電容器的電容 課件 pt

1、第一課時(shí)第一課時(shí)一.電容器1.電容器的結(jié)構(gòu)兩金屬極板絕緣物質(zhì)(電介質(zhì))在兩個(gè)正對(duì)的平行金屬板中間夾上一層絕緣物質(zhì)(電介質(zhì)),就構(gòu)成了最簡單的電容器 ,叫平行板電容器.兩個(gè)金屬板叫電容器的極板 .強(qiáng)調(diào)：任意兩個(gè)彼此絕緣又相隔很近的導(dǎo)體,都可以看成是一個(gè)電容器.電容器的充電+ + + +-Q+QU把電容器的兩個(gè)極板和電池的正負(fù)極相連 ,兩個(gè)極板就分別帶上了等量的異種電荷,這個(gè)過程叫充電.充電過程中電路中有短暫的充電電流.強(qiáng)調(diào)：一個(gè)極板上所帶電量的絕對(duì)值叫電容器的 電量Q.充了電的電容,兩極板間就有電場,電勢(shì)差U.從電源獲得的電能儲(chǔ)存在電場中,這種能量叫電場能.電容器有儲(chǔ)存電荷和電場能的本領(lǐng).2電容

2、器的充放電+ + + +-Q+QU電容器的放電把充電后的電容器兩極板接通,兩極板上的電荷中和,電容器不再帶電,這個(gè)過程叫放電.并有放電后,兩極板就不再有電場和電勢(shì)差,電場能轉(zhuǎn)化為其它形式的能.思考：圓柱型水杯容器的儲(chǔ)水問題 :hhABC1.水位升高相同高度h，試比較A、B、C的儲(chǔ)水量2 如何反映水杯的儲(chǔ)水本領(lǐng)？hQ深度水量S截面積二.電容+ + + +-Q+QU討論對(duì)同一電容器:帶電量Q大電勢(shì)差U大Q/U不變對(duì)不同電容器:增加相同電量增加相同電勢(shì)差Q/U不變1.電容電容器所帶的電量Q與電容器兩極板間的 電勢(shì)差U的比值,叫做電容器的電容或者電容器增加的電量Q與兩極板間增加的電勢(shì)差U的比值,叫電容

3、器的電容這個(gè)比值就表征了電容器儲(chǔ)存電荷的特性Q/U或Q/U是不同的4.注意C=Q/U是比值定義式C與Q、U無關(guān).C由電容器本身結(jié)構(gòu)性質(zhì)決定, 反映了電容器容納電荷本領(lǐng)。2.公式UQCUQC?或3.單1C/V=1F(法拉)1F=106F=1012pF二.電容+ + + +-Q+QU1.電容電容器所帶的電量Q與電容器兩極板間的 電勢(shì)差U的比值,叫做電容器的電容2.公式UQCUQC?或或3.單1C/V=1F(法拉)1F=106F=1012pF4.注意C=Q/U是比值定義式C與Q、U無關(guān).C由電容器本身結(jié)構(gòu)性質(zhì)決定, 反映了電容器容納電荷本領(lǐng)?！踞槍?duì)練習(xí)1】1.下列說法正確的是A.由公式可知,電容大小

4、和電量成正比和電壓成反比B.電容器的電容大小和電容器兩端電壓,電容器帶電量均無關(guān)C.電容器的帶電量是指電容器每個(gè)極板所帶電量的絕對(duì)值D.某一電容器帶電量越多,它的電容就越大BC一個(gè)電容器，充電后所帶電荷量為Q=410-6C時(shí)，它的兩極板間的電勢(shì)差U=2V，由此可知，該電容器的電容是_F。如果再充進(jìn)410-6C的電荷量，其電容為_F。如果用導(dǎo)線將電容器兩極相連，放電完畢后，其電容為_F。C取決于電容器自身結(jié)構(gòu)， 而與是否帶電及帶電多少無關(guān)。210-6【針對(duì)練習(xí)2】210-6210-6猜想:平行板電容器的電容的大小可能由哪些因素決定呢？三三 平行板電容器的電容平行板電容器的電容間距d正對(duì)面積s電介

