平行板电容器的电容与电介质的关系
大学物理复习——电容器和电介质
q
2
8 0R
E内 0
R O
q
q2 q2 另解：C 4 0 R , W e 2C 8 0 R
例 3：一个单芯电缆半径为 r1 ，铅包皮的内半径为 r2 ，其间充有相对电容率为εr 的电介质，求：当电缆 芯与铅皮之间的电压为U12时，长为 L 的电缆中储存 的静电能。
P
O
x
d
A
B
12.2 电容器的连接 1.串联:
q q1 q2
q1 q1 q 2 q 2
C1 C2
q q C U U1 U 2
1 1 1 C C1 C 2
2. 并联:
U U1 U 2
等效电容
q
q
C
U1
U2
U
q1 q1
A B AB
q 0S (3)由电容定义： C 得： C U A UB d 0S 平板电容器电容： C d
0S
仅由 S , d , 0 决定,与其所带电量、极板间电压无关。
2. 球形电容器 两极板的半径 R A , RB ( RB R A R A ) q ；两板间场强： q E (1)充电 4 0 r 2 (2)两极板间电势差：
U
等效电容
q
U U1 U 2 q q1 q2
C1 q 2 q2
C2
q
C
C C1 C 2
U
U
12.3 电介质（介电质）对电场的影响 电介质 — 不导电的绝缘物质。 q0 一、电介质对电场的影响 C0 1.充电介质时电容器的电容 q
高中物理备课参考 电容器的电容
示．A、B 两板中心开孔，在 A 板的开孔上搁有一金属容器 P，与 A 板接触良好，其内盛有 导电液体．A 板通过闭合的电键 S 与电动势为 U0的电池的正极相连，B 板与电池的负极相 连并接地．容器 P 内的液体在底部小孔 O 处形成质量为 m，带电量为 q 的液滴后自由下落， 穿过 B 板的开孔 O'落在 D 板上，其电荷被 D 板吸附，液体随即蒸发，接着容器底部又形成 相同的液滴自由下落，如此继续．设整个装置放在真空中．
（4）D 板最终电势等于 A 板电荷全部到达 D 板时 D 板的电势．由于 h=d，B、D 间电 容量也是 C0，故 D 板最终电势 U 至多为 U0．
因为当 D 板电势为 U 时， A 板电势 UA=U0－U，到达 D 板液滴的动能为 Ek＝mg（h＋d）＋qU0－qU＞mg（h＋d）qU
式中 qm=aC0U0，是 q 的最大值，即第一个液滴的电量．因
（1）第 1 个液滴到达 D 板时的速度为多少？ （2）D 板最终可达到多高的电势？ （3）设液滴的电量是 A 板所带电量的 a 倍（a=0.02），A 板与 B 板构成的电容器的电 容为 C0=5×10-12F，U0=1000V，m=0.02g，h=d=5cm．试计算 D 板最终的电势值．（g=10m／ s2） （4）如果电键 S 不是始终闭合，而只是在第一个液滴形成前闭合一下，随即打开，其 他条件与（3）相同．在这种情况下，D 板最终可达到电势值为多少？说明理由． 【解析】 液滴落下后，由电场力和重力共同对它做功，由此可算出它到达 D 板的速 度．液滴落下后，D 板上出现正电荷，在 DB 间形成一个方向向上的场强，将阻碍以后继续 下落的液滴，使 D 板的带电量有一限度，其电势也有一个最大值． 【答案】（1）设第一个液滴到达 D 板的速度为 v1，对液滴从离开小孔 O 到 D 板的全过 程由功能关系
高一物理《电容器的电容》知识点总结
高一物理《电容器的电容》知识点总结一、电容器1．基本构造：任何两个彼此绝缘又相距很近的导体，都可以看成一个电容器．2．充电、放电：使电容器两个极板分别带上等量异种电荷，这个过程叫充电．使电容器两极板上的电荷中和，电容器不再带电，这个过程叫放电．3．从能量的角度区分充电与放电：充电是从电源获得能量储存在电容器中，放电是把电容器中的能量转化为其他形式的能量．4．电容器的电荷量：其中一个极板所带电荷量的绝对值．二、电容1．定义：电容器所带电荷量Q 与电容器两极板之间的电势差U 之比．2．定义式：C ＝Q U. 3．单位：电容的国际单位是法拉，符号为F ，常用的单位还有微法和皮法，1 F ＝106 μF ＝1012 pF .4．物理意义：电容器的电容是表示电容器容纳电荷本领的物理量，在数值上等于使两极板之间的电势差为1 V 时，电容器所带的电荷量．5．击穿电压与额定电压(1)击穿电压：电介质不被击穿时加在电容器两极板上的极限电压，若电压超过这一限度，电容器就会损坏．(2)额定电压：电容器外壳上标的工作电压，也是电容器正常工作所能承受的最大电压，额定电压比击穿电压低．三、平行板电容器的电容1．