了解电容器课件 新人教版选修3-1

1、第七节第七节 了解电容器了解电容器电容器电容器是一种常用的电学元件是一种常用的电学元件, ,它可以用来储存电荷。它可以用来储存电荷。 电容器在电工、电子技术中有着广泛的应用。电容器在电工、电子技术中有着广泛的应用。洗衣机内的马洗衣机内的马达工作时一定达工作时一定用与电容器相用与电容器相连接连接电视机内的电电视机内的电路板上有大量路板上有大量的各种电容器的各种电容器功放、音箱中功放、音箱中要有电容器要有电容器VCDVCD机机中用到中用到各种电各种电容器容器计算机各部计算机各部分设备中都分设备中都有电容器有电容器1 1、构造：、构造：由由两个互相靠近、彼此绝缘的导体组成，两个互相靠近、彼此绝缘的导

2、体组成， 导体之间可以填充绝缘物质。导体之间可以填充绝缘物质。 一、一、 电容器电容器3 3、充放电、充放电：ab充电：充电：当电容器的两个极板与电源的两极相当电容器的两个极板与电源的两极相 连时，电路中有电流通过，使电容器连时，电路中有电流通过，使电容器 两极板分别带上等量异种电荷。两极板分别带上等量异种电荷。 电能电能电场能电场能放电：放电：当用导线把已经充电的电容器两极板当用导线把已经充电的电容器两极板 连接起来时，导线中有电流通过，最连接起来时，导线中有电流通过，最 后两极板上电荷中和。后两极板上电荷中和。 电场能电场能其它形式的能其它形式的能4 4、带电量：、带电量：是指一个极板所带

3、电量的绝对值是指一个极板所带电量的绝对值2 2、作用：、作用：存储电荷存储电荷问题问题1 1：上图充电过程中电流方向是怎样的？上图充电过程中电流方向是怎样的？ABU问题问题2 2：上图充电过程上图充电过程到什么时候不再充电？到什么时候不再充电？问题问题3 3：上图充电过程结束后，怎样可使电容器继续上图充电过程结束后，怎样可使电容器继续 充电？充电？实验表明：实验表明：对于同一电容，它所带的电荷量对于同一电容，它所带的电荷量QQ与两板与两板 间的电势差间的电势差U U成正比，且成正比，且QQ与与U U的比值是一个常量。的比值是一个常量。 不同的电容器不同的电容器QQ与与U U比值不同，这个比值越

4、大，说比值不同，这个比值越大，说明明 电容器容纳电荷的本领越强，所以电容器容纳电荷的本领越强，所以物理学中用物理学中用QQ与与U U 的比值来表示电容器容纳电荷的能力。的比值来表示电容器容纳电荷的能力。AB十 十 十 十 十 十 十 一一 一一 一一 一一 一一 一一 一一 +Q-QU 二、二、 电电 容容1 1、定义：、定义：电容器所带的电荷量电容器所带的电荷量QQ与电容器两极板间的电与电容器两极板间的电 势势U U的比值，叫做电容器的电容的比值，叫做电容器的电容C.C.数值上等于使两数值上等于使两 板间的电势差为板间的电势差为1V时，电容器所需要带的电荷量。时，电容器所需要带的电荷量。UQ

5、C 注意：电容注意：电容C C与与QQ、U U无关，由电容器本身决无关，由电容器本身决定。定。3 3、定义式：、定义式：4 4、单位：、单位：法拉，简称法，符号是法拉，简称法，符号是F F。1F1F10106 6 F F10101212pF pF 2 2、物理意义、物理意义: :是表示电容器容纳电荷本领的物理量是表示电容器容纳电荷本领的物理量. .5 5、电容是标量、电容是标量 三、平行板电容器的电容：三、平行板电容器的电容： 平行板电容器的电容跟介电常数平行板电容器的电容跟介电常数 成正比，跟正成正比，跟正对面积对面积S S成正比，跟极板间的距离成正比，跟极板间的距离d d成反比成反比公式表

6、示为：公式表示为：kdSC4 是是电介质的介电常数，电介质的介电常数，k k是静电力常量；是静电力常量；空气的介电常数最小。空气的介电常数最小。 实验探究：实验探究：影响影响 平行板电容器平行板电容器 的电容的因素的电容的因素结论：结论：在保持电容器电量不变的情况下：在保持电容器电量不变的情况下：（1）d增大，增大，U增大，增大，C减小减小（2）S减小，减小，U增大，增大，C减小减小（3）增大，增大，U减小，减小，C增大增大理论和实验表明：理论和实验表明：平行板电容器的电容平行板电容器的电容C跟介电跟介电 常数常数成成正比，跟正对面积正比，跟正对面积S成正比，跟极板间的距离成正比，跟极板间的距

