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第8节
第一章 静电场
电容器的电容
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带电体放在空中，它所带的电荷是会慢慢地失去的，如何能把电荷保存下来呢?
有一种存储电荷的电学元件---电容器，它在收音机、电视机、洗衣机、电冰箱等各种家用电器中是一个不可缺少的关键元件之一。例如收音机的“调台”就是利用电容器来实现的。
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一.电容器
1.电容器:任何两个彼此绝缘又相距很近的导体，组成一个电容器。
电介质:绝缘体
极板:金属导体
极板:金属导体
(最简单的:平行板电容器. )
2.工作原理:
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(1)充电:使电容器两个极板带上电荷的过程.
负极板
E
正极板
2)充电时,有短暂的充电电流(I).Q变大,U变大,E变大,其它形式能转化为电场能。
1)两板上带上等量异种电荷,一个板上带电量的绝对值叫电容器的带电量(Q).
3)充电完毕后,I=0,Q不变,U不变,E不变.
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(2)放电:用导线将充电后的电容器两极接通,两极板上的电荷中和,两极板失去电荷的过程,叫电容器的放电。
1)放电时,有短暂的放电电流(I).Q变小,U变小,E变小,电场能转化为其它形式能。
2)放电完毕后,I=0,Q=0,U=0,E=0.
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1.判断下列说法的正误
(1)电容器两极板上一定带等量异种电荷(　)
(2)电容器的带电量为两极板所带电量的绝对值之和(　)
(3)电容器充电时，极板间的场强变强(　)
(4)电容器充、放电时，两极板之间有电流(　)
√
×
√
×
练一练:
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不同的电容器容纳电荷的本领是不同的，就像不同的容器的装水量各不相同一样。用什么来衡量电容器容纳电荷的本领强弱呢?
电容
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(1)同一个电容器的带电量与电压有怎样的关系？
比值是否变化？
(2)不同电容器的电荷量与电压的比值是否相同？
成正比
比值不变
比值不同
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二.电容
1.电容：电容器所带的电荷量Q与电容器两极板间的电势差U的比值.符号:C
2.公式：
3.单位：法拉,简称:法，符号:F.
1F＝106μF＝1012pF
4.特点:电容是电容器本身的一种固有属性，与是否装了电荷、装电荷量多少及电压高低均无关。
常用单位: 微法:μF、 皮法:pF
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举例：圆柱型水杯容器的储水问题:
h
h
A
B
C
1.水位每升高h，试比较A、B、C的储水量
2.哪个储水本领大？
3.如何反映其储水本领？
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V与h的关系
=S
类比
Q
U
＝C
S的大小
与V、h无关
U
U
Q1
Q2
C不由Q和U来决定，由电容器本身来决定。
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2.有一充电的平行板电容器，两极板间电压为3V,现使它的电荷量减少3×10－4 C,于是电容器两板间的电压降为原来的1/3,此电容器的电容是多大？若电容器极板上的电荷量全部放掉，电容器的电容是多大？
150μF
150μF
练一练:
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3.对于一给定的电容器，在如下图所示中，描述电容C、带电荷量Q、电压U之间的相互关系的图线中正确的是 （ ）
练一练:
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电容器的电容大小取决于自身结构,那么影响平行板电容器的电容大小的因素有哪些?
猜想:
(1)正对面积S
(2)极板间的距离d
研究方法:
控制变量法
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(1)保持Q、d、 不变，改变S,电容C如何变化?
S
U
C∝S
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(2)保持Q、S、 不变，改变d ,电容C如何变化？
U
c∝1/d
d
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(3)保持Q、S、d不变，改变 ,电容C如何变化？
U
c∝
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两板间距离
两板正对面积
介电常数
真空εr=1
静电力常量
小结:
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三.平行板电容器的电容
1.理论分析表明：平行板电容器的电容跟两极板的正对面积成正比，跟两极板间的距离成反比,跟电介质的介电常数成正比.
2.公式:
空气的相对介电常数十分接近1,对电容的影响可以忽略.
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4.对于水平放置的平行板电容器，下列说法中正确的是(　　)
A.将两极板的间距加大，电容将增大
B.将两极板平行错开，使正对面积减小，电容将减小
C.在下板的内表面上放置一面积和极板相等，厚度小于极板间距的陶瓷板，电容将增大
D.在下板的内表面上放置一面积和极板相等，厚度小于极板间距的铝板，电容将增大
练一练:
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类型一：保持电容器的两极板与电源相连
恒量：U
变量：C,Q，E
类型二：充电后，切断与电源的连接
恒量：Q
变量：C,U，E
平行板电容器的两类问题
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5.平行板电容器充电平衡后仍与电源相连,两极板间的电压是U,充电荷量为Q,两极板间场强为E,电容为C,现将两极板间距离减小,则( )
A.Q变大 B.C变大
C.E不变 D.U变小
练一练:
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6.平行板电容器充电平衡后与电源断开,两极板间的电压是U,充电荷量为Q,两极板间场强为E,电容为C,现将两极板间距离减小,则（ ）
A.Q变大 B.C变大
C.E不变 D.U变小
练一练:
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四.常用的电容器
1.固定电容器：
（1）聚苯乙烯电容器:以聚苯乙烯薄膜为电介质,用两层铝箔为极板。
符号：
（2）电解电容器：用铝箔做一个极板，以铝箔上很薄的一层氧化膜为电介质，用浸过电解液的纸做另一个极板。

符号：
电容较大
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2.可变电容器：两极由两组铝片组成，固定的一组铝片叫做定片，可以转动的一组铝片叫做动片;空气为电介质。转动动片，使两组铝片的正对面积发生变化，电容相应变化。
符号：
四.常用的电容器
1.固定电容器：
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从电容器上读出什么？
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3.击穿电压和额定电压：

电容器正常工作时两极板上的最大电压，称为额定电压。
额定电压比击穿电压低
外壳上标的电压是额定电压
2.可变电容器：
四.常用的电容器
1.固定电容器：
加在电容器两极板上的电压不能超过某一个限度，超过这个限度，电介质将被击穿，这个电压称为击穿电压。
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7.某电解电容器上标有“25v470μF”的字样，对此，下述说法中正确的是（ ）
A.当电容器两极间电压是25v时，电容器的电容才是470μF
B.电容器两极间电压必须是25v时，电容器才能正常工作
C.电容器两极间电压必须在直流25v以下时，电容器才能正常工作
D.这种电容器使用时，必须考虑电容器的两根引线的极性
额定电压25V是电容器正常工作时两极板上的最大电压
电容器的电压多数情况下是交流电压
练一练:
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8.把可变电容器的动片旋进去一些，电容器的电容______；如果把两板间的电介质由空气换成陶瓷，则电容______；如果增大两板间的电势差，则电容______ （以上填“变大”、“变小”或“不变”） ；如果把动片全部旋出来，则电容______（填“最大”或“最小”）。
变大
变大
不变
最小
练一练:
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五.传感器
测定角度θ的电容式传感器
测定液面高度h的电容式传感器
1.电容式传感器:
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测定压力F 的电容式传感器
五.传感器
1.电容式传感器:
测定位移x的电容式传感器
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2.电阻式传感器:
五.传感器
1.电容式传感器:
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9.右图电路中电源电压是8V，右下图是电路中的电容器放电电流图象。问：
（1）I—t图与坐标轴围成的面积表示什么？
（2）怎样估算电容器在全部放电过程中释放的电荷量？
（3）估算电容器的电容？
练一练:
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祝同学们学习进步!