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。
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