7、离d成反比。成反比。1 1、分类：、分类：分为固定电容器和可变电容器两类分为固定电容器和可变电容器两类. .聚丙烯电容器聚丙烯电容器固定电容器符固定电容器符号号 四、常用电容器：四、常用电容器：固定电容器：固定电容器：电容是固定不变的，常用的是以云母、陶电容是固定不变的，常用的是以云母、陶 瓷、聚苯乙烯等为电介质的电容器和电解电容器瓷、聚苯乙烯等为电介质的电容器和电解电容器电解电容器电解电容器电解电容器两接线电极有正负电解电容器两接线电极有正负之分，使用时极性不能接错之分，使用时极性不能接错电解电容器符号电解电容器符号可变电容器：可变电容器：电容是可以改变的，一般是以改变正对面电容是可以改变的

8、，一般是以改变正对面 积来改变电容的积来改变电容的可变电容器可变电容器可变电容器符号可变电容器符号2 2、电容器上的标称值：、电容器上的标称值：电容器上一般都标有电容器电容器上一般都标有电容器的的 电容和额定电压值电容和额定电压值击穿电压：击穿电压：加在电容器上的电压若超过某一限度，电介加在电容器上的电压若超过某一限度，电介 质将被击穿，这个极限电压称为击穿电压质将被击穿，这个极限电压称为击穿电压额定电压：额定电压：是指电容器长期工作时所能承受的电压，是指电容器长期工作时所能承受的电压， 它比击穿电压要低，电容器上的标称电压它比击穿电压要低，电容器上的标称电压 是额定电压，电容器在不高于额定电

9、压下是额定电压，电容器在不高于额定电压下 工作都是安全、可靠的，不要误认为电容工作都是安全、可靠的，不要误认为电容 器只有在额定电压下工作才是正常的器只有在额定电压下工作才是正常的 1 1、某电容、某电容C=20PF=_FC=20PF=_F210-11巩固练习巩固练习2、两个电容器电量之比为、两个电容器电量之比为2：1，电压之比为电压之比为1：2， 则它们的电容则它们的电容之比之比 为为_。4:13 3对于一个确定的电容器的电容正确的理对于一个确定的电容器的电容正确的理解是解是 A A、电容与带电量成、电容与带电量成正正比比 B B、电容与电势差成反、电容与电势差成反比比 C C、电容器带电量

10、越大时，电容越大。、电容器带电量越大时，电容越大。DD、对确定的电容器，每板带电量增加，两、对确定的电容器，每板带电量增加，两板间电势差必增加板间电势差必增加D4 4用两节相同的电池给两个电容器用两节相同的电池给两个电容器C C1 1和和C C2 2充电，已知充电，已知C C1 1C C2 2，当达到稳定状态时，当达到稳定状态时，两电容器的电势差分别为两电容器的电势差分别为U U1 1和和U U2 2，则，则 A AU U1 1U U2 2 B BU U1 1=U=U2 2C CU U1 1U U2 2DD无法确定无法确定U U1 1与与U U2 2的大小关系的大小关系B5 5对于给定的电容器

11、，在描述电容对于给定的电容器，在描述电容C C、带电量带电量QQ、两板间电势差、两板间电势差U U的相互关系中，的相互关系中，下列图下列图1 11616中正确的是中正确的是( )( )ACE6如图如图1 11515所示，保持平行板电容器始终与所示，保持平行板电容器始终与电源相连，将两极板间距增大一些，则下列各电源相连，将两极板间距增大一些，则下列各物理量如何变化：电容器的电容物理量如何变化：电容器的电容_；两板；两板间电势差间电势差_；电容器的带电量；电容器的带电量_；两；两板间的场强板间的场强_7如上述电容器，充电后断开如上述电容器，充电后断开S S，再将两板间，再将两板间距增大一些，则下列

12、各物理量如何变化：电容距增大一些，则下列各物理量如何变化：电容器的电容器的电容_；两板间电势差；两板间电势差_；电；电容器的带电量容器的带电量_；两板间的场强；两板间的场强_减小减小不变不变减小减小减小减小减小减小增大增大不变不变不变不变三、平行板电容器的动态分析三、平行板电容器的动态分析“两种基本情况；三个物理依据两种基本情况；三个物理依据”（一）、平行板电容器充电后，继续保持电（一）、平行板电容器充电后，继续保持电容器的两极板容器的两极板与电源相连接与电源相连接。在这种情况下。在这种情况下: :1 1、如果增大两极板间的距离、如果增大两极板间的距离d d，那么，那么， 两极板间的电势差两极

