人教版高二物理选修3-1《1.8 电容器的电容》课件(共41张PPT)

1、 . 2电容器的充放电电容器的充放电 思考：圆柱型水杯容器的储水问题思考：圆柱型水杯容器的储水问题: : h h AB C 1. 1.水位升高相同高度水位升高相同高度h h，试比较，试比较A A、B B、C C的储水的储水 量量 2 如何反映水杯的储水本领？如何反映水杯的储水本领？ h Q 深度 水量 S截面积 U Q C U Q C 或或 U Q C U Q C 或或 【针对练习针对练习1】 BC 一个电容器，充电后所带电荷量为一个电容器，充电后所带电荷量为Q=410-6C 时，它的两极板间的电势差时，它的两极板间的电势差U=2V，由此可知，由此可知， 该电容器的电容是该电容器的电容是_F。

2、 如果再充进如果再充进410-6C的电荷量，其电容为的电荷量，其电容为 _F。 如果用导线将电容器两极相连，放电完毕后，如果用导线将电容器两极相连，放电完毕后， 其电容为其电容为_F。 C取决于取决于电容器自身结构电容器自身结构， 而而 与是否带电及带电多少无关。与是否带电及带电多少无关。 210-6 【针对练习针对练习2】 210-6 210-6 猜想猜想: :平行板电容器的电容的大小可能由哪些因素决平行板电容器的电容的大小可能由哪些因素决 定呢？定呢？ 三三 平行板电容器的电容平行板电容器的电容 间距间距d 正对正对 面积面积s 电介质电介质 思考思考 怎样使电容器所带的电荷量不变？怎样使

3、电容器所带的电荷量不变？ 将电容器充电后与电源断开将电容器充电后与电源断开 由由 得：当得：当Q Q不变时，不变时，C C的变化可由的变化可由U U 的变化反映出来，例如：的变化反映出来，例如：U U变大时，表示变大时，表示C C 一定减小了。一定减小了。 思考思考 怎样测电容器两极板间的电势差的大小？怎样测电容器两极板间的电势差的大小？ 它是由验电器改装而它是由验电器改装而 成的，它的金属球接一导成的，它的金属球接一导 体，金属外壳接另一导体，体，金属外壳接另一导体， 从从指针的偏角指针的偏角可测出两导可测出两导 体间的体间的电势差电势差。 静电计：静电计：测量电势差。测量电势差。 板间充满

4、某种介质时，板间充满某种介质时，C C会变为板间为真空时的会变为板间为真空时的 若干倍，这一倍数叫这种电介质的相对介电常数，若干倍，这一倍数叫这种电介质的相对介电常数， 用用r r表示表示。 公式：公式： 几种电介质的介电常数几种电介质的介电常数r 电介质电介质空气空气石蜡石蜡陶瓷陶瓷玻璃玻璃云母云母 介电常数介电常数1.0005 2.02.1641168 理论及实验表明：平行板电容器两极板间是真空时，理论及实验表明：平行板电容器两极板间是真空时， 电容电容C C跟正对面积跟正对面积S S成正比，跟两极板间距离成正比，跟两极板间距离d d成反比。成反比。 公式：公式： 注意：一般性研究中，空气

5、对电容的影响可忽略注意：一般性研究中，空气对电容的影响可忽略 Q C U 4 S C kd 电容电容 定义式定义式 决定决定 式式 （平行板电容器）（平行板电容器） F E q 电场强度电场强度 定义式定义式 决定式决定式 2 Q Ek r （真空中的点电荷）（真空中的点电荷） 类比理解类比理解 普适普适 普适普适 （一）分类（一）分类 常用电容器，从构造上看，可以分为哪些类型？常用电容器，从构造上看，可以分为哪些类型？ 常用的固定电容器有哪些？常用的固定电容器有哪些？ 电解电容器与其他常用电容器相比有什么显著特征？电解电容器与其他常用电容器相比有什么显著特征？ 图图13134242的电容器上

6、标的的电容器上标的“0.002F0.002F，400V”400V”指的是指的是 什么？什么？ 电容电容 器器 固定电容器固定电容器 可变电容器可变电容器 聚苯乙烯电容器聚苯乙烯电容器 电解电容器电解电容器 纸质电容器纸质电容器 陶瓷电容器陶瓷电容器 + + - - 常用电容器常用电容器 （正负极不能反接）（正负极不能反接） 电容器的最大耐压值电容器的最大耐压值击穿电压：击穿电压： 额定电压：额定电压： 电容器长期工作所电容器长期工作所 能承受的最大电压能承受的最大电压 额定电压低于击穿电压额定电压低于击穿电压 （二）电容器使用时应注意的问题（二）电容器使用时应注意的问题 1 1、电容器的击穿电