5、質(zhì)思考怎樣使電容器所帶的電荷量不變？將電容器充電后與電源斷開由得：當(dāng)Q不變時(shí)，C的變化可由U的變化反映出來，例如： U變大時(shí)，表示C一定減小了。思考 怎樣測電容器兩極板間的電勢(shì)差的大??？它是由驗(yàn)電器改裝而成的，它的金屬球接一導(dǎo)體，金屬外殼接另一導(dǎo)體，從指針的偏角可測出兩導(dǎo)體間的電勢(shì)差。靜電計(jì)：測量電勢(shì)差。間距間距d正對(duì)面積面積s電介質(zhì)增大增大減小減小減小增大S增大減小增大減小增大減小電介質(zhì)插入減小增大拔出增大減小板間電勢(shì)差U 電容C板間距d正對(duì)面積板間充滿某種介質(zhì)時(shí)， C會(huì)變?yōu)榘彘g為真空時(shí)的若干倍，這一倍數(shù)叫這種電介質(zhì)的相對(duì)介電常數(shù)，用r表示。公式：幾種電介質(zhì)的介電常數(shù) r電介質(zhì)空氣石蠟陶瓷玻

6、璃云母介電常數(shù)1.00052.02.1641168理論及實(shí)驗(yàn)表明：理論及實(shí)驗(yàn)表明：平行板電容器兩極板間是真空時(shí)，平行板電容器兩極板間是真空時(shí)，電容C跟正對(duì)面積S成正比，跟兩極板間距離d成反比。公式：注意：一般性研究中，空氣對(duì)電容的影響可忽略QCU?4SCkd?電容定義式?jīng)Q定式（平行板電容器）FEq?電場強(qiáng)度定義式?jīng)Q定式2QEkr?（真空中的點(diǎn)電荷）類比理解普適普適四四 常用電容器常用電容器固定電容器固定電容器可變電容器（一）分類（二）電容器使用時(shí)應(yīng)注意的問題（二）電容器使用時(shí)應(yīng)注意的問題1、電容器的擊穿電壓：加在電容器兩極板上的電壓不能超過某一限度，超過這個(gè)限度，電介質(zhì)將被擊穿，電容器損壞，這

7、個(gè)極限電壓稱為擊穿電壓。2、電容器的額定電壓：電容器正常工作時(shí)的最大電壓額定電壓低于擊穿電壓3、電解電容器電解電容器正負(fù)極不能接反，不能接交流電。指出圖中銘牌的含義指出圖中銘牌的含義【例題【例題1】如圖所示,平行金屬板A、B組成的電容器,充電后與靜電計(jì)相連 .要使靜電計(jì)指針張角變大 ,下列措施中可行的是:A.將A板向上移動(dòng)B.將B板向右移動(dòng)C.將A、B之間充滿電介質(zhì)D.將A板放走部分電荷AB【例題【例題2】對(duì)于給定的電容器，在描述電容量C、帶電量Q、兩板間電勢(shì)差U的相互關(guān)系中，下列圖1 16 中正確的是( )ACE如圖所示，A、B為兩塊豎直放置的平行金屬板， G是靜電計(jì)，電鍵K合上后，靜電計(jì)指

8、針張開一個(gè)角度。下述哪些做法可使指針張角增大？( )A、使A、B兩板靠近些；B、使A、B兩板正對(duì)面積錯(cuò)開些；C、斷開K后，使B板向右平移拉開一些；D、斷開K后，使A、B正對(duì)面錯(cuò)開些。CD【例題【例題3】布置作業(yè)1完成課后習(xí)題2完成自學(xué)叢書三維達(dá)標(biāo)題2 2、有一正充電的平行板電容器，若使它的、有一正充電的平行板電容器，若使它的電荷量減少 310-4-4C，其電壓降為原來的三分之一，則電容器原來的帶電量可能是4.510-4C3、連接在電池兩極上的平行板電容器，當(dāng)兩極板間的距離減小時(shí)當(dāng)兩極板間的距離減小時(shí)A.電容器的電容C變大B.電容器極板的帶電量Q變大C.C.電容器兩極間的電勢(shì)差電容器兩極間的電勢(shì)

