絕緣體）。（2）工作方式:1）充電：使電容器帶電的過(guò)程。（其他能轉(zhuǎn)化為電場(chǎng)能）充電后兩極板帶有等量的異種電荷。若保持與電源連接，則板間電壓U不變；若斷開電源，則極板所帶電量Q不變。2）放電：使電容器失去電荷的過(guò)程。（電場(chǎng)能轉(zhuǎn)化為其他形式的能）（3）電容器是儲(chǔ)存電場(chǎng)能的裝置。電容器的電荷量：一個(gè)極板所帶電量的絕對(duì)值。

不同的電容器容納電荷的本領(lǐng)是不同的，就像不同的容器的裝水量各不相同一樣。為了衡量電容器這種本領(lǐng)的異同，我們引入一個(gè)新的物理量——”電容“。二、電容：描述電容器容納電荷本領(lǐng)大小的物理量。（1）電容是電容器本身的一種屬性，其大小與電容器的電荷量無(wú)關(guān)。

對(duì)于一個(gè)固定的電容器來(lái)說(shuō)，若其電荷量Q增大，則其正極板的電勢(shì)升高，而負(fù)極板的電勢(shì)降落，正、負(fù)極板的電勢(shì)差U必增大，且Q與U成正比（Q↑→E↑→U↑），比值Q/U是一個(gè)常量。此常量越大，則表明U一定時(shí)，容納了更多的電荷量Q，即此電容器的電容越大。（2）概念：（3）定義式：（4）單位：法拉（簡(jiǎn)稱法），符號(hào)為“F”。常用單位：微法（μF）、皮法（pF）。

1μF=10-6F，1pF=10-12F。電容的大小顯然應(yīng)取決于自身的結(jié)構(gòu)，那么跟哪些因素有關(guān)呢？（5）計(jì)算式：電容器所帶電荷量Q與兩極板間電勢(shì)差U的比值叫電容器的電容。++++++靜電計(jì)在Q和S不變時(shí)，d減小，U減小。由C=Q/U知：C增大。++++++靜電計(jì)

在Q和d不變時(shí)，S越小，U越大。由C=Q/U可知：C越小。++++++靜電計(jì)

在Q、d和S不變時(shí)，插入電介質(zhì)（εr增大），U減小。由C=Q/U知：C增大。（6）決定式：（平行板電容器）εr——相對(duì)介電常數(shù)；k=9.0×109N·m2/C2一般來(lái)說(shuō)，電容器的電容決定于兩極板的大小和形狀、相對(duì)位置及板間的電介質(zhì)。三、常用電容器：（1）按構(gòu)造分:固定電容器：C不可變（符號(hào)為

）

可變電容器：C可改變（符號(hào)為

）半可變電容器：C只能作微小改變（2）按介質(zhì)分：紙介電容器：容量大，價(jià)格低，體積??；損耗大，有電感。云母電容器：介質(zhì)損耗小，絕緣性能好，較穩(wěn)定。四、電容器的重要指標(biāo)：電容及額定電壓。瓷介電容器：耐磨，壽命長(zhǎng)；易破碎。電解電容器：容量大（介質(zhì)薄且兩極近)，體積??；有極性，易漏電。（符號(hào)為：）（2）擊穿電壓：加在電容器兩極上的極限電壓。（1）額定電壓：電容器長(zhǎng)期工作所能承受的電壓。一般情況下，工作電壓應(yīng)低于擊穿電壓。小結(jié)：1、電容器是電器中是一個(gè)不可缺少的關(guān)鍵元件之一。2、任何兩個(gè)相近又彼此絕緣的導(dǎo)體均可認(rèn)為是一個(gè)電容器（如一段雙股塑料電線，兩股平行的輸電線等），其容量——電容的大小只跟電容器自身的構(gòu)造（S、d、εr）有關(guān)，而與Q、U無(wú)關(guān)。3、利用公式C=εrS／4kπd，C=Q／U，E=U／d，可以判斷電容器的帶電量Q、兩極板間電勢(shì)差U、兩極板間場(chǎng)強(qiáng)E的變化。4、電容的串聯(lián)：1/C=1/C1+1/C2+1/C3…

