《创新设计课堂讲义》配套课件：18电容器的电容

1、高中物理高中物理选修选修3-1人教版人教版第一章第一章 静电场静电场第十讲第十讲 电容器的电容电容器的电容 目标定位目标定位电容器的电容电容器的电容知道电容器的概念和平行板电容器的主要构造知道电容器的概念和平行板电容器的主要构造. 理解电容的概念及其定义式和决定式理解电容的概念及其定义式和决定式 .掌握平行板电容器电容的决定式，并能用其讨论掌握平行板电容器电容的决定式，并能用其讨论有关问题有关问题 123目标定位目标定位预习导学预习导学课堂讲义课堂讲义对点练习对点练习预习导学预习导学1.靠近靠近2.(1)等量异种等量异种 电能电能 (2)中和中和 放电放电 电场能电场能 一、一、电容器电容器

2、想一想：想一想：电容器的带电荷量为两极板所带电荷量的绝对电容器的带电荷量为两极板所带电荷量的绝对值之和吗？值之和吗？ 绝缘绝缘答案：答案：不是电容器的带电荷量是指其中一个极板所带电荷不是电容器的带电荷量是指其中一个极板所带电荷量的绝对值量的绝对值 目标定位目标定位预习导学预习导学课堂讲义课堂讲义对点练习对点练习电容器的电容电容器的电容二、电容二、电容1. 比值比值3.法拉法拉 法法 106 1012 想一想：想一想：能不能根据能不能根据CQ/U就认为，电容器的电容与电就认为，电容器的电容与电容器所带电荷量成正比，与电容器两极板间的电势差成反比容器所带电荷量成正比，与电容器两极板间的电势差成反比

3、 答案：答案：不能电容是电容器本身的一种属性，大小由电容器自不能电容是电容器本身的一种属性，大小由电容器自身的构成情况决定，与电容器是否带电、带多少电荷量均无关身的构成情况决定，与电容器是否带电、带多少电荷量均无关. 预习导学预习导学1 1绝缘绝缘 平行平行2. 2. 正比正比 正比正比 反比反比三、平行板电容器的电容三、平行板电容器的电容 答案：答案：不对不对 电容器外壳上标的是额定电压电容器外壳上标的是额定电压.目标定位目标定位预习导学预习导学课堂讲义课堂讲义对点练习对点练习电容器的电容电容器的电容四、常用电容器四、常用电容器1固定固定 可变可变2.2.正常工作正常工作 低低 想一想：想一

4、想：某电容器上标有某电容器上标有“1.5 F，9 V”的字样，则该电容的字样，则该电容器的击穿电压为器的击穿电压为9 V，对吗？，对吗？ 课堂讲义课堂讲义一、一、对电容的理解对电容的理解 1. 对电容的理解对电容的理解(1) 电容由电容器本身的构造决定电容由电容器本身的构造决定 (2)通过通过Q-U图象理解，如图所示，图象理解，如图所示，Q-U图象是一条过原点的直线，图象是一条过原点的直线，其中其中Q为一个极板上所带电荷量的绝对值，为一个极板上所带电荷量的绝对值，U为两板间的电势差，为两板间的电势差，直线的斜率表示电容大小因而电容器的电容也可以表示为直线的斜率表示电容大小因而电容器的电容也可以

5、表示为CQ/U，即电容的大小在数值上等于两极板间的电压增加，即电容的大小在数值上等于两极板间的电压增加(或减小或减小)1 V所增加所增加(或减小或减小)的电荷量的电荷量 目标定位目标定位预习导学预习导学课堂讲义课堂讲义对点练习对点练习电容器的电容电容器的电容电容器的电容是反映电容器容纳电荷本领的物理量，用比值电容器的电容是反映电容器容纳电荷本领的物理量，用比值C 来定义，但电容的大小与来定义，但电容的大小与Q、U无关由公式无关由公式C 知，影知，影响电容器电容大小的因素是电介质的相对介电常数响电容器电容大小的因素是电介质的相对介电常数r、电容器、电容器极板的正对面积极板的正对面积S和极板间的距

6、离和极板间的距离d. QU4rSkd课堂讲义课堂讲义一、一、对电容的理解对电容的理解 目标定位目标定位预习导学预习导学课堂讲义课堂讲义对点练习对点练习电容器的电容电容器的电容C 是电容的定义式，对某一电容器来说，是电容的定义式，对某一电容器来说，QU；QU2C 与与C 的比较的比较QU4rSkd但但C 不变，反映容纳电荷本领；不变，反映容纳电荷本领；QU反映了影响电容大小的因素反映了影响电容大小的因素 C 是电容器电容的决定式，是电容器电容的决定式，CS，C ，4rSkd1d课堂讲义课堂讲义 例例 1 下列关于电容的说法正确下列关于电容的说法正确的是的是()A电容器简称电容电容器简称电容B电容