13、板间的电势差U U，电容器所带的电量，电容器所带的电量Q Q，两极板间的场强两极板间的场强E E各如何变化？各如何变化？2 2、如果增大两极板间的正对面积、如果增大两极板间的正对面积S S，那么，那么， 两极板间的电势差两极板间的电势差U U，电容器所带的电量，电容器所带的电量Q Q，两极板间的场强两极板间的场强E E各如何变化？各如何变化？S定定,d4SCkdCQ=C UQE=U/dEd定定,S4SCkdCQ=C UQE=U/dE E不变不变电容器始终与电源连接电容器始终与电源连接，U U保持不变。保持不变。分析要点 1 1、若、若 插入介质插入介质， C C将将 ，Q Q将将 ，E E将将

14、 。 2 2、若插入一定厚度的导体板，相当于、若插入一定厚度的导体板，相当于d d ，C C将将 ，Q Q将将 ，E E将将 。增大增大增大增大保持不变保持不变增大增大增大增大增大增大讨论：讨论：2 2、平行板电容器两板间电压恒定，带电的、平行板电容器两板间电压恒定，带电的油滴在两板间静止，如图所示，若将板间的油滴在两板间静止，如图所示，若将板间的距离增大一些，则油滴的运动将（）距离增大一些，则油滴的运动将（）向上运动；向上运动；向下运动；向下运动；向左运动；向左运动；向右运动。向右运动。B（二）、（二）、 平行板电容器充电后，平行板电容器充电后，切断与电源切断与电源的连接的连接，在这种情况下

15、，在这种情况下: :1 1、如果增大两极板间的距离、如果增大两极板间的距离d d，那么，两极，那么，两极板间的电势差板间的电势差U U，电容器所带的电量，电容器所带的电量Q Q，两极，两极板间的场强板间的场强E E各如何变化？各如何变化？2 2、如果增大两极板间的正对面积、如果增大两极板间的正对面积S S，那么，那么，两极板间的电势差两极板间的电势差U U，电容器所带的电量，电容器所带的电量Q Q，两极板间的场强两极板间的场强E E各如何变化？各如何变化？分析要点电容器充电后与电源断开电容器充电后与电源断开，Q Q保持不变。保持不变。S定定,d4SCkdCU=Q/CUE=E=s sE E不变不

16、变d d定定,S,S4SCkdCU=Q/CUE=U/dE 如图所示、把一个平行板电容如图所示、把一个平行板电容器与一个静电计相连后，给电容器带上一定器与一个静电计相连后，给电容器带上一定电荷量，静电计指针的偏转指示出的电容器电荷量，静电计指针的偏转指示出的电容器两板间的电势差，现保持极板不动，而要两板间的电势差，现保持极板不动，而要使静电计指针的偏角增大，可采用的办法是使静电计指针的偏角增大，可采用的办法是（）、板向右移一些；、板向右移一些；、板向左移一些；、板向左移一些；、板向上移一些；、板向上移一些；、在、在M M板间插入电介质；板间插入电介质；B C课堂练兵课堂练兵 两块大小、形状完全相

17、同的金属平两块大小、形状完全相同的金属平板平行放置，构成一平行板电容器，与它相连的板平行放置，构成一平行板电容器，与它相连的电路如图所示，接通开关电路如图所示，接通开关S S，电源即给电容器充电，电源即给电容器充电（ ）A A 保持保持S S接通，减小两极板间的距离，接通，减小两极板间的距离， 则两极板间电场的电场强度减小；则两极板间电场的电场强度减小；B B 保持保持S S接通，在两极间插入一块电接通，在两极间插入一块电 介质，则极板上的电荷量增大；介质，则极板上的电荷量增大；C C 断开断开S S，减小两极板间的，减小两极板间的 距离距离, ,则两极板间的电势差减小；则两极板间的电势差减小

18、；D D断开断开S S，在两极间插入一块电介质，在两极间插入一块电介质， 则两极板间的电势差增大。则两极板间的电势差增大。B CRS挑战高考挑战高考1 1、如图所示，电源两端电压恒定为，则接、如图所示，电源两端电压恒定为，则接通的瞬间，通过的电流方向是从通的瞬间，通过的电流方向是从_到到_；平行板电容器充电稳定后，增加；平行板电容器充电稳定后，增加两板距离的过程，通过的电流方向是从两板距离的过程，通过的电流方向是从_到到_；如果充电平衡后，先断；如果充电平衡后，先断开，再将电容器的两极板间距离增大，电开，再将电容器的两极板间距离增大，电阻阻_电流通过（填有或无）电流通过（填有或无） 。ABBA无综合应用综合应用