第一章 静电场
1.8 电容器的电容

电容器是一种重要的电学元件，应用广泛。
1.定义
两个彼此绝缘又相互靠近的导体，就构成了电容器。
一、电容器
2、电路图符号：如下图:
充电：使电容器带上电荷的过程。
充电过程中：
（Q增加 U增加 E增加 电场能增加)
充电时两个极板总是带等量的异种电荷。
（一），电容器的充电
电容器的作用： 容纳储存电荷
每个极板带电量的绝对值叫做电容器的带电量。
电容的充电、放电都是短暂的过程，有短暂的充电、放电电流。
（二），电容器的放电
放电：使电容器失去电荷的过程。
放电过程中：
（Q减少 U减少 E减少 电场能减少）
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？
如何反映其储水本领？
如何比较两个电容器容纳电荷的本领？
思考与讨论
那电容器储存电荷的本领如何表征呢？
二、电容
1.定义:把电容器带电量Q与两极板间的电压U的比值叫这个电容器的电容，用C表示。
2.定义式：
3.单位： 法拉（F） 1F=1C/V
其它单位：1F = 106μF = 1012pF
意义：如果一个电容器带1C的电量时，两极板间的电势差是1V，这个电容器的电容就是1F。
4.物理意义：
描述电容器容纳电荷本领的物理量
5.理解：
电容器的电容与Q、U无关，由电容器本身的结构决定。
课堂训练
1、某一电容器，当带电量为4×10-6C，两极板间的电势差为20v，求
（1）电容器的电容
（2）当所带电量减半时，电容器的电容为多少
（3）如果电容器不带电呢？
实验研究：
三、平行板电容器的电容
实验结论：平行板电容器的电容C跟相对介电常量成正比，跟极板正对面积S成正比，跟极板间的距离d成反比。
表达式：
（研究影响平行板电容器电容大小的因素）
实验演示
其中：S表示两板的正对面积；d表示两板间的距离；k为静电力常数；εr是电介质的相对介电常数，与电介质的性质有关。
空气的相对介电常数与1十分接近，所以在一般性的研究中，空气对电容的影响可以忽略。
四、常见电容器
1.固定电容器：电容固定不变
(2)电解电容器 ：
正负极不能接反，不能接交流电
(1)聚苯乙烯电容器
2.可变电容器
通过改变两极间的正对面积或距离来改变电容
五、电容器使用时应注意的问题
1.电容器的击穿电压：
加在电容器两极板上的电压不能超过某一限度，超过这个限度，电介质将被击穿，电容器损坏，这个极限电压称为击穿电压。
2.电容器的额定电压：
电容器正常工作时的最大电压,额定电压低于击穿电压
3.注意电解电容器的极性
从电容器的包装上我们可以得到该电容的那些信息
2.一个电容器储存的电荷量是4×10-8C,两极板间电压是2V。那么这个电容器的电容是_________F，如果将所带电荷全部放掉，这个电容器的电容是________F。
1.有一空气平行板电容器，仅增加两极板的正对面积，其电容________；仅缩小极板间距离，其电容________;仅降低两极板间电压，其电容_______;仅在两极板间充以介电常数较大的电介质，其电容_________。
增大
增大
不变
增大
（1）若电容器保持与电源相连接，则两极板间电势差保持不变，即U不变。
（2）若电容器与电源断开，则电容器的带带电荷量保持不变，即Q不变。
1，平行板电容器充电后，继续保持电容器的两极板与电源相连，在这种情况下，如增大两板间距d，则电容器电容C、板间电势差U、电容器所带电量Q，板间场强E分别如何改变？
课堂训练
2，电容器充电后切断与电源的连接。在这种情况下，如增大d，则C、 U、Q、E分别如何改变 ？
课堂训练
A.保持S接通，减小两极板间的距离，则两极板间的电场的电场强度减小；
B.保持S接通，在两极板间插入一块电介质，则极板上的电荷量增大；
C.断开S，减小两极板间的距离，
则两极板间电势差减小；
D.断开S，在两极板间插入
一块电介质，则两极板间电势差增大。
3. 两块大小、形状完全相同的金属板平行放置，构成一平行板电容器，接通开关，电源立即给电容器充电：（ ）。
BC
4.一空气平行板电容器，极板正对面积为S,两极板相距d，充以电荷量Q后，两极板间电压为U,使电容器的电容加倍，可采用办法有（ ）。
A.将电压变为U/2
B.将电荷量变为2Q
C.将两极板正对面积变为2S
D.两极板间充入电介质常数为2的电介质
CD
4、如图所示，平行板电容器A、B间有一带电油滴P正好静止在极板正中间，现将两极板间稍错开一些，其它条件不变。则（ ）
A．油滴将向上加速，电流计中电流由b流向a
B．油滴将向下加速，电流计中电流由a流向b
C．油滴将静止不动，电流计中电流由b流向a
D．极板带电量减少，两板间电势差和场强不变
D
11、水平放置的平行板电容器，两板相距5mm，电容为2μF，当将其充电到两板电压为100V时，一个质量为10-10g的带电尘埃正好在板间静止。则尘埃的电荷量为
C。
mg
F
例与练
1、平行板电容器充电后，继续保持电容器的两极板与电源相连，在这种情况下，如增大两板间距d，则电容器电容C、板间电势差U、电容器所带电量Q，板间场强E分别如何改变？
充电后，继续保持电容器与电源相连，电容器两板间电势差U不变.如增大d，则由 ，

C 将减小，再，Q减小，依E=U/d，E将增小。
2、平行板电容器充电后，切断与电源的连接。在这种情况下，如增大d，则C、 U、Q、E分别如何改变 ？
C变小、Q不变、U变大、E不变
例题
1、某一电容器，当所带电量为4×10-6C，两极板间的电势差为20v，求
（1）电容器的电容
（2）当所带电量减半时，电容器的电容为多少？
（3）如果电容器不带电呢？
课堂训练
2、平行板电容器充电后，与电池两极断开连接，当两极板间的距离减小时（ ）
A.电容器的电容C变大
B.电容器极板的带电量Q变大
C.电容器两极间的电势差U变大
D.电容器两极板间的电场强度E不变
AD
3.如图示,平行板电容器经开关S与电池连接,a 处有一带电量非常小的点电荷,S是闭合的, φa表示a点的电势,f表示点电荷受到的电场力,现将电容器的B板向下稍微移动,使两板间的距离增大,则 （ ）
A.φa变大,f 变大 B.φa变大,f 变小
C.φa不变,f 不变 D.φa不变,f 变小
B
5.在右图所示的实验装置中,平行板电容器的极板A与一灵敏的静电计相接,极板B接地.若极板B稍向上移动一点,由观察到的静电计指针变化作出平行板电容器电容变小的结论的依据是 ( )
A.两极板间的电压不变,极板上的电量变小
B.两极板间的电压不变,极板上的电量变大
C.极板上的电量几乎不变,两极板间的电压变小
D.极板上的电量几乎不变,两极板间的电压变大
C
6.如图所示，平行板电容器电容为C，带电量Q，极板长为L，板间距为d，极板与水平面夹角为α，现有一质量为m的带电油滴与两板的中央P点从静止开始沿与极板平行的直线运动到Q点（P、Q两点为电容器的边缘，忽略边缘效应）
⑴液滴的电荷量;
⑵液滴达到Q点的速度和所用的时间。
课后思考：教材“思考与练习”第3、4题。