7、压：、电容器的击穿电压： 加在电容器两极板上的电压不能超过某一加在电容器两极板上的电压不能超过某一 限度，超过这个限度，电介质将被击穿，电限度，超过这个限度，电介质将被击穿，电 容器损坏，这个极限电压称为击穿电压。容器损坏，这个极限电压称为击穿电压。 2 2、电容器的额定电压：、电容器的额定电压： 电容器正常工作时的最大电压电容器正常工作时的最大电压 额定电压低于击穿电压额定电压低于击穿电压 3 3、电解电容器电解电容器正负极不能接反，正负极不能接反，不能接交不能接交 流电。流电。 指出图中铭牌的含义指出图中铭牌的含义 【例题例题1】 AB 【例题例题2】 对于给定的电容器，在描述对于给定的电

8、容器，在描述 电容量电容量C、 带电量带电量Q、两板间电势差、两板间电势差U的相互关系中，的相互关系中， 下列图下列图116中正确的是中正确的是( ) ACE 如图所示，如图所示，A A、B B为两块竖直放为两块竖直放 置的平行金属板，置的平行金属板，G G是静电计，电键是静电计，电键 K K合上后，静电计指针张开一个角度。合上后，静电计指针张开一个角度。 下述哪些做法可使指针张角增大？下述哪些做法可使指针张角增大？ ( )( ) A A、使、使A A、B B两板靠近些；两板靠近些； B B、使、使A A、B B两板正对面积错开些；两板正对面积错开些； C C、断开、断开K K后，使后，使B

9、B板向右平移拉开一板向右平移拉开一 些；些； D D、断开、断开K K后，使后，使A A、B B正对面错开些。正对面错开些。 CDCD 【例题例题3】 2 2、有一正充电的平行板电容器，若使它的、有一正充电的平行板电容器，若使它的 电荷量减少电荷量减少 3 31010-4 -4C C，其电压降为原来的 ，其电压降为原来的 三分之一，则电容器原来的带电量可能是三分之一，则电容器原来的带电量可能是 4.54.51010-4 -4C C 3 3、连接在电池两极上的平行板电容器，、连接在电池两极上的平行板电容器， 当两极板间的距离减小时当两极板间的距离减小时 A.A.电容器的电容电容器的电容C C变大

10、变大 B.B.电容器极板的带电量电容器极板的带电量Q Q变大变大 C.C.电容器两极间的电势差电容器两极间的电势差U U变大变大 D.D.电容器两极板间的电场强度电容器两极板间的电场强度E E变大变大 ABD 两类常见问题两类常见问题(判断判断C、U、Q、E的变化的变化） s kQ d U E 4 s kQ d U E 4 s kQ d kd s Q Cd Q d U E 4 4 【例题例题2】平行板电容器保持与直流电源平行板电容器保持与直流电源 两极连接，充电平衡后，两极板间的电两极连接，充电平衡后，两极板间的电 压为压为U U，电荷量为，电荷量为Q Q，两极板间场强为，两极板间场强为E E

11、 ，电容为，电容为C,C,现将两极板间距离减小，则现将两极板间距离减小，则 引起变化的情况是引起变化的情况是( )( ) A.Q A.Q变大变大 B.CB.C变大变大 C.EC.E不变不变 D.UD.U 变小变小 讨论讨论: :上题中上题中, ,如果电容器充电平衡后与电如果电容器充电平衡后与电 源断开，将两板间距离减小，则引起变源断开，将两板间距离减小，则引起变 化情况是化情况是( )( ) A.Q A.Q变大变大 B.CB.C变大变大 C.EC.E不变不变 D.UD.U 变小变小 AB BCD 例例2 平行板电容器下板接地，两板平行板电容器下板接地，两板 与电源相连，与电源相连，b b为正中

12、央的点，将为正中央的点，将 不带电的厚金属板插入两板正中间不带电的厚金属板插入两板正中间 的如图所示位置后，的如图所示位置后，a a、b b、c c三点三点 场强及电势变化情况为：场强及电势变化情况为：( )( ) A A、E= E E= E 且均增大，且均增大，E E减为零；减为零； B B、U U U U U U ，且三点电势均减小；，且三点电势均减小； C C、E= E E= E 且不变，且不变，E E减为零；减为零； D D、U U U U U U ，且，且U U减小，减小， U U 不变，不变， U U 增大增大。 AD 如图所示，在平行板电容器如图所示，在平行板电容器 正中有一个带

13、电微粒。正中有一个带电微粒。K K闭合时，闭合时， 该微粒恰好能保持静止。在该微粒恰好能保持静止。在保保 持持K K闭合；闭合；充电后将充电后将K K断开；两断开；两 种情况下，各用什么方法能使该种情况下，各用什么方法能使该 带电微粒向上运动打到上极板？带电微粒向上运动打到上极板？ A.A.上移上极板上移上极板M M B.B.上移下极板上移下极板N N C.C.左移上极板左移上极板M M D.D.把下极板把下极板N N接地接地 K K M M N N 答案：答案：选选B B，选选C C。 例例3 传感器是把非电学里（如速度、传感器是把非电学里（如速度、 温度、压力等）的变化转换成电学里温度、压

