【課件】電容器和電容 課件 -2022-2023學(xué)年高二上學(xué)期物理人教版選修3-1

1、 第8節(jié) 電容器與電容 （第1課時(shí)）攝影光線(xiàn)不足時(shí)，要用閃光燈，閃光燈中的能量來(lái)自電容器！下圖是一種帶有內(nèi)置閃光燈的照相機(jī)，相機(jī)內(nèi)就裝有容量很大的電容器. 電容器 電容器 問(wèn)題與思考 什么是電容器呢？ 一、電容器2、作用： 容納電荷和儲(chǔ)存電能。 + + + + + + + + + + + + - - - - - - - - - - -極板電介質(zhì)1電容器：兩個(gè)既靠近又彼此絕緣的導(dǎo)體組成的器件。這兩個(gè)導(dǎo)體稱(chēng)為電容器的電極。兩平行金屬板間夾一層絕緣物質(zhì)能否構(gòu)成一個(gè)電容器? 思考：相鄰的兩個(gè)同學(xué)能否構(gòu)成電容器？ 能 能（2）充電過(guò)程中，Q增加, U增加, E增加, 電勢(shì)能增加,電路中有短暫的充電電流；

2、 （3）充電結(jié)束時(shí)兩極板帶等量異種電荷. 從電源獲得的電能儲(chǔ)存在電場(chǎng)中，稱(chēng)為 電勢(shì)能或電場(chǎng)能。兩板間有了勻強(qiáng)電場(chǎng)。 3、電容器的充電 （1）使電容器極板帶電的過(guò)程叫充電， 注意：充電電流方向從電源正極流向 電容器的正極板。 4、電容器的放電 （1）使電容器兩板所帶的異號(hào)電荷發(fā)生中 和抵消的過(guò)程叫放電。 注意：放電電流方向從電容器的 正極板流向負(fù)極板。, （3）放電結(jié)束時(shí)兩極板不帶電。（2）放電過(guò)程中，Q減少, U減少, E減少, 電勢(shì)能減少,電路中有短暫的充電電流； 問(wèn)題與思考 電容器儲(chǔ)存電荷的本領(lǐng)如何表示呢？ 電容器帶電與水桶盛水類(lèi)比： h=1cmh=2cmV與h成正比V/h是定值水桶截面積

3、S與V 、 h無(wú)關(guān) 對(duì)于同一圓柱形容器，水的體積與水的深度的比值相同，都等于容器的底面積。當(dāng)水的深度相同時(shí)，底面積越大的圓柱形容器，裝的水越多。 電容器帶電的特點(diǎn)： 對(duì)于同一電容器,帶電量Q增加到原來(lái)的幾倍，電容器兩極間的電壓U也增加到原來(lái)的幾倍。但帶電量Q與兩極間的電壓U的比值保持不變. QQ Q=0.01C，U=100V Q=0.02C，U=200V Q=0.03C，U=300V U與Q成正比Q/U是定值 二.電容（類(lèi)似于容器的橫截面積）1、定義：電容器所帶電量Q與電容器兩板間電壓U的比值。符號(hào)C。2、定義式:3、意義：兩板間電壓相同時(shí)，電容越大 的電容器帶的電量越多。 Q是一個(gè)極板所帶電

4、量的絕對(duì)值。 電容C由電容器本身的結(jié)構(gòu)決定, 與Q、U無(wú)關(guān)，同一電容器的電容是定值。公式中各量要用國(guó)際單位。 電容在數(shù)值上等于兩極板間的電勢(shì) 差增加1V時(shí)，所需要的電荷量。 對(duì)電容的理解： 國(guó)際單位：法拉：法（F）,1F=1C / V 常用單位：微法（F);皮法（pF) 1F=106F=1012pF5、電容的單位：注意：電容器兩板間的電勢(shì)差可用靜電計(jì)測(cè)量，靜電計(jì)張角越大，表示兩板間的電勢(shì)差越大。 電容器的QU圖象U/VQ/CUQ1C1C2Q2C=Q/U 1、某電容器的電容C= 2.0104PF ，如果電容器兩極板電壓增加了10V，則電容器的帶電量變化了多少？課堂訓(xùn)練2、下列說(shuō)法正確的是（ ）A