结构：由两个平行且彼此绝缘的金属板构成．2．电容的决定因素：电容C 与两极板间电介质的相对介电常数εr 成正比，跟极板的正对面积S 成正比，跟极板间的距离d 成反比．3．电容的决定式：C ＝εr S 4πkd ，εr为电介质的相对介电常数，k 为静电力常量．当两极板间是真空时，C ＝S 4πkd. 四、电容器深度理解1．静电计实质上也是一种验电器，把验电器的金属球与一个导体连接，金属外壳与另一个导体相连(或者金属外壳与另一个导体同时接地)，从验电器指针偏转角度的大小可以推知两个导体间电势差的大小．2．C ＝Q U 与C ＝εr S 4πkd的比较 (1)C ＝Q U 是电容的定义式，对某一电容器来说，Q ∝U 但C ＝Q U不变，反映电容器容纳电荷本领的大小；(2)C ＝εr S 4πkd 是平行板电容器电容的决定式，C ∝εr ，C ∝S ，C ∝1d ，反映了影响电容大小的因素．3．平行板电容器动态问题的分析方法抓住不变量，分析变化量，紧抓三个公式：C ＝Q U 、E ＝U d 和C ＝εr S 4πkd4．平行板电容器的两类典型问题(1)开关S 保持闭合，两极板间的电势差U 恒定，Q ＝CU ＝εr SU 4πkd ∝εr S d ，E ＝U d ∝1d. (2)充电后断开S ，电荷量Q 恒定，U ＝Q C ＝4πkdQ εr S ∝d εr S ，E ＝U d ＝4πkQ εr S ∝1εr S.。
什么是电容如何计算电容值
什么是电容如何计算电容值什么是电容？如何计算电容值电容是电路中一种重要的元件，它是用来存储和释放电荷的能力。
它的单位是法拉（F），通常使用微法（μF）和皮法（pF）作为计量单位。
电容器是电容器元件，用于存储电荷。
电容值指的是电容器的容量大小，即可以储存的电荷量。
那么，如何计算电容的值呢？一、平行板电容器的电容值计算平行板电容器是最常见的电容器类型。
它由两块平行的金属板组成，之间有绝缘材料（电介质）隔开。
平行板电容器的电容值可以通过以下公式计算：C = （ε0 * εr * A）/ d其中，C表示电容值，ε0表示真空介电常数（8.85 x 10^-12 F/m），εr表示电介质的相对介电常数，A表示平行板的面积，d表示平行板之间的距离。
二、圆柱电容器的电容值计算圆柱电容器是另一种常见的电容器类型。
它由一个外接金属筒和一个内填电介质的金属杆组成。
圆柱电容器的电容值可以通过以下公式计算：C = （2πε0 * εr * H）/ ln(b/a)其中，C表示电容值，π表示圆周率（3.14），ε0表示真空介电常数，εr表示电介质的相对介电常数，H表示电容器的高度，b表示外筒的半径，a表示内杆的半径。
三、球形电容器的电容值计算球形电容器是一种特殊的电容器类型，它由一个金属球和一个填充电介质的球壳组成。
球形电容器的电容值可以通过以下公式计算：C = （4πε0 * εr * R）/（1/a - 1/b）其中，C表示电容值，π表示圆周率，ε0表示真空介电常数，εr表示电介质的相对介电常数，R表示球形电容器的半径，a表示内球壳的半径，b表示外球壳的半径。
需要注意的是，以上是基于理想条件的计算公式。
在实际情况中，电容值可能会受到一些因素的影响，例如介质损耗、边缘效应等。
因此，在具体应用中，可能需要考虑这些因素进行修正。
总结：电容是一种用来存储和释放电荷的元件，其单位是法拉。
电容值是指电容器可以储存的电荷量。
常见的电容器类型包括平行板电容器、圆柱电容器和球形电容器。
黄山中学——第8节电容器的电容
A． 使两板板带电量都加倍 B． 使极板正对面积加倍，板间距离增至 4 倍 C． 使极板带电量减半，板间距离加倍 D． 使极板带电量加倍，极板正对面积和板间距离均变为原来的 4 倍 2． 下列关于电容器的说法中正确的是（ A． 电容器是储存电荷和电能的器件 B． 互相绝缘、相互靠近的两个导体构成电容器的电容，跟这两个导体是否带电无关 C． 电容器所带电量是指每个极板所带电量的绝对值 D． 电容器的充电过程是将其他形式的能转化为电场能的过程， 电容器的放电过程是将电场能转 化为其他形式的能 3． 如图所示是一个由电池、电阻 R、电键 K 与平行板电容器组成的串联电路，电键闭合，在增大电 容器两极板间距离的过程中（ A．电阻 R 中没有电流 B．电容器的电容变小 C．电阻 R 中有从 a 流向 b 的电流 D．电阻 R 中有从 b 流向 a 电流 ） a A B K R b ）
c、电介质对电容的影响： 保持 Q、S 和 d 不变，插入电介质后，电势差 U___________,表示 电容 C___________。