7、器电容器A的电容比的电容比B的大，说的大，说 明明A的带电荷量比的带电荷量比B多多C电容在数值上等于使两极板电容在数值上等于使两极板 间的电势差为间的电势差为1 V时电容器需时电容器需 要带的电荷量要带的电荷量D由公式由公式CQ/U知，电容器知，电容器 的电容与电容器两极板间的的电容与电容器两极板间的 电压成反比，与电容器所带电压成反比，与电容器所带 的电荷量成正比的电荷量成正比 目标定位目标定位预习导学预习导学课堂讲义课堂讲义对点练习对点练习电容器的电容电容器的电容两个不同的概念两个不同的概念 解析解析 电容器电容器A容纳电荷容纳电荷的本领比的本领比B强强 与与是否带电、电荷量多少是否带电、

8、电荷量多少无关无关定义式定义式,对某一电容器来说，对某一电容器来说，QU； Q/U比值不变，比值不变，C反映反映容纳电荷本领容纳电荷本领.C 课堂讲义课堂讲义借题发挥借题发挥C的大小与的大小与Q、U无关无关 CQ/U为比值定义法为比值定义法 目标定位目标定位预习导学预习导学课堂讲义课堂讲义对点练习对点练习电容器的电容电容器的电容 例例 1 下列关于电容的说法正确下列关于电容的说法正确的是的是()A电容器简称电容电容器简称电容B电容器电容器A的电容比的电容比B的大，说的大，说 明明A的带电荷量比的带电荷量比B多多C电容在数值上等于使两极板电容在数值上等于使两极板 间的电势差为间的电势差为1 V时

9、电容器需时电容器需 要带的电荷量要带的电荷量D由公式由公式CQ/U知，电容器知，电容器 的电容与电容器两极板间的的电容与电容器两极板间的 电压成反比，与电容器所带电压成反比，与电容器所带 的电荷量成正比的电荷量成正比 C 只跟电容器本身有关只跟电容器本身有关 当当Q0时，时，U0，而，而C并并不为零不为零 课堂讲义课堂讲义目标定位目标定位预习导学预习导学课堂讲义课堂讲义对点练习对点练习电容器的电容电容器的电容1.平行板电容器始终连接在电源两端：电势差平行板电容器始终连接在电源两端：电势差U不变不变 二二、平行板电容器的两类典型问题平行板电容器的两类典型问题 此时，电容器的极板此时，电容器的极板

10、距离距离d、极板的正对、极板的正对面积面积S、电介质的相对、电介质的相对介电常介电常数数r的变化，将引起的变化，将引起电容电容C的变化，从而引起的变化，从而引起电量电量Q和极板间的和极板间的场强场强E的变化的变化 常用的三个表达式：常用的三个表达式： 由由C 可知可知C随随d、S、r的变化而变化的变化而变化4rrSSkdd由由QUCU ，当，当U不变时，不变时，Q 可知，可知， 当当U不变时，不变时，Q也随也随d、S、r的变化而变化的变化而变化4rSkdrSd由由E 可知，当可知，当U不变时，不变时，E随随d的变化而变化的变化而变化 1Udd课堂讲义课堂讲义目标定位目标定位预习导学预习导学课堂

11、讲义课堂讲义对点练习对点练习电容器的电容电容器的电容2平行板电容器充电后，切断与电源的连接：电量平行板电容器充电后，切断与电源的连接：电量Q保持不变保持不变 二二、平行板电容器的两类典型问题平行板电容器的两类典型问题 如果两极板切断与电源的连接，并保持两极板绝缘，电容器既不会充如果两极板切断与电源的连接，并保持两极板绝缘，电容器既不会充电也不会放电，所以电荷量电也不会放电，所以电荷量Q就保持不变极板就保持不变极板距离距离d、正对、正对面积面积S、电介质的相对电介质的相对介电常数介电常数r发生变化，将引起发生变化，将引起电容电容C的变化，从而引起的变化，从而引起电压电压U及板间及板间场强场强E的

12、变化的变化 常用的三个表达式：常用的三个表达式： 由由C 可知可知C随随d、S、r的变化而变化的变化而变化4rrSSkdd由由U 可知，当可知，当Q不变时，不变时，U也随也随d、S、r的的变化而变化变化而变化4rrQkdQdCSS由由E 可知，可知，E随随S、r变化而变化变化而变化 41rrUQkQdCdSS课堂讲义课堂讲义例例 2 如图所示，电路中如图所示，电路中A、B为为两块竖直放置的金属板，两块竖直放置的金属板，C是是一只静电计，开关一只静电计，开关S合上后，静合上后，静电计指针张开一个角度，下述电计指针张开一个角度，下述做法可使静电计指针张角增大做法可使静电计指针张角增大的是的是()