5、電容器的極板上帶電量越大，這只電容器 的電容就越大B電容器的極板間電壓越大，這只電容器的 電容就越大C如果電容器兩極板上沒(méi)有帶電，它的電容 為零D對(duì)某一個(gè)電容器來(lái)說(shuō)，兩板間的電勢(shì)差 隨所帶電量的增加而增加D3（多選）當(dāng)某一電容器的電壓是40V時(shí)，它所帶電量是0.2C，若它的電壓降 到20V時(shí)，則（ ） A電容器的電容減少一半 B電容器的電容不變 C電容器的帶電量減少一半 D電容器帶電量不變BC 4（多選）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，下列圖中正確的是( )ACE第8節(jié) 電容器和電容 （第2課時(shí)）+ + + + + + + + + + + + - -

6、 - - - - - - - - -極板電介質(zhì) 1組成：由兩塊靠近又互相絕緣 的平行金屬板組成。 一、平行板電容器2、帶電特點(diǎn)：兩板帶上等量異種電荷。注：帶電平行板電容器帶電后，板間存在 勻強(qiáng)電場(chǎng)。 探 究平行板電容器的電容與哪些因素有關(guān)？二、平行板電容器電容的決定式。 S：正對(duì)面積 d：板間距離 ：電介質(zhì)的介電常數(shù)。2、在板間插入絕緣板,介電常數(shù)會(huì)增大。1、空氣的介電常數(shù)是1,其他介質(zhì)的 介電常數(shù)都大于1. 幾種常用介質(zhì)的相對(duì)介電常數(shù)：見(jiàn)課本3、 在板間插入導(dǎo)體板，相當(dāng)于 板間距離減少（靜電平衡）。定義式 適用于所 有電容器 C與Q、 U無(wú)關(guān)決定式 適用于平 行板電容器 C與s、d r有關(guān)。

7、 三、兩個(gè)公式的區(qū)別 1、固定電容器符號(hào)：四、常用電容器（1）聚苯乙烯電容器： 以聚苯乙烯薄膜為電介質(zhì)，用兩層鋁箔為極板。（2）電解電容器： 用鋁箔做一個(gè)極板，以鋁箔上很薄的一層氧化膜為電介質(zhì)，用浸過(guò)電解液的紙做另一個(gè)極板。2、可變電容器符號(hào)： 兩極由兩組鋁片組成，固定的一組鋁片叫做定片，可以轉(zhuǎn)動(dòng)的一組鋁片叫做動(dòng)片;空氣為電介質(zhì)。 轉(zhuǎn)動(dòng)動(dòng)片，使兩組鋁片的正對(duì)面積發(fā)生變化，電容相應(yīng)變化。紙質(zhì)電容器陶瓷電容器電解電容器鉭電容器可變電容器四、常用電容器(1)擊穿電壓：電容器兩極間電壓超過(guò)某一數(shù)值，電介質(zhì)被擊穿，電容器損壞，這個(gè)極限電壓為電容器的擊穿電壓電容器正常工作時(shí)的電壓應(yīng)低于擊穿電壓(2)額定電

8、壓：電容器長(zhǎng)期工作時(shí)所能承受的電壓，額定電壓低于擊穿電壓(3)電容值：電容器上一般標(biāo)有電容值及 額定電壓值 五、平行板電容器的兩類(lèi)動(dòng)態(tài)問(wèn)題： 若電容器充電后與電源斷開(kāi)， 則帶電量Q不變。若電容器與電源連接，則兩板間 電壓U不變。六、求解電容器動(dòng)態(tài)問(wèn)題的方法： 1、先利用 判斷C的變化，2、再利用 和 判斷其它 量的變化。 結(jié)論：若正對(duì)面積、帶電量及板間的絕緣介質(zhì)都不變，則兩板間的場(chǎng)強(qiáng)E不變。 3、判斷板間場(chǎng)強(qiáng)變化的簡(jiǎn)便方法： 六、求解電容器動(dòng)態(tài)問(wèn)題的方法：2、再利用 和 判斷 其它量的變化。 1、先利用 判斷C的變化， 3：判斷板間場(chǎng)強(qiáng)E變化的方法： 若S、Q及 都不變，則E不變。 1、（多選）下圖的電路中，C是平行板電容器，將S先觸1后再扳到2，再將平行板的板間距離拉大一些，下列說(shuō)法正確的是 ( )A電容器兩板間的 電場(chǎng)強(qiáng)度不變B電容器兩板間的 電場(chǎng)強(qiáng)度變小C電容器兩板間的 電勢(shì)差增大D電容器兩板間的 電勢(shì)差不變AC 2、 （多選）傳感器是把非電學(xué)量（如速度、溫度等）的變化轉(zhuǎn)換成電學(xué)量的元件，如圖是一種測(cè)定液面高度的電容式傳感器的示意圖，金屬芯線(xiàn)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(xiàn)電介質(zhì)AC