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1、資料內(nèi)容僅供您學(xué)習(xí)參考,如有不當(dāng)之處,清聯(lián)系改正或者刪除電容和電容器-知識點精解1.電容的定義(1)電容器作用:電容器是電氣設(shè)備中常用的一種重要元件,可以用來容納電荷.構(gòu)成:兩金屬板間夾上一層絕緣物質(zhì)(電介質(zhì))就是一個最簡單的電容器。兩個金屬板就是電容器的兩個電極。充電與放電:使電容器帶電叫充電;使充電后的電容器失去電荷叫放電.電容器所帶電量:電容器的一個極板上所帶電量的絕對值。擊穿電壓與額定電壓:加在電容器兩極上的電壓如果超過某一極限,電介質(zhì)將被擊穿從而損壞電容器,這個極限電壓叫擊穿電壓;電容器長期工作所能承受的電壓叫做額定電壓,它比擊穿電壓要低。(2)電容的定義Q電容器所帶電量與兩板間電勢
2、差之比叫電容。定義式為C=萬單位:在國際單位制中,電容單位是法(F).常用單位有:微法(uF)和皮法(pF)。它們的換算關(guān)系是1F=106uF=1012PF物理意義:表示電容器容納電荷本領(lǐng)大小的物理量.2.平行板電容器電容的決定因素1 / 8資料內(nèi)容僅供您學(xué)習(xí)參考,如有不當(dāng)之處,請聯(lián)系改正或者刪除平行板電容器的電容,跟介電常量£成正比,跟正對面積S成正比,跟極板間的距離d成反比。用公式表達為£SC下面表中為幾種電介質(zhì)的介電常量的值。4-kd電介質(zhì)空氣石蠟陶舞破礴云母介電常量1.00052.0-2.16411623.常用電容器2 / 8資料內(nèi)容僅供您學(xué)習(xí)參考,如有不當(dāng)之處,清
3、聯(lián)系改正或者刪除常用的電容器可分為固定電容器和可變電容器。(1)固定電容器固定電容器的電容是固定不變的,圖 1-49常用的有紙質(zhì)電容器及電解電容器。_L11/TTT乙甲:固定電容器乙;電解電容器丙:可變電容器紙質(zhì)電容器:在兩層錫箔或鉛箔中間夾以在Q)石蠟中浸過的紙,一起卷成圓柱體而制成的電容器(圖1-49(a).電解電容器:這種電容器是用鋁箔作陽極,用鋁箔上很薄的一層氧化膜作電介質(zhì),用浸漬過電解液的紙作陰極制成的(圖149(b),由于氧化膜很薄,這種電容器的電容較大。電解電容器的極性是固定的,使用時正負極不能接錯,不能接交流電。(2)可變電容器特點:電容可以改變.構(gòu)成:由兩組鋁片組成(圖49(
4、c),固定的一組鋁片叫定片,可以轉(zhuǎn)動的一組鋁片叫動片。使用時可以轉(zhuǎn)動動片使兩組鋁片正對面積發(fā)生變化從而改變電容的大小。(3)電路中常用的幾種電容器的符號如圖49(d)所示。例1圖50中平行放置的金屬板A、B組成一只平行板電1A容器。在不斷開電鍵K時,使A板向上平移拉開一些:使A板向TB右平移錯開一些:往A、B間充入介電常量£>1的電介質(zhì).試討論電容器兩板電勢差電量Q、板間場強E的變化情況。若斷開電鍵K,圖卜50情況又如何?【分析思路】解決本題的關(guān)鍵在于明確電容器所涉及的不變量,不斷開電鍵時,意味著電容器兩板間的電壓U保持不變;斷開電鍵后,意味著電容器所帶電量是不變的。明確以上兩
5、點,即可再根據(jù)電容的定義式及平行板電容器電容的決定因素來討論本題.【解題方法】應(yīng)用電容定義式c=、平行板電容器電容的決定P<?TT式C=就7及勻強電場的場強與電勢差的關(guān)系E=來討論。4幾kdd資料內(nèi)容僅供您學(xué)習(xí)參考,如有不當(dāng)之處,清聯(lián)系改正或者刪除【解題】電鍵K不斷開時,電容器兩極板間電壓U不變。因為平行板電容器電容CCC;,當(dāng)A板向上平移即di曾大時,C減小.由于Q=CU,U不變,所以Q變??;平行板電客器內(nèi)部電場為身強電場,根據(jù)E=,U不變,才曾大,所以E變小。兩板錯開意味著正對面枳S變小。由C8S可知C變小,由Q二CU可知磅小,但由于d不變,由E=?可判定此時E不變。d£S
