電容和電容器·知識點精解 1.電容的定義 (1)電容器 ①作用:電容器是電氣設(shè)備中常用的一種重要元件,可以用來容納電荷。 ②構(gòu)成:兩金屬板間夾上一層絕緣物質(zhì)(電介質(zhì))就是一個最簡單的電容器。兩個金屬板就是電 容器的兩個電極。 ③充電與放電:使電容器帶電叫充電;使充電后的電容器失去電荷叫放電。 ④電容器所帶電量:電容器的一個極板上所帶電量的絕對值。 ⑤擊穿電壓與額定電壓:加在電容器兩極上的電壓如果超過某一極限,電介質(zhì)將被擊穿從而損 壞電容器,這個極限電壓叫擊穿電壓;電容器長期工作所能承受的電壓叫做額定電壓,它比擊穿電壓 要低。 (2)電容的定義 電容器所帶電量與兩板間電勢差之比叫電容。定義式為 ①單位:在國際單位制中,電容單位是法(F)。常用單位有:微法(μF)和皮法(pF)。它們的換 算關(guān)系是 1F=106uF=1012pF ②物理意義:表示電容器容納電荷本領(lǐng)大小的物理量。 2.平行板電容器電容的決定因素 平行板電容器的電容,跟介電常量 ε 成正比,跟正對面積 S 成正比,跟極板間的距離 d 成反比。 用公式表達(dá)為下面表中為幾種電介質(zhì)的介電常量的值。3.常用電容器常用的電容器可分為固定電容器和可變電容器。
(1)固定電容器 固定電容器的電容是固定不變的,常用的有紙質(zhì)電容器及電解電容器。①紙質(zhì)電容器:在兩層錫箔或鉛箔中間夾以在石蠟中浸過的紙,一起卷成圓柱體而制成的電容 器(圖 1-49(a))。 ②電解電容器:這種電容器是用鋁箔作陽極,用鋁箔上很薄的一層氧化膜作電介質(zhì),用浸漬過 電解液的紙作陰極制成的(圖 1-49(b))。由于氧化膜很薄,這種電容器的電容較大。電解電容器的極 性是固定的,使用時正負(fù)極不能接錯,不能接交流電。 (2)可變電容器 ①特點:電容可以改變。 ②構(gòu)成:由兩組鋁片組成(圖 1-49(c)),固定的一組鋁片叫定片,可以轉(zhuǎn)動的一組鋁片叫動片。 使用時可以轉(zhuǎn)動動片使兩組鋁片正對面積發(fā)生變化從而改變電容的大小。 (3)電路中常用的幾種電容器的符號如圖 1-49(d)所示。 B 【例 1】 圖 1-50 中平行放置的金屬板 A、 組成一只平行板電 容器。在不斷開電鍵 K 時,①使 A 板向上平移拉開一些;②使 A 板向 右平移錯開一些;③往 A、B 間充入介電常量ε>1 的電介質(zhì)。試討論 電容器兩板電勢差 U、 電量 Q、 板間場強 E 的變化情況。 若斷開電鍵 K, 情況又如何? 【分析思路】 解決本題的關(guān)鍵在于明確電容器所涉及的不變量。
不斷開電鍵時,意味著電容 器兩板間的電壓 U 保持不變;斷開電鍵后,意味著電容器所帶電量是不變的。明確以上兩點,即可再 根據(jù)電容的定義式及平行板電容器電容的決定因素來討論本題?!窘忸}】電鍵 K 不斷開時,電容器兩極板間電壓 U 不變。小。由于 Q=CU,U 不變,所以 Q 變小;平行板電客器內(nèi)部電場為身強②兩板錯開意味著正對面積 S 變小。由 C∝S 可知 C 變小,由 Q=CU電鍵 K 斷開后,意味著電容器所帶電量 Q 不變。②兩板錯開時 S 變小,由 C∝S 可知,C 變小,所以 U 變大,而【例 2】 如圖 1-51 所示,兩塊水平放置的平行金屬板 M、N,相距 為 d,組成一個電容為 C 的平行板電容器,M 板接地,M 板的正中央有一小 孔 B。從 B 孔正上方 h 處的 A 點,由靜止一滴一滴地滴下質(zhì)量為 m、電量為q 的帶電油滴,油滴穿過 B 孔后落到 N 板電容器與電容,把全部電量傳給 N 板,若不計空氣阻力及板外電場:問: (1)第幾滴油滴將在 M、N 板間作勻速直線運動?(2)能達(dá)到 N 板的液滴不會超過多少滴? 【分析思路】 帶電油滴將所帶的電量傳給 N 板,因靜電感應(yīng)使 M 板帶上等量異種電荷,這就 使電容器帶電,M、N 板間存在勻強電場。
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