高中物理 電勢能與電勢差 第1部分 第2章 第4節(jié) 電容器電容課件 魯科版選修31

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1、第4節(jié)電容器電容理解教材新知把握熱點考向應(yīng)用創(chuàng)新演練第2章電勢能與電勢差知識點一知識點二考向一考向二隨堂基礎(chǔ)鞏固課時跟蹤訓(xùn)練 自學(xué)教材自學(xué)教材 1 1電容器電容器 由兩個彼此由兩個彼此 又相隔又相隔 的導(dǎo)體組成。的導(dǎo)體組成。 2 2平行板電容器平行板電容器 (1) (1)結(jié)構(gòu)：由兩塊結(jié)構(gòu)：由兩塊 的平行金屬板組成。的平行金屬板組成。 (2) (2)帶電特點：兩板帶帶電特點：兩板帶 電荷，分布在兩電荷，分布在兩板相對的內(nèi)側(cè)。某一極板所帶電荷量的板相對的內(nèi)側(cè)。某一極板所帶電荷量的 規(guī)定規(guī)定為電容器的帶電荷量。為電容器的帶電荷量。絕緣絕緣很近很近彼此絕緣彼此絕緣等量異種等量異種絕對值絕對值 3 3電

2、容器的充放電過程電容器的充放電過程 (1) (1)充電：電容器的充電是指使電容器帶電的過程，充電：電容器的充電是指使電容器帶電的過程，充電電流流向充電電流流向 ，充電后兩極板帶等量異種電荷。，充電后兩極板帶等量異種電荷。 (2) (2)放電：電容器的放電是指使充電后的電容器失去放電：電容器的放電是指使充電后的電容器失去電荷的過程，放電電流流向電荷的過程，放電電流流向 。正極板正極板負極板負極板 4 4電容電容 (1) (1)定義：電容器所帶電荷量定義：電容器所帶電荷量Q Q與電容器兩極板與電容器兩極板間的電勢差間的電勢差U U的的 ，即，即C C 。 (2) (2)單位：在國際單位制中是單位：

3、在國際單位制中是 ，符號是，符號是F,F,1 F1 F ，還有微法，還有微法(F)(F)、皮法、皮法(pF)(pF)等，等，1 F1 F FF pFpF。 比值比值法拉法拉1 C/V1 C/V10106 610101212 重點詮釋重點詮釋 圖圖2 24 41 11 1電容器充電、放電過程的特點電容器充電、放電過程的特點(1)(1)充電過程特點充電過程特點( (如圖如圖2 24 41 1所示所示) )：充電電流方向為從電源正極流向電容器。充電電流方向為從電源正極流向電容器。電容器所帶電荷量增加。電容器所帶電荷量增加。電容器兩極板間電壓升高。電容器兩極板間電壓升高。電容器中電場強度增加。電容器中

4、電場強度增加。充電后，電容器從電源中獲取的能量稱為電場能。充電后，電容器從電源中獲取的能量稱為電場能。 特別提醒特別提醒 當(dāng)電容器充電結(jié)束后，電容器所在電路中無電當(dāng)電容器充電結(jié)束后，電容器所在電路中無電流，電容器兩極板間電壓與充電電壓相等。流，電容器兩極板間電壓與充電電壓相等。(2)(2)放電過程特點放電過程特點( (如圖如圖2 24 42 2所示所示) )：圖圖2 24 42 2放電電流方向是從正極板流出。放電電流方向是從正極板流出。電容器上電荷量減少。電容器上電荷量減少。電容器兩極板間電壓降低。電容器兩極板間電壓降低。電容器中電場強度減弱。電容器中電場強度減弱。電容器的電場能轉(zhuǎn)化成其他形式

5、的能。電容器的電場能轉(zhuǎn)化成其他形式的能。 特別提醒特別提醒 放電的過程實際上就是電容器極板正、負電荷中和放電的過程實際上就是電容器極板正、負電荷中和的過程，當(dāng)放電結(jié)束時，電路中無電流。的過程，當(dāng)放電結(jié)束時，電路中無電流。圖圖2 24 43 31 1下列關(guān)于電容器充電和放電的說法中正確的是下列關(guān)于電容器充電和放電的說法中正確的是( () )A A電容器充電和放電時電流都由大變小電容器充電和放電時電流都由大變小B B當(dāng)電容器的電量最大時，電路中電流最大當(dāng)電容器的電量最大時，電路中電流最大C C當(dāng)電容器兩極板間的電壓等于零時，電路中的電流最大當(dāng)電容器兩極板間的電壓等于零時，電路中的電流最大D D當(dāng)電