理论分析表明，当平行板电容器的两极板间是真空时电容器电容 C 等于: C=_____________________ 当两极板间充满同种介质时电容器电容 C 等于： C=_____________________ 其中 r 为___________，与___________有关，称为电介质的___________。 （三） 、常见电容器 1、 从构造上看电容器可分为___________和___________两类。 2、 固定电容器常见的有___________和___________。 3、 电容器的工作电压（额定电压）和击穿电压指的是： 工作电压：____________________________________________________。 击穿电压：___________________________________________________。 四、学习体会 1、 电容是表示____________________________________________的物理量。 电容器的电容是由 ______________________决定的，即使电容器不带电，电容器的电容也不会发生改变。 2、 影响平行板电容器的因素有___________、___________和___________。当___________变大 时，电容器的电容增大；当___________减小时，电容器的电容增大，当平行板间插入电介 质后电容器的电容___________。
【新步步高】2017版高考物理全国专用大二轮总复习与增分策略课件 专题十二电容器 带电粒子在电场中的运动
Q 电容定义式为 C＝U， 但 C 跟 Q 和 U 无关， 仅跟电容器本身特征量有关； 1 μF＝106 pF.B、C、D 都错.
解析
1
2
3
4
5
2.(2015· 浙江学考模拟)如图2为可变电容器，由一组动片和一组定片组
成，这两组金属片之间是互相绝缘的，动片旋入得越多，则( A.正对面积越大，电容越大 √ B.正对面积越大，电容越小 C.动片、定片间距离越小，电容越大 D.动片、定片间距离越小，电容越小 解析 可变电容器动片旋入得越多，正对面积越大. ε rS 由平行板电容器的电容决定式 C＝4πkd知，电容器的正对面积越大，电
2.用动力学观点分析 F合 U a＝ m ，E＝ d ，v2－v0 2＝2ad.
3.用功能观点分析 1 2 1 匀强电场中：W＝Eqd＝qU＝2mv －2mv0 2 非匀强电场中：W＝qU＝Ek2－Ek1.
例2
(2014· 海南高考)如图6所示，一平行板电容器的两极板与一电压恒
定的电源相连，极板水平放置，极板间距为d；在下极板上叠放一厚度为 l的金属板，其上部空间有一带电粒子P静止在电容器中.当把金属板从电 容器中快速抽出后，粒子 P 开始运动 .重力加速度为 g. 粒子运动的加速度 为( )
根据题意，粒子在垂直于电场线的方向上做
匀速直线运动，所以粒子从射入到打到屏上所用的
2L 2L 时间 t＝ v . 答案 v0 0
图9
解析答案
(2)粒子刚射出电场时的速度方向与初速度方向夹角的正切值tan α；
解析
设粒子射出电场时沿平行电场线方向的速度为 vy，根据牛顿第
Eq 二定律，粒子在电场中的加速度为：a＝ m L qEL 所以 vy＝av ＝ mv 0 0 所以粒子刚射出电场时的速度方向与初速度方向夹角的正切值为
1.8 平行板电容器充电平衡后与电源断开 (共38张PPT)
的电容为 1.5×10-8 F。若将此电容器两
极接电压5V的电池组正负极，电容器的电
容为 1.5×104 PF。 ＋Q
电容与电
＋＋＋＋＋＋＋＋
压U无关
－－－－－－－
－Q
例与练
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 （ B ）
例与练
－Q－ － － － － － －
在放电过程中导线上
有短暂的电流产生
电场能
其它形式能
3、两板分别带等量异种电荷，每个极板 带电量的绝对值叫电容器的带电量
为了衡量电容器容纳电荷本领的异同，我们 引入一个新的物理量——“电容”。
二、电容（C）
1、物理意义：描述电容器容纳电荷本领 大小的物理量。
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。
为（ C ）
A、
2k Qq d2
B、
4k Qq d2
C、
Qq Cd
D、
2Qq Cd