6、由C二不一7知,插入電介質(zhì)即對曾大,所以ci管大,由Q=CU知4幾kdQ增大,而E=?,所以E不變。電鍵K斷開后,意味著電容器所帶電量Q不變。d由皿上知,疝曾大使C變小,又因為u=2,所以U變大,而d。E=3=3,即E不變。兩板錯開時S變小,由C=S可知,C變小,所以U變大,而E=1,所以E變大。丫一£0j由c=77知,充入電介質(zhì)即£變大,。變大。據(jù)u=六知u變M一4幾kdC1d_TTH1:小,從而根據(jù)E二:知E變小?!纠?】如圖151所示,兩塊水平圓-S1d放置的平行金屬板M、N,相距為d,組成一個電容為C的平行板電容器,M板接地對板的正中央有一小孔B。從B孔正上方h處的
7、A點,由靜止一滴一滴地滴下質(zhì)量為m、電量為q3 / 8資料內(nèi)容僅供您學(xué)習(xí)參考,如有不當(dāng)之處,請聯(lián)系改正或者刪除的帶電油滴,油滴穿過B孔后落到N板,把全部電量傳給N板,若不計空氣阻力及板外電場:問:(1)第幾滴油滴將在M、N板間作勻速直線運動?(2)能達到N板的液滴不會超過多少滴?【分析思路】帶電油滴將所帶的電量傳給N板,因靜電感應(yīng)使M板帶上等量異種電荷,這就使電容器帶電,N板間存在勻強電場。當(dāng)電場力等于重力時,油滴作勻速直線運動,此時油滴從A點落到N板時重力做的功等于克服電場力做的功,油滴至N板速度為零,即為最后一滴落至N板的油滴,其余以后落下的油滴米達N板即反方向向上運動。【解題方法】靜電感
8、應(yīng)原理、平行板電容器兩板間的電場為勻強電場、電容的定義式、受力平衡條件及動能定理。【解題】(1)設(shè)第n滴油滴將在兩板間作勻速直線運動°由C二標(biāo)得又由E=¥,所以有E二篇所以,當(dāng)?shù)趎滴油滴作勻速直線運動下落時,UUdCd兩板間的場強E=由平衡條件可知,此時有GdEq=mg, gp -= mgCd.mgCdn =-q + 1q即第巴嬰+1滴油滴將在M、N板間作勻速直線運動。(2)設(shè)能到達N板的液滴不會超過n,q滴,即第滴在兩板間作勻減速直線運動,到達N板時的速度剛好為零,由動能定理得mg(h+d)qU'=0其中U'為第n油滴運動時兩板間的電壓,則U,=£
9、;一也由以上兩式聯(lián)立解得資料內(nèi)容僅供您學(xué)習(xí)參考,如有不當(dāng)之處,清聯(lián)系改正或者刪除)mgC(h+d)n=2+q2+di即能達到t破的液滴不會超過上下一+1滴?!纠?在靜電復(fù)印機里,常用圖1-52所q示的電路來調(diào)行A、C兩板間電場強度的大小,從而來控制復(fù)印件的顏色深淺。在操作時,首先對金屬平板A、B組成的平行板電容器充電.該電容器的B板接地,A、B間充有介電常量為£的電介質(zhì),充電后兩板間的電勢差為而后,斷開該充電電源,將連接金屬平板C和可調(diào)電源£的開關(guān)K閉合,這樣,A、C兩板間的電場強度將隨可調(diào)電源£的電壓變化而得以調(diào)節(jié),已知C板與A板很近,相互平行,且各板而積相等。
10、A、B板間距離為dl,A、C板間的距離為d2.A、C板間的空氣介電常量取為葭試求:當(dāng)電源£的電壓為U0時,A、C兩板間某點P處的電場強度.圖1-52圖L53【分析思路】首先對平行金屬板A、B組成的電容器充電時,A板帶上的電荷設(shè)為Q,則Q=CiU,開關(guān)K閉合后等效電路如圖1-53所示,由于金屬板B和電源負極都接地,所以它們電勢均為零。設(shè)此時金屬板A、B間的電勢差為U1,金屬板A、C間的電勢差為U2,則由于電源電壓為U0,所以有U1+U2=U().可見,開關(guān)K閉合后,金屬板A、B間的電勢差將變小,故金屬板A、B上的電荷將發(fā)生變化。孤立導(dǎo)體A的電荷將重新分布,設(shè)其上表面帶負電荷為42,下表而帶正電荷為+Q1,則有Q1+QQ2)4。于是金屬板B上的電荷將由一Q減少為一Qi,金屬板C的電荷為4
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