13、A使使A、B两板靠近一些两板靠近一些B使使A、B两板正对面积减小一两板正对面积减小一 些些C断开断开S后，使后，使B板向右平移一板向右平移一 些些D断开断开S后，使后，使A、B正对面积正对面积 减小一些减小一些CD目标定位目标定位预习导学预习导学课堂讲义课堂讲义对点练习对点练习电容器的电容电容器的电容两板间的电压两板间的电压 解析解析 A、B两板与电源两极相连，两板与电源两极相连，U不变，静电计指针张角不变；不变，静电计指针张角不变； Q不变不变 d变大变大 4rSkdC变小变小QCU4rSkdC变小变小QCQ不变不变 U课堂讲义课堂讲义借题发挥借题发挥(1)(1)平行板电容器动态分析的基本平

14、行板电容器动态分析的基本思路：思路： 在判断电容器相关物理量的变化时，在判断电容器相关物理量的变化时，首先要弄清哪些量是不变的，然后根首先要弄清哪些量是不变的，然后根据不变量和相关公式推断其他待分析据不变量和相关公式推断其他待分析量的变化情况量的变化情况 若电容器充电后与电源断开，则带若电容器充电后与电源断开，则带电荷量电荷量Q不变；若电容器始终与电源不变；若电容器始终与电源相连，则电压相连，则电压U不变不变 目标定位目标定位预习导学预习导学课堂讲义课堂讲义对点练习对点练习电容器的电容电容器的电容(2)静电计是测量电势差的仪器静电计是测量电势差的仪器,不能不能用于测直流电路中两点的电压用于测直

15、流电路中两点的电压.静电静电计张角大计张角大,说明极板间电势差大说明极板间电势差大.分析电容器物理量变化常用的公式分析电容器物理量变化常用的公式有：有：C 、C 和和E .4rSkdQUUd例例 2 如图所示，电路中如图所示，电路中A、B为为两块竖直放置的金属板，两块竖直放置的金属板，C是是一只静电计，开关一只静电计，开关S合上后，静合上后，静电计指针张开一个角度，下述电计指针张开一个角度，下述做法可使静电计指针张角增大做法可使静电计指针张角增大的是的是() A使使A、B两板靠近一些两板靠近一些B使使A、B两板正对面积减小一两板正对面积减小一 些些C断开断开S后，使后，使B板向右平移一板向右平

16、移一 些些D断开断开S后，使后，使A、B正对面积正对面积 减小一些减小一些CD对点练习对点练习1.1.关于已充上电的某个平行板关于已充上电的某个平行板电容器电容器,下列说法不正确的是下列说法不正确的是()A两极板上一定带异号电荷两极板上一定带异号电荷B两极板所带的电荷量一定两极板所带的电荷量一定 相等相等C充上的电量越多，其电容充上的电量越多，其电容 就越大就越大D充上的电量越多，两极板充上的电量越多，两极板 间的电势差就越大间的电势差就越大 A目标定位目标定位预习导学预习导学课堂讲义课堂讲义对点练习对点练习电容器的电容电容器的电容电容器充电过程：使两极板分电容器充电过程：使两极板分别带上别带

17、上等量异号等量异号电荷电荷 取决于它的结构，与所带电荷量取决于它的结构，与所带电荷量的多少无关的多少无关 U ，Q越大，越大，U越大越大 QC解析解析对点练习对点练习 2.平行板电容器充电后断开电源，现将其中一块金属板沿远离另平行板电容器充电后断开电源，现将其中一块金属板沿远离另一极板的方向平移一小段距离下图表示此过程中电容器两极板一极板的方向平移一小段距离下图表示此过程中电容器两极板间电场强度间电场强度E随两极板间距离随两极板间距离d的变化关系，正确的是的变化关系，正确的是() 目标定位目标定位预习导学预习导学课堂讲义课堂讲义对点练习对点练习电容器的电容电容器的电容Q不变d变大变大4rUQdCQdkES1rSC对点练习对点练习 3如图所示，平行板电容器与如图所示，平行板电容器与电动势为电动势为E的直流电源的直流电源(内阻不内阻不计计)连接，下极板接地一带电连接，下极板接地一带电油滴位于电容器中的油滴位于电容器中的P点且恰好点且恰好处于平衡状态现将平行板电处于平衡状态现将平