江苏省高邮中学2015年高二物理竞赛系列讲座第三讲：电容和电容器ppt

高二物理 第三讲 电容和电容器.ppt
　　高二物理 第三讲 电容和电容器.doc
　　课件共22张，教案约4370字。
　　第三讲电容器与电场的能量
　　江苏省高邮中学李巍
　　1电容器的电容
　　1.1电容器的电容
　　电容器是以电场能的形式储存电能的一种装置，与以化学能储存电能的蓄电池不同。
　　任何两个彼此绝缘又互相靠近的导体，都可以看成是一个电容器，电容器所带电荷Q与它两板间电势差U的比值，叫做电容器的电容，记作C，即
　　电容的意义就是每单位电势差的带电量，显然C越大，电容器储电本领越强，而电容是电容器的固有属性，仅与两导体的形状、大小位置及其间电介质的种类有关，而与电容器的带电量无关。
　　电容器的电容有固定的、可变的和半可变的三类，按极片间所用的电介质，则有空气电容器、真空电容器、纸质电容器、陶瓷电容器、涤纶电容器、云母电容器、电解电容器等。
　　每个电容器的型号都标明两个重要数值：电容量和耐压值（即电容器所承受的最大电压，亦称击穿电压）。
　　1.2几种常用电容器的电容
　　①平行板电容器若两金属板平行放置，距离d很小，两板的正对面积为S、两极板间充满相对介电常数为的电介质，即构成平行板电容器。
　　设平行板电容器带电量为Q、则两极板间电势差
　　故电容
　　②真空中半径为R的孤立导体球的电容
　　由公式可知，导体球的电势为：
　　因此孤立导体球的电容为地球半径很大，电容很大，容纳电荷的本领极强。
　　③同轴圆柱形电容器
　　高H、半径的导体圆柱外，同轴地放置高也为H、内半径为
　　＞的导体筒，当H 时，便构成一个同轴圆柱形电容器。如果-  ，则可将它近似处理为平行板电容器，由公式可得其电容为
　　④同心球形电容器
　　半径为的导体球（或球壳）和由半径为的导体球壳同心放置，便构成了同心球形电容器。
　　若同心球形电容器内、外球壳之间也充以介电常数为的电介质，内球壳带电量为Q，外球壳带-Q电荷，则内、外球壳之间的电势差为
　　故电容　　　　　　　
　　当时，同心球形电容器便成为孤立导体（孤立导分是指在该导体周围没有其他导体或带电体，或者这些物体都接地）球形电容器，设，则其电容为
　　若孤立导体外无电介质，则，即。
　　【例1】如图1所示，两个竖直放置的同轴导体薄圆筒，内筒半径为R，两筒间距为d，筒高为L ，内筒通过一个未知电容的电容器与电动势U足够大的直流电源的正极连接，外筒与该电源的负极相连。在两筒之间有相距为h的A、B两点，其连线AB与竖直的筒中央轴平行。在A点有一质量为m、电量为-Q的带电粒子，它以的初速率运动，且方向垂直于由A点和筒中央轴构成的平面。为了使此带电粒子能够经过B点，试求所有可供选择的和值。