電容的并聯(lián)：C=C1+C2+C3+…1、某電容C=20PF，那么用國(guó)際單位表示，它的電容為_________F．2×10-11練習(xí)鞏固：2、兩個(gè)電容器電量之比為2：1，電壓之比為1：2，則它們的電容之比為_________。

4:13、對(duì)于一個(gè)確定的電容器的電容正確的理解是（）

A.電容與帶電量成比。

B.電容與電勢(shì)差成反比。

C.電容器帶電量越大時(shí)，電容越大。

D.對(duì)確定的電容器，每板帶電量增加，兩板間電勢(shì)差必增加。DD4、下列說(shuō)法中正確的是:（

）

A.平行板電容器一板帶電＋Q，另一板帶電－Q，則此電容器不帶電。

B.由公式C=Q/U可知，電容器的電容隨帶電量Q的增加而變大。

C.平行板電容器保持帶電量不變而增大板距時(shí)，兩板間電壓要減小。

D.電容器的帶電量與兩極板間的電勢(shì)差成正比。5、兩塊平行金屬板帶等量異量電荷，要使兩板間的電壓加倍，而板間的電場(chǎng)強(qiáng)度減半，應(yīng)使（

）

A、兩板的電荷量加倍，而距離變?yōu)樵瓉?lái)的4倍

B、兩板的電荷量加倍，而距離變?yōu)樵瓉?lái)的2倍

C、兩板的電荷量減半，而距離變?yōu)樵瓉?lái)的4倍

D、兩板的電荷量減半，而距離變?yōu)樵瓉?lái)的2倍C6、用兩節(jié)相同的電池給兩個(gè)電容器C1和C2充電，已知C1＜C2，當(dāng)達(dá)到穩(wěn)定狀態(tài)時(shí)，兩電容器的電勢(shì)差分別為U1和U2，帶電量分別為Q1和Q2，則（）A．U1＞U2B．U1=U2

C．Q1=Q2D．Q1＜Q2

BD7、某平行板電容器的電容為C，帶電荷量為Q，相距為d，今在板間中點(diǎn)放一個(gè)電荷量為q的點(diǎn)電荷，則它受到的電場(chǎng)力的大小為（

）A、

B、

C、

D、C8、對(duì)于給定的電容器，在描述電容量C、帶電量Q、兩板間電勢(shì)差U的相互關(guān)系中，下列圖1－16中正確的是：()

ACED9、在下圖所示的實(shí)驗(yàn)裝置中，平行板電容器的極板A與一個(gè)靈敏的靜電計(jì)相接，極板B接地，若極板B稍向上移動(dòng)一點(diǎn)，由觀察到的指針變化做出平行板電容器電容變小的依據(jù)是：（

）

A、兩極板間的電壓不變，極板上的電荷量變小

B、兩極板間的電壓不變，極板上的電荷量變大

C、極板上電荷量幾乎不變，兩極板間電壓變小

D、極板上電荷量幾乎不變，兩極板間電壓變大A10、平行板電容器充電后與電源斷開，負(fù)極板接地，在兩板間有一正電荷（電荷量很少）固定在P點(diǎn)，如圖所示，以U表示電容兩極板間的電壓，E表示兩極板間的場(chǎng)強(qiáng)，Ep表示正電荷在P點(diǎn)的電勢(shì)能，若保持負(fù)極板不動(dòng)，而將正極板移至圖中虛線所示的位置，則（

）

A、U變大，Ep不變

B、E變大，Ep不變

C、U變小，Ep變大

D、U不變，Ep不變解：由U=4kπQd/εrS及E=4kπQ/εrS可知：d增大，則U增大而E不變；Ep=qφp=q·Ed1也不變。11、如圖所示，

C1和

C2是兩個(gè)相同的平行板電容器，帶有相等的電荷量，用導(dǎo)線連接如圖。今在電容器

C1的兩極板間插入一塊電介質(zhì)，在電介質(zhì)插入的過(guò)程中，下列哪些現(xiàn)象會(huì)發(fā)生（

）

A