第8节 电容器的电容
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。

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:
(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
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.
一.电容器
(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
2)放电完毕后,I=0,Q=0,U=0,E=0.
一.电容器
思考:电容器在充放电的过程中能量怎样转化？

充电
——电能转化为电场能（两极板储存电荷---电场----电场能）
——电场能转化为其他形式的能（两极板电荷中和---没有电场）

放电
一.电容器
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
二.电容
水桶盛水：
h=1cm
V=1cm3
h=2cm
V=2cm3
V与h成正比
V/h是定值
水桶截面积
二.电容
h=1cm
V=1cm3
h=1cm
V=4cm3
水桶V/h=S越大，容纳水的本领越强
水桶盛水：
S与V 、h无关
二.电容
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与Q和U无关，由电容器本身来决定。
二.电容
(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
二.电容
1.电容的定义：
电容器所带电量Q与电容器两极间的电压U的比值，叫电容器的电容。符号C
U
意义:容纳电荷本领，
与水桶截面积S类比
二.电容
2.
3.电容的单位：
法拉:
F
还有：微法（µＦ）、皮法（pＦ）
1F=1C/V
如果一个电容器带1C电量时，两极间电压是1V，这个电容器的电容就是1F
4.特点:电容是电容器本身的一种固有属性，与是否有电荷、容纳电荷量多少及电压高低均无关。
二.电容
1、关于电容，下列说法中正确的是 （ ）
A．电容器的极板上带电量越大，这只电容器的电容就越大
B．电容器的极板间电压越大，这只电容器的电容就越大
C．如果电容器两极板上没有带电，它的电容为零
D．对某一个电容器来说，两板间的电势差随所带电量的增加而增加
电容器的电容与电量Q及电压U都无关，由电容器本身决定。
与水桶截面积S类似。
例与练
D
2 、对电容C=Q/U下列说法，正确的是（ ）
A．电容器充电量越大，电容增加越大
B．电容器的电容跟它两极所加电压成反比
C．电容器的电容越大，所带电量就越多
D．对于确定的电容器，它所充的电量跟它两极板间所加电压的比值保持不变
例与练
D
3、如图所示，将平行板电容器两极板分别接在电压是6V的电池组正负极，跟电池组负极相连的极板带电量为-9.0×10-8C ，则电容器的带电量为 C，电容器的电容为 PF。若将此电容器两极接电压12V的电池组正负极，电容器的电容为 PF。
9.0×10-8
1.5×104
1.5×104
电容与电压U无关
例与练
4、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？
例与练
5、电容器的电容C= 2.0×10-8F ，如果电容器两极板电压增加了10V，则电容器的带电量变化了多少？
电容的另一种定义式
例与练
猜想：平行板电容器的电容由它本身的哪些因素决定？
两极板间的距离d
两极板间的正对面积S
是否插入电介质
三、平行板电容器的电容
实验原理：
控制变量法
实验设计：
1、电容与两板正对面积S的关系：
三、平行板电容器的电容
静电计
2、电容与两板间距离d的关系：
三、平行板电容器的电容
3、电容与电介质的关系：
三、平行板电容器的电容
4、平行板电容器的电容公式：
三、平行板电容器的电容
两板间距离
两板正对面积
相对介电常数
真空εr=1
静电力常量
三、平行板电容器的电容
(1).极板间是真空时：
(2).极板间充满介质时：
式中 S表示两板的正对面积
d表示两板间的距离
εr是电介质的相对介电常数，与电介质的性质有关。
k为静电力常量
思考:电容的两种表达式有什么不同？
四、常用电容器
｛
从构造上看
固定电容器
可变电容器
｛
聚苯乙烯电容器
电解电容器
电容器的电压：
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。
额定电压：电容器长时间正常工作时的电压。额定电压低于击穿电压
思考：电容器是否只能在额定电压下工作
4．动态分析如下表
即时应用 (即时突破，小试牛刀)
1.(2010年高考北京理综卷)用控制变量法，可以研究影响平行板电容器电容的因素．设两极板正对面积为S，极板间的距离为d，静电计指针偏角为θ.实验中，极板所带电荷量不变，若(　　)
A．保持S不变，增大d，则θ变大
B．保持S不变，增大d，则θ变小
C．保持d不变，减小S，则θ变小
D．保持d不变，减小S，则θ不变
A
(2010年高考重庆理综卷)某电容式话筒的原理示意图如图6－3－7所示，E为电源，R为电阻，薄片P和Q为两金属极板，对着话筒说话时，P振动而Q可视为不动．在P、Q间距增大过程中(　　)
A．P、Q构成的电容器的电容增大
B．P上电荷量保持不变
C．M点的电势比N点的低
D．M点的电势比N点的高
【答案】　D
例2　一平行板电容器充电后与电源断开，负极板接地，在两极板间有一正电荷(电荷量很小)固定在P点，如图所示，以E表示两极板间的场强，U表示电容器的电压，W表示正电荷在P点的电势能．若负极板不动，将正极板移到图中虚线所示的位置(　　)
A．U变小，E不变　　　　B．E变大，W变大
C．U变小，W不变 D．U不变，W不变