福建省高中物理第一輪總復(fù)習(xí)電容器與電容魯科版新課標(biāo)PPT課件

1、第1頁/共26頁 1電容器 (1)基本結(jié)構(gòu)：由兩塊彼此絕緣，互相靠近的導(dǎo)體組成. (2)帶電特點(diǎn)：兩板電荷等量異號(hào)，分布在兩板的內(nèi)側(cè)一個(gè)極板所帶電量的絕對(duì)值叫做電容器的電量 (3)工作狀態(tài)：充電和放電.充電是使電容器帶電的過程，放電是使充電后的電容器失去電荷的過程充電時(shí)I充減小、Q增大、E增大、U增大、電源電能轉(zhuǎn)化為電場(chǎng)能；放電時(shí)I放增大、Q減小、U減小、E減小，電場(chǎng)能轉(zhuǎn)化其他形式能第2頁/共26頁 4 56. UEd板間電場(chǎng)：不考慮邊緣效應(yīng)，板間形成電場(chǎng)，場(chǎng)強(qiáng)大小，方向擊穿電壓：也叫耐壓值，指它所能承受的最大電壓；接交流時(shí)，交流電的不能超過其擊穿電壓，擊穿電壓大于電容器的勻強(qiáng)垂直板面，從正極

2、板指向負(fù)極板最大值額定電壓 常見電容器的分類與構(gòu)造第3頁/共26頁 6122,1F1234FpF.( F10104).QQUUSkCdC定義式： 單位： 平行板電容器的電容的決定式： 電容器的電容由其本身的性質(zhì)決定 導(dǎo)體大小、形狀、相對(duì)位置及電介法拉 電質(zhì) ，與電容表示電容器容納容器電荷量、電勢(shì)電荷本領(lǐng)的物理差無關(guān)量第4頁/共26頁 問問題題：怎怎樣樣分分析析電電容容器器的的動(dòng)動(dòng)態(tài)態(tài)變變化化？一一、平平行行板板電電容容器器的的動(dòng)動(dòng)態(tài)態(tài)分分析析 12 43QUUQCSkdCCQUQU先分清是 與 中的哪個(gè)量恒定不變： 一直與電源連接時(shí)不變，充電后與電源斷開時(shí) 不變用 解決定式 判斷電容 的變化由

3、定義式 判斷 與 中發(fā)生變化的答：量的變化第5頁/共26頁(4)動(dòng)態(tài)分析如下表 第6頁/共26頁第7頁/共26頁 問題：怎樣求平行板電容器中電荷在某點(diǎn)問題：怎樣求平行板電容器中電荷在某點(diǎn)的電勢(shì)和電勢(shì)能？的電勢(shì)和電勢(shì)能？ 解答：選定某一極板為零電勢(shì)，用Ed計(jì)算電場(chǎng)中某點(diǎn)的電勢(shì)及判斷其變化，其中d為該點(diǎn)到零電勢(shì)極板的垂直距離，當(dāng)該點(diǎn)垂直指向零電勢(shì)極板的方向與電場(chǎng)方向相同時(shí)取“”，反之取“” 由Epq，進(jìn)一步判斷電荷q在電場(chǎng)中該點(diǎn)的電勢(shì)能Ep的變化，此時(shí)要注意Ep、q和都有正負(fù)之分第8頁/共26頁 例例1：如圖641所示，C為中間插有電介質(zhì)的電容器，a和b為其兩極板；a板接地；P和Q為兩豎直放置的平

4、行金屬板，在兩板間用絕緣線懸掛一帶電小球；P板與b板用導(dǎo)線相連，Q板接地開始時(shí)懸線靜止在豎直方向，在b板帶電后，懸線偏轉(zhuǎn)了角度.在以下方法中，能使懸線的偏角變大的是()第9頁/共26頁A縮小a、b間的距離B加大a、b間的距離C取出a、b兩極板間的電介質(zhì)D換一塊形狀大小相同、介電常數(shù)更大的電介質(zhì)第10頁/共26頁 解析：設(shè)PQ兩金屬板構(gòu)成的電容器為C1，帶電量為q1，電容C的帶電量為q. b、P兩板導(dǎo)線相連，電勢(shì)相等，a、Q兩板都接地，電勢(shì)為零，可見C1與C兩電容器的電勢(shì)差相等，由電荷守恒定律知兩個(gè)電容器帶的總電荷量不變，設(shè)為Q，則：q1qQ.第11頁/共26頁14()SPQCkdUCUQCC

5、要使懸線的偏角 增大，小球所受的電場(chǎng)力要增大，即要求 、 兩板間場(chǎng)強(qiáng)增大，電勢(shì)差增大，根據(jù) 及以上分析，只有 減小才能達(dá)到上述目的，根據(jù) ，介電常數(shù)減小 取出電介質(zhì)，正對(duì)面積減小，極板距離增大都能使電容減小答案：BC第12頁/共26頁 雖然表面上這是一道電容器動(dòng)態(tài)分析的題目，但是要抓住質(zhì)點(diǎn)的受力情況，對(duì)其進(jìn)行準(zhǔn)點(diǎn)評(píng)確的受力分析，用有關(guān)平衡條件分析可能的情形當(dāng)作一道普通的力學(xué)平衡問題來處理： 4QSUCkdUCEd對(duì)電容器動(dòng)態(tài)平衡的問題首先應(yīng)分清楚是哪類情況，其次根據(jù)三個(gè)關(guān)系式 、 、判斷哪些量是恒量，再代入公式，從而確定 正 警示：確的選項(xiàng)第13頁/共26頁二、電容式傳感器二、電容式傳感器 問