9、差U U變大變大D.電容器兩極板間的電場強(qiáng)度E變大ABD（二）電容器使用時(shí)應(yīng)注意的問題（二）電容器使用時(shí)應(yīng)注意的問題1、電容器的擊穿電壓：加在電容器兩極板上的電壓不能超過某一限度，超過這個(gè)限度，電介質(zhì)將被擊穿，電容器損壞，這個(gè)極限電壓稱為擊穿電壓。2、電容器的額定電壓：電容器正常工作時(shí)的最大電壓額定電壓低于擊穿電壓3、電解電容器電解電容器正負(fù)極不能接反，不能接交流電。3.一平行板電容器的兩個(gè)極板分別與一電源的正負(fù)極相連,在保持開關(guān)閉合的情況下 ,將電容器兩極板間的距離增大,則電容器的電容C,電容器所帶電量Q和極板間的電場強(qiáng)度E的變化情況是A.C,Q,E都逐漸增大B. C,Q,E都逐漸減小C.C

10、,Q逐漸減小,E不變D. C,E逐漸減小,Q不變AB在上題中,待電容器充電后將開關(guān)斷開 ,再將電容器兩極板間距離逐漸增大 ,則電容器的電容C,極板間的電壓U和極板間的電場強(qiáng)度 E的變化情況是A.C變小,U變大,E不變B. C變小,U,E均變大C.C變大,U變小,E不變D. C變小,U不變,E變小4.一平行板電容器充電后與電源斷開 ,負(fù)極板接地,在兩極板間有一正電荷 (電量很小)固定在P點(diǎn).如圖所示,用E表示兩極板間場強(qiáng) ,U表示電容器的電壓 ,表示正電荷在P點(diǎn)的電勢(shì)能,若保持負(fù)極板不動(dòng) ,將正極板移到圖中虛線所示的位置,則A.U變小,E不變B.E變大,不變C.U變小,不變D.U不變,不變(1)

11、電容器充電后保持和電源連接U不變C減小d增大E=U/d減小Q=UC減小C增大Q=UC增大s增大E=U/d不變(2)電容器充電后斷開和電源連接Q不變d增大C減小U=Q/C增大E=U/ds增大C增大U=Q/C減小E=U/d兩類常見問題(判斷C、U、Q、E的變化）不變減小skQdUE?4skQdUE?4skQdkdsQCdQdUE?44【例題【例題2】平行板電容器保持與直流電源兩極連接，充電平衡后，兩極板間的電壓為U，電荷量為Q，兩極板間場強(qiáng)為E，電容為C,現(xiàn)將兩極板間距離減小，則引起變化的情況是( )A.Q變大B.C變大C.E不變D.U變小討論:上題中,如果電容器充電平衡后與電源斷開，將兩板間距離

12、減小，則引起變化情況是( )A.Q變大B.C變大C.E不變D.U變小ABBCD例例2平行板電容器下板接地，兩板與電源相連，b為正中央的點(diǎn)，將不帶電的厚金屬板插入兩板正中間的如圖所示位置后， a、b、c三點(diǎn)場強(qiáng)及電勢(shì)變化情況為： ( )A、E= E 且均增大，E減為零；B、U U U ，且三點(diǎn)電勢(shì)均減?。籆、E= E 且不變，E減為零；D、U U U ，且U減小， U 不變，U 增大。AD如圖所示，在平行板電容器正中有一個(gè)帶電微粒。K閉合時(shí)，該微粒恰好能保持靜止。在保持K閉合；充電后將K斷開；兩種情況下，各用什么方法能使該帶電微粒向上運(yùn)動(dòng)打到上極板？A.上移上極板MB.上移下極板NC.左移上極板