14、力等）的变化转换成电学里 变化的一种测定液面高度的电容式传变化的一种测定液面高度的电容式传 感器的示意图，金属芯线与导电液体感器的示意图，金属芯线与导电液体 形成一个电容器，从电容形成一个电容器，从电容C大小的变大小的变 化就能反映液面的升降情况，两者的化就能反映液面的升降情况，两者的 关系是（关系是（ ） AC增大表示增大表示h增大增大 BC增大表示增大表示h减小减小 CC减小表示减小表示h减小减小 DC减小表示减小表示h增大增大 导电液体 金属芯线 电介质 AC 例例4 间距间距d 正对正对 面积面积s 电介质电介质 电容电容C C随两板间距离的增大而减小，随两板间距离的增大而减小， 减小

15、而增大；减小而增大； 电容电容C C随正对面积的增大而增大，随正对面积的增大而增大， 减小而减小；减小而减小； 电容电容C C随电介质的介电常数的增大而增大，随电介质的介电常数的增大而增大， 减小而减小。减小而减小。 例2.有一个充电的平行板电容器,两极板间的 电压为3v，为使它的电荷量减少310-4C, 于是电容器两极板间的电压降为原来的1/3 ，则此时电容的电容为多少FF ?电容器原 来的带电量为多少C?若两极板的电荷全部 放掉,电容器的电容是多少? 4 44 123 10 (1)2150 332 1.5 1034.5 10 150 Q UUUVFF U QCUCC F 解析： 由，可知C

16、= 电容器的电容是由电容器本身决定的，仍为 电容器放电过程中电容器放电过程中 电流随时间变化的图像电流随时间变化的图像 1 1、在图中画一个狭长矩形，它、在图中画一个狭长矩形，它 的面积的物理意义是什么？的面积的物理意义是什么？ 电荷量电荷量 2 2、怎样根据图像计算电容器在、怎样根据图像计算电容器在 全部放电过程中释放的电荷量？全部放电过程中释放的电荷量？ 图像与坐标轴间的面积图像与坐标轴间的面积 4040格格 Q=3.2Q=3.21010-3 -3C C 3 3、根据以上数据估算出的电容是多少？、根据以上数据估算出的电容是多少？ C=4C=41010-4 -4F F 电容器电容器 电容电容

17、 CQ/U=U/Q，C不由不由Q、U决定决定 电容电容 CS /4kd,C由由、S、d电容器自身因素决定电容器自身因素决定 电容：描述电容器容纳电荷的本领电容：描述电容器容纳电荷的本领 单位：法拉单位：法拉 符号：符号：F 1F1C/V 1F106F1012pF 电容器：任何两个彼此绝缘又相隔很近的导体，组成一电容器：任何两个彼此绝缘又相隔很近的导体，组成一 个电容器个电容器 电容器电容器电容器分类：固定电容器和可变电容器电容器分类：固定电容器和可变电容器 充电：电源能量充电：电源能量 电场能电场能 放电：电场能放电：电场能 其他形式能其他形式能 电容器所带电荷量：每一极板所带电荷量的绝对值电

18、容器所带电荷量：每一极板所带电荷量的绝对值 1.电容：表示电容器容纳电荷本领的物理电容：表示电容器容纳电荷本领的物理 量。定义式量。定义式 kd S C 4 3.常见电容器：纸质电容器、电解电容器、常见电容器：纸质电容器、电解电容器、 可变电容器、平行板电容器。电解电容可变电容器、平行板电容器。电解电容 器连接时应注意其器连接时应注意其“+”、“-”极。平行板极。平行板 电容器电容器 2.平行板电容器的电容：平行板电容器的电容： 4.电容器的充电和放电电容器的充电和放电 一、电容、电容器一、电容、电容器 思考题：思考题： 平行板电容器充电后，继续保持电容平行板电容器充电后，继续保持电容 器的两极板与电源相连，在这种情况下，如增大器的两极板与电源相连，在这种情况下，如增大 两板间距两板间距d,则板间电势差则板间电势差U、电容器所带电量、电容器所带电量Q， 板间场强板间场强E各如何改变？各如何改变？ 平行板电容器充电后，切断与电源的连接。在平行板电容器充电后，切断与电源的连接。在 这种情况下，如增大这种情况下，如增大d，则，则U、Q、E各如何改变？各如何改变？ 电容器与电源相连，电容器两板间电势差电容器与电源相连，电容器两板间电势差U U不变。