面向21世纪课程教材：《物理学》课程电子教案（PPT课件讲稿，第五版）第六章 静电场中的导体和电介质（6.4）电容、电容器

物理学 6-4电容电容器 第五版 孤立导体的电容 孤立导体的电容为孤立导体所带电 荷Q与其电势V的比值 C= 单位:1f=1C.v- 1F=106F=102pF 第六章静电场中的导体和电介质 1

6-4 电容 电容器 第六章 静电场中的导体和电介质 物理学 第五版 1 一 孤立导体的电容 V Q C = 单位： -1 1F =1CV 1F 10 μF 10 pF 6 12 = = 孤立导体的电容为孤立导体所带电 荷Q与其电势V的比值

物理学 6-4电容电容器 第五版 例球形孤立导体的电容 Q 4兀Eo R =4E0R R ◆地球RB=64×10m,CE≈7×10F 第六章静电场中的导体和电介质 2

6-4 电容 电容器 第六章 静电场中的导体和电介质 物理学 第五版 2 例 球形孤立导体的电容 R V Q C = = 4π 0 R Q 6.4 10 m, 7 10 F 4 E 6 E − 地球 R =  C   R Q V 4π 0 =

物理学 6-4电容电容器 第五版 电容器 1电容器的分类 按形状:柱型、球型、平行板电容器 按型式:固定、可变、半可变电容器 按介质:空气、塑料、云母、陶瓷等 特点:非孤立导体,由两极板组成 第六章静电场中的导体和电介质

6-4 电容 电容器 第六章 静电场中的导体和电介质 物理学 第五版 3 二 电容器 按形状：柱型、球型、平行板电容器 按型式：固定、可变、半可变电容器 按介质：空气、塑料、云母、陶瓷等 特点：非孤立导体，由两极板组成 1 电容器的分类

物理学 6-4电容电容器 第五版 2电容器的电容 电容器的电容为电容器一块极板所带 电荷Q与两极板电势差v-VB的比值 B Q Q E·dl B AB 第六章静电场中的导体和电介质

6-4 电容 电容器 第六章 静电场中的导体和电介质 物理学 第五版 4 U Q V V Q C A B = − = VB VA −Q + Q U E l AB   = d  2 电容器的电容 电容器的电容为电容器一块极板所带 电荷Q与两极板电势差 的比值 . VA −VB

物理学 6-4电容电容器 第五版 注意 电容的大小仅与导体的形状、相对位置 其间的电介质有关,与所带电荷量无关 B Q Q E·dl B AB 第六章静电场中的导体和电介质

6-4 电容 电容器 第六章 静电场中的导体和电介质 物理学 第五版 5 电容的大小仅与导体的形状、相对位置、 其间的电介质有关，与所带电荷量无关. U Q V V Q C A B = − = VB VA −Q + Q U E l AB   = d  注意

物理学 6-4电容电容器 第五版 3电容器电容的计算 步骤 B (1)设两极板分别带电+Q (2)求两极板间的电场强度E (3)求两极板间的电势差U (4)由C=QU求C 第六章静电场中的导体和电介质

6-4 电容 电容器 第六章 静电场中的导体和电介质 物理学 第五版 6 3 电容器电容的计算 （1）设两极板分别带电Q （3）求两极板间的电势差U 步骤 （4）由C=Q/U求C E  （2）求两极板间的电场强度 U Q V V Q C A B = − =

物理学 6-4电容电容器 第五版 例1平行平板电容器 解E 0 Od u= ed 0 Q &a8 第六章静电场中的导体和电介质 7

6-4 电容 电容器 第六章 静电场中的导体和电介质 物理学 第五版 7 例1 平行平板电容器 S Q E r r      0 0 = = S Qd U Ed r  0 = = d S U Q C r  0 = = 解 S d + + + + + + Q - - - - - - −Q r 

物理学 6-4电容电容器 第五版 例2圆柱形电容器 解设两圆柱面单位长度上分别带电±2 E (RA<r<RB) 2兀Enr rRB dr ln±B R2兀。r2兀E0lR1 R C Q2πe R R B R 第六章静电场中的导体和电介质 8

6-4 电容 电容器 第六章 静电场中的导体和电介质 物理学 第五版 8 例2 圆柱形电容器 A B R R ε l U Q C ln 2 π 0 = = A B R R R R l Q r r U B A ln 2 π 2 π d 0 0    = =  ( ) 2 π 0 A RB R r r E =     解 设两圆柱面单位长度上分别带电 RA l RB RB l  + + + + - - - - + + + + - - - -

物理学 6-4电容电容器 第五版 C=0-2tCo R B R d=r B R<<R 2πEoRA60 R R 平行板电 容器电容 第六章静电场中的导体和电介质 9

6-4 电容 电容器 第六章 静电场中的导体和电介质 物理学 第五版 9 平行板电 容器电容 RB RA RA d = −   d S d lR C 2 π 0 A 0    = A B R R ε l U Q C ln 2 π 0 = = RA l RB RB l  + + + + - - - - + + + + - - - -

物理学 6-4电容电容器 第五版 例3球形电容器的电容 解设内外球带分别带电+Q E 2 (R1<r<R2) 4汇Er U=E di o rR2 dr R 4πEoRr R 4πE。R1R2 第六章静电场中的导体和电介质 10

6-4 电容 电容器 第六章 静电场中的导体和电介质 物理学 第五版 10 R1 R2 例3 球形电容器的电容 r 2 π 0 4 r Q E  = ( ) 1 R2 R  r    = =  2 1 2 0 d 4 π d R R l r Q r U E l    ) 1 1 ( 4 π 0 R1 R2 Q = −  设内外球带分别带电Q ＋ ＋ ＋ ＋ ＋ ＋ ＋ ＋ − − − − − − − − 解