2022-2023年高中物理竞赛 电场2.3电容器及其电容课件

§2.3电容器及其电容一孤立导体的电容1、孤立导体的电势与所带电荷成正比例：半径为R的孤立导体球球固定后理论和实验表明,对任意形状的孤立导体均有写成等式从上面的例子可见：比例常数C与q和V无关,只与导体的几何形状有关.\n称比例常数C为孤立导体的电容,且对孤立导体球有2、孤立导体电容C的物理意义P64使导体电势升高一个单位所需的电荷.使水面都增加一个单位（如1厘米）需要的水量由容器本身的性质（几何形状）决定.若一个导体的电容C1比另一C2大,说明使V升高一个单位所需的电荷q大.\n二电容器及其电容1、电容器的定义两个任意形状的、相互靠近的导体,在周围没有其它导体或带电体时,它们就组成了一个电容器,每一导体就是该电容器的一个极板.注意：带电导体A近旁有其它导体时,导体A的电势VA不仅与其电荷qA有关,还取决于其它导体的形状和位置,这是由于qA使之产生感应电荷的缘故.这时将不再是常数.（不再导体A的电荷与电势之比由A自身条件决定）.利用静电屏蔽的方法消除其它导体的影响.2、常见的三种电容器\n（1）球形电容器一个金属球和一个与它同心的金属球壳的组合.内球和外球壳之间的电场具有球对称性.大小为两球之间的电势差两球间的电势差（电压）与电荷成正比,且比例系数与球壳外带电情况无关,只与球形电容器形状有关,这是与屏蔽作用分不开的,外球壳的存在,屏蔽了外电场或带电体的影响.\n（2）平行板电容器两极板间形成均匀电场,场强表示为两块相距很近、同样大小（面积均为S）的平行金属板的组合.两板间电势差两板间电势差与一板所带电荷q成正比.（3）圆柱形电容器\n一个金属圆柱和一个与它同轴的金属圆柱壳的组合.柱无限长两圆柱面间的电场具有轴对称性,场强大小为两圆柱面间的电势差为电势差与电荷q亦成正比.\n3、电容器的电容设电容器的两极板A、B分别带有等量异号的电荷+q和－q,两极板间的电势差为理论及实验表明：q的值愈大,的值也愈大,而q与值,定义为电容器的电容,数学表达式为成正比,比值与q、无关,且此比值有恒定的物理意义：使电容器两极板的电压（电势差）升高一个单位所需的电荷,在数值上等于它的电容.4、说明：（1）比较\n电容器：两个导体的组合；电容：描述导体组合的性质的物理量.（2）电容是表征电容器容电能力大小的物理量.电容器带电的过程,实际上是静电场建立的过程,而能量是储存在场中的,所以电容器是储存电荷的容器,同时也是储存能量的容器,称为储能元件.（3）电容器以符号表示（4）三种常见电容器的电容真空中\n（5）电容器中有电介质实验表明：若在电容器的两极板间放入电介质,则电容器的电容要增加.且真空时的电容C0与充满均匀电介质时的电容C的比值为一常数,表示为称为该介质的相对介电常数,也称电容率,且,它是表征电介质本身特性的物理量.这时介质中\n令称为电介质的介电常数.电容器中充了电介质以后,电容值增加,是由于电介质在外电场中的极化.三电容器的连接多个电容器用导线按一定规律连接成为电容器组.并联有1、并联而\n并联时,总电容等于各个分电容之和.并联后,总电容值增大了,但总电容的耐压能力降低了,只能等于分电容中最低的耐压值,否则就可能击穿.2、串联\n串联时,总电容的倒数等于分电容的倒数和.显然,总电容小于任一分电容.总电容值减小了,但总电容的耐压能力却提高了.总电容的耐压值大于任一分电容的耐压值.例1(补充)：习题2.3.3P81证明：如果内球未接地,此时的球形电容器的电容为\n内球A接地,外球表面与地面也形成一个电容器.总电容可看成是两个电容器的并联电容.而又R>>R2∴（孤立球形导体的电容）∴证毕.\n例2(补充)：习题2.3.4P81解：（1）将电容器等效成图1∴电容器电容变为原来的两倍.\n习题：*2.3.2；2.3.5；2.3.7§2.4静电演示仪器P67-71自学（2）将电容器等效为图2（B与K相连接）电容器电容变为原来的三倍.