log 1.知道什么是电容器及电容器的主要构造。
2.理解电容的概念及其定义式(重难点)。
3.知道电容器充、放电的实验原理和实验电路。
log 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:
(1)充电:
把电容器的两个极板与电源的正负极相连,使两个极板上带上等量异种电荷的过程。
充电后,跟电源正极相连的极板带正电,跟电源负极相连的极板带负电。
充电过程如图(a)、(b)所示。
log (2)放电:
用导线把充电后的电容器的两个极板接通,两个极板上的电荷中和,电容器失去电荷的过程。
放电后,电容器任一极板带电荷量均为零。
放电过程如图(c)、(d)所示。
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通过电流做功转化为电路中其他形式的能量。
4.电容器的电荷量:其中一个极板所带电荷量的绝对值。
log 二、电容 常用电容器
1.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,叫作电容器的电容。
log (2)定义式:C=Q/U(比值定义法)。Q指一个极板所带电荷量的绝对值。
(3)单位:电容的国际单位:法拉,简称:法,用字母F表示,常用的单位还有微法和皮法,1 F=106 μF=1012 pF。
(4)物理意义:描述电容器容纳电荷本领大小的物理量。
(5)由C=Q/U表明,电容器的电容在数值上等于使两极板间的电势差为1V时电容器需要带的电荷量。
2.击穿电压和额定电压
(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:电容器外壳上标的电压是工作电压(或称额定电压),也是电容器正常工作时所能承受的最大电压。
(3)额定电压比击穿电压低。
3.常用电容器
(1)分类:从构造上看,可以分为固定电容器和可变电容器两类。
(2)固定电容器有:聚苯乙烯电容器、电解电容器等。
(3)可变电容器由两组铝片组成,固定的一组铝片叫作定片,可以转动的一组铝片叫作动片。转动动片,使两组铝片的正对面积发生变化,电容就随着改变。
总结:电容器电容的另一表达式
如图所示,Q-U图像是一条过原点的直线,其中Q为一个极板上所带电荷量的绝对值,U为两板间的电势差,直线的斜率表示电容大小。
log 因此C=ΔQ/ΔU,即电容的大小在数值上等于两极板间的电压增加(或减小)1 V所增加(或减小)的电荷量。
三、实验:观察电容器的充、放电现象
1.实验器材:8 V的直流电源、单刀双掷开关、平行板电容器、电流表、电压表、小灯泡、导线若干。
2.实验步骤
(1)按图连接好电路。
(2)把单刀双掷开关S接在上面,使触点1和触点2连通,观察电容器的充电现象,并将结果记录在表格中。
(3)将单刀双掷开关S接在下面,使触点3和触点2连通,观察电容器的放电现象,并将结果记录在表格中。
(4)记录好实验结果,关闭电源。
log 3.实验记录和分析
(1)电容器充电:
1)灯泡的亮度由明到暗最后熄灭
2)电流表1的读数由大到小最后为零
3)电压表的读数由小到大最后稳定为某一数值
(2)电容器放电
1)灯泡的亮度由明到暗最后熄灭
2)电流表2的读数由大到小最后为零
3)电压表的读数由大到小最后为零
log log