13、MD.把下極板N接地KMN答案：選B，選C。例3傳感器是把非電學(xué)里（如速度、溫度、壓力等）的變化轉(zhuǎn)換成電學(xué)里變化的一種測定液面高度的電容式傳感器的示意圖，金屬芯線與導(dǎo)電液體形成一個(gè)電容器，從電容C大小的變化就能反映液面的升降情況，兩者的關(guān)系是（）AC增大表示h增大BC增大表示h減小CC減小表示h減小DC減小表示h增大導(dǎo)電液體金屬芯線電介質(zhì)AC 例4間距間距d正對(duì)正對(duì)面積s電介質(zhì)電容C隨兩板間距離的增大而減小，減小而增大；電容C隨正對(duì)面積的增大而增大，減小而減??；電容C隨電介質(zhì)的介電常數(shù)的增大而增大，減小而減小。常用電容器，從構(gòu)造上看，可以分為哪些類型？常用的固定電容器有哪些？電解電容器與其他常

14、用電容器相比有什么顯著特征？圖1342的電容器上標(biāo)的“0.002F，400V”指的是什么？電容器固定電容器可變電容器聚苯乙烯電容器電解電容器紙質(zhì)電容器陶瓷電容器+-常用電容器常用電容器（正負(fù)極不能反接）電容器的最大耐壓值擊穿電壓：額定電壓： 電容器長期工作所能承受的最大電壓額定電壓低于擊穿電壓例2.有一個(gè)充電的平行板電容器 ,兩極板間的電壓為3v，為使它的電荷量減少310-4C,于是電容器兩極板間的電壓降為原來的 1/3，則此時(shí)電容的電容為多少FF?電容器原來的帶電量為多少C?若兩極板的電荷全部放掉,電容器的電容是多少?444123 10(1)21503321.5 1034.5 10150QU

15、UUVFFUQCUCCF?解析：由，可知C=電容器的電容是由電容器本身決定的，仍為電容器放電過程中電容器放電過程中電流隨時(shí)間變化的圖像電流隨時(shí)間變化的圖像1、在圖中畫一個(gè)狹長矩形，它的面積的物理意義是什么？電荷量2、怎樣根據(jù)圖像計(jì)算電容器在全部放電過程中釋放的電荷量？圖像與坐標(biāo)軸間的面積40格Q=3.210-3C 3、根據(jù)以上數(shù)據(jù)估算出的電容是多少？C=410-4F電容器電容CQ/U=U/Q，C不由Q、U決定電容CS /4kd,C由、S、d電容器自身因素決定電容：描述電容器容納電荷的本領(lǐng)單位：法拉符號(hào)：F 1F1C/V 1F106F 1012pF電容器：任何兩個(gè)彼此絕緣又相隔很近的導(dǎo)體，組成一

16、個(gè)電容器電容器電容器分類：固定電容器和可變電容器充電：電源能量電場能放電：電場能其他形式能電容器所帶電荷量：每一極板所帶電荷量的絕對(duì)值1.電容：表示電容器容納電荷本領(lǐng)的物理量。定義式kdSC?4?3.常見電容器：紙質(zhì)電容器、電解電容器、可變電容器、平行板電容器。電解電容器連接時(shí)應(yīng)注意其“+”、“-” 極。平行板電容器2.平行板電容器的電容：4.電容器的充電和放電一、電容、電容器思考題： 平行板電容器充電后，繼續(xù)保持電容器的兩極板與電源相連，在這種情況下，如增大兩板間距d,則板間電勢(shì)差U、電容器所帶電量Q，板間場強(qiáng)E各如何改變？平行板電容器充電后，切斷與電源的連接。在這種情況下，如增大d，則U、Q、E各如何改變？電容器與電源相連，電容器兩板間電勢(shì)差 U不變。充電后