7、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（ D ） 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
静电力常量 两板间距离
三、平行板电容器的电容
1、决定因素：平行板电容器的电容C跟介电 常数成正比，跟正对面积S成正比，跟极板间 的距离d成反比．
2 、平行板电容器决定式： C S 4k d
式中 S表示两板的正对面积 d表示两板间的距离 ε电介质的介电常数
电场中的导体和电介质
二、电容器
1、电容器的定义
两个带有等值而异号电荷的导体 所组成的系统，叫做电容器。
+Q
-Q
2、电容器的电容
如图所示的两个导体放在真空中，它们所 带的电量为+Q、-Q，它们的电势分别为 V1、V2，定义电容器的电容为： 计算电容的一般步骤为： •设电容器的两极板带有等量异号电荷； •求出两极板之间的电场强度的分布； •计算两极板之间的电势差； •根据电容器电容的定义求得电容。
3-4 物质中的电场
在静电场中总是有导体或电介质存在的，而且静电场 的一些应用都要涉及静电场中导体和电介质的行为， 以及它们对静电场的影响。
一、静电场中的导体
1、静电感应及静电平衡
若把导体放在静电场中，导体中的自由电子将在电场力的 作用下作宏观定向运动，引起导体中电荷重新分布而呈现 出带电的现象，叫作静电感应。 开始时， E’< E0 ，金属内部的场强不零， 自由电子继续运动，使得E’增大。这个过 程一直延续到E’= E0即导体内部的场强为零 时为止。此时导体内没有电荷作定向运动， 导体处于静电平衡状态。
根据静电平衡条件，空腔 由静电平衡条件，腔内壁非均匀 分布的负电荷对外效应等效于： 导体内表面总的感应电荷为 -q， 非均匀分布；外表面，总的感 在与 q 同位置处置 q 。 应电荷为 q，非均匀分布。
9
R
q q q U U U U U 0 q 壳 地 内壁 外壁 q q O o d q外壁 0
C Q V
Q C＝ 4 0 R V
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
平行板电容器的电容与电介质的关系
平行板电容器是一种常见的电学器件，它由两块平行的金属板组成，之间用电介质隔开。
电容器的电容与电介质的性质密切相关，下面将从电容的定义、电介质的种类和性质以及电容与电介质的关系等方面进行论述。
首先，我们来回顾一下电容的定义。
电容是指电容器存储电荷的能力，它的单位是法拉（F）。
电容的大小与电容器的几何形状、金属板的面积、板间距离以及电介质的性质等因素有关。
其中，电介质的性质对电容的影响尤为重要。
电介质是指用于填充电容器板间空隙的绝缘材料。
常见的电介质有空气、纸、塑料、陶瓷等。
不同的电介质具有不同的电性能，如介电常数、介电强度和损耗因子等。
介电常数是电介质相对于真空的电容率，它描述了电介质相对于真空的电容性能。
介电强度是电介质能够承受的最大电场强度，它反映了电介质的绝缘性能。
损耗因子是电介质在交流电场中能量损失的程度，它与电介质的绝缘性能和介电常数有关。
不同的电介质具有不同的介电常数。
介电常数越大，电容器的电容就越大。
这是因为介电常数反映了电介质对电场的响应能力，介电常数越大，电介质对电场的响应能力就越强，从而使得电容器存储电荷的能力增加。
例如，空气的介电常数约为1，而聚乙烯的介电常数约为2.3，因此，使用聚乙烯作为电介质的电容器的电容要大于使用空气作为电介质的电容器。
此外，电介质的介电强度也对电容器的电容有影响。
介电强度越大，电容器的电容就越大。
介电强度反映了电介质能够承受的最大电场强度，介电强度越大，电介质能够承受更高的电场强度，从而使得电容器存储电荷的能力增加。
例如，陶瓷是一种具有较高介电强度的电介质，因此，使用陶瓷作为电介质的电容器的电容要大于使用纸作为电介质的电容器。
此外，电介质的损耗因子也会影响电容器的电容。
损耗因子越小，电容器的电
容就越大。
损耗因子反映了电介质在交流电场中能量损失的程度，损耗因子越小，电介质的绝缘性能越好，从而使得电容器存储电荷的能力增加。
例如，陶瓷是一种具有较小损耗因子的电介质，因此，使用陶瓷作为电介质的电容器的电容要大于使用纸作为电介质的电容器。
综上所述，电容器的电容与电介质的性质密切相关。
电介质的介电常数、介电
强度和损耗因子等性质会影响电容器的电容大小。
不同的电介质具有不同的电性能，因此，在选择电介质时需要根据实际需求来进行选择。
同时，还需要注意电介质的稳定性和可靠性，以确保电容器的长期稳定工作。