6、題：電容式傳感器的原理是怎樣的？問題：電容式傳感器的原理是怎樣的？ 解答：電容器的電容C決定于極板正對(duì)面積S，極板間距離d以及極板間的介質(zhì)這幾個(gè)因素，如果某一物理量(如角度、位移x、深度h)的變化能引起電容的變化，那么，通過測(cè)定電容器的電容就可以確定上述物理量的變化，這一種用途的電容器稱為電容式傳感器第14頁/共26頁 642 a ()642 bcd+()bQQtQabEvtt a2 圖 是某同學(xué)設(shè)計(jì)的電容式速度傳感器原理圖，其中上板為固定極板， 下板為待測(cè)物體，在兩極板間電壓恒定的條件下，極板上所帶電量將隨待測(cè)物體的上下運(yùn)動(dòng)而變化，若隨時(shí)間 的變化關(guān)系為 、 為大于零的常數(shù) ，其圖象如圖 所

7、示，那么圖、中反映極板間場(chǎng)強(qiáng)大小 和物體速率 隨 變化的圖線可能是：例A和 B和C和 D和第15頁/共26頁第16頁/共26頁 1 c()()+.+QCUQtbbt at aCQtEQEQQCUCCSdtavtd 因?yàn)閮蓸O板間電壓恒定，由 和極板上所帶電量隨時(shí)間 的變化關(guān)系可知電容 隨時(shí)間變化關(guān)系類似電量 隨時(shí)間 的變化關(guān)系，而帶電平行板之間的電場(chǎng)強(qiáng)度 與帶電量 成正比， 所以圖中反映極板間電場(chǎng)強(qiáng)度大小 的圖象可能是；由 和 可知，又不變 ，則 ；因此物體速率 隨時(shí)間 變化的圖象析：可能是解答案：C第17頁/共26頁 點(diǎn)評(píng)：傳感器是理論聯(lián)系實(shí)際的問題，解答時(shí)要明確傳感器的結(jié)構(gòu)和原理，再結(jié)合電容

8、器的相關(guān)規(guī)律解題 警示：電容器的電容是用比值法定義的，本章學(xué)過的用比值法定義的物理量還有：電場(chǎng)強(qiáng)度、電勢(shì)差，以前學(xué)過的有：速度、加速度、壓強(qiáng)、密度等等第18頁/共26頁 1.(多選多選)如圖643所示，平行板電容器兩極板A、B接于電源兩極，一帶正電小球懸掛在電容器內(nèi)部，閉合開關(guān)S，電容器充電，這時(shí)小球偏離豎直方向的夾角為，則( )第19頁/共26頁 A保持開關(guān)S閉合，若帶正電A板向B板靠近，則增大 B保持開關(guān)S閉合，若帶正電A板向B板靠近，則不變 C開關(guān)S斷開，若帶正電的A板向B板靠近，則增大 D開關(guān)S斷開，若帶正電的A板向B扳靠近，則不變 答案：AD第20頁/共26頁 2.(單選單選)如圖6

9、44所示，平行板電容器與電動(dòng)勢(shì)為E的直流電源(內(nèi)阻不計(jì))連接，下極板接地一帶電油滴位于容器中的P點(diǎn)且恰好處于平衡狀態(tài)現(xiàn)將平行板電容器的上極板豎直向上移動(dòng)一小段距離，則( )A帶點(diǎn)油滴將沿豎直方向向上運(yùn)動(dòng)BP點(diǎn)的電勢(shì)將降低C帶電油滴的電勢(shì)能將減少D若電容器的電容減小，則極板帶電量將增大第21頁/共26頁 A BCUEPdEUEdUPPPUCQCUd電容器兩端電壓不變，由公式 ，場(chǎng)強(qiáng)變小，電場(chǎng)力變小，帶電油滴將沿豎直方向向下運(yùn)動(dòng)，； 到下極板距離 不變，而場(chǎng)強(qiáng) 減小， 由公式 知 與負(fù)極板的電勢(shì)差變小，又因?yàn)橄聵O板電勢(shì)不變，所以 點(diǎn)的電勢(shì)變小，；由于電場(chǎng)力向上，而電場(chǎng)方向向下，可以推斷油滴帶負(fù)電，

10、又 點(diǎn)的電勢(shì)降低，所以油滴的電勢(shì)能增大，；圖中電容器解析：錯(cuò)兩端電壓不變，電容 減小時(shí)由公式 對(duì)錯(cuò)，D帶電量減小， 錯(cuò)答案：B第22頁/共26頁 3.(多選多選)(2010南通三模南通三模)如圖645所示，相距為d的兩平行金屬板的電容為C，帶電量為Q.有一長(zhǎng)為L(zhǎng)的絕緣輕桿，兩端各固定電荷量分別為q和q的小球，不計(jì)兩球的重力和兩球間的庫侖力現(xiàn)先將桿從平行于極板的位置緩慢移動(dòng)到垂直于極板的位置，再?gòu)奈恢镁徛苿?dòng)到無窮遠(yuǎn)處則( ) 第23頁/共26頁 A B C DqQLdCqQLdC從位置移到位置的過程中，兩球電勢(shì)能之和減小從位置移到位置的過程中，電場(chǎng)力做功為零從位置移到無窮遠(yuǎn)處的過程中，兩球的電勢(shì)能之和不變從位置移到無窮遠(yuǎn)處的過程中，克服電場(chǎng)力做功第24頁/共26頁11221212(0)(0)(2)qQLqqqqWqqWqWWQLdCdCqQLqQLdCdCqQLdCqqQLdC位