6、路中的電流最大的時候，電容器儲存的電能最大當(dāng)電路中的電流最大的時候，電容器儲存的電能最大解析：解析：充電過程，電路中電流為零時，說明自由移動充電過程，電路中電流為零時，說明自由移動的電荷的電荷“全部全部”聚焦到了電容器上，電容器的兩極板聚焦到了電容器上，電容器的兩極板所帶的電量最大，兩極板間的電壓最大，場強最大；所帶的電量最大，兩極板間的電壓最大，場強最大；電路中電流最大時，說明聚集到電容器的自由移動的電路中電流最大時，說明聚集到電容器的自由移動的電荷數(shù)為零，則電容器的兩極板所帶的電量為零，兩電荷數(shù)為零，則電容器的兩極板所帶的電量為零，兩極板間的電壓為零，場強為零。放電過程，開始時兩極板間的電

7、壓為零，場強為零。放電過程，開始時兩板間，含電荷量最大，電壓最高，場強最大，電流也板間，含電荷量最大，電壓最高，場強最大，電流也最大，最后兩極板間電量為零時，電壓為零電流也為最大，最后兩極板間電量為零時，電壓為零電流也為零。所以電容器充電和放電時電流都由大變小，選項零。所以電容器充電和放電時電流都由大變小，選項A A正確，選項正確，選項B B、C C錯誤；充電過程當(dāng)電容器上電量最錯誤；充電過程當(dāng)電容器上電量最大時，電容器上儲存的電能最大，電路中的電流為零，大時，電容器上儲存的電能最大，電路中的電流為零，選項選項D D錯誤。錯誤。答案：答案：A A 自學(xué)教材自學(xué)教材 1 1分類分類 (1) (1

8、)按電介質(zhì)分：空氣電容器、按電介質(zhì)分：空氣電容器、 電容器、紙質(zhì)電容器、紙質(zhì)電容器、陶瓷電容器、滌綸電容器、電容器、陶瓷電容器、滌綸電容器、 電容器等。電容器等。 (2) (2)按電容是否可變分：按電容是否可變分： 電容器、電容器、 電容電容器等。器等。云母云母電解電解可變可變固定固定 2 2應(yīng)用應(yīng)用 (1) (1)用于照相機的電子閃光燈：先由用于照相機的電子閃光燈：先由 儲存能儲存能量，釋放能量時發(fā)生放電，從而導(dǎo)致電子閃光燈管內(nèi)的量，釋放能量時發(fā)生放電，從而導(dǎo)致電子閃光燈管內(nèi)的氣體發(fā)出耀眼的白光。氣體發(fā)出耀眼的白光。 (2) (2)利用電容器測量水位：水位變化引起利用電容器測量水位：水位變化

9、引起 變化，變化，從而可測出水位變化。從而可測出水位變化。 (3) (3)用于高能物理實驗或工程中。用于高能物理實驗或工程中。 (4) (4)駐極體話筒。駐極體話筒。電容器電容器電容電容 重點詮釋重點詮釋 1 1平行板電容器的特點平行板電容器的特點物理量物理量要點要點電容電容平行板電容器的電容，由平行板的正對面積平行板電容器的電容，由平行板的正對面積S、間距間距d及介質(zhì)決定及介質(zhì)決定電壓電壓電容器上的電壓就是外接電源的電壓電容器上的電壓就是外接電源的電壓電量電量電容器充電后所帶電量電容器充電后所帶電量QCU，如果充電后跟電，如果充電后跟電源斷開，源斷開，Q就留在電容器極板上就留在電容器極板上場

10、強場強平行板間的電場看成一個勻強電場，場強平行板間的電場看成一個勻強電場，場強EU/d2 2對于水平放置的平行板電容器，下列說法錯誤的是對于水平放置的平行板電容器，下列說法錯誤的是( () )A A將兩極板的間距加大，電容將增大將兩極板的間距加大，電容將增大B B將兩極板平行錯開，使正對面積減小，電容將減小將兩極板平行錯開，使正對面積減小，電容將減小C C在下極板的內(nèi)表面上放置一面積和極板相等、厚度小在下極板的內(nèi)表面上放置一面積和極板相等、厚度小于極板間距的陶瓷板，電容將增大于極板間距的陶瓷板，電容將增大D D在下極板的內(nèi)表面上放置一面積和極板相等、厚度小在下極板的內(nèi)表面上放置一面積和極板相等

11、、厚度小于極板間距的鋁板，電容將增大于極板間距的鋁板，電容將增大答案：答案：A A 例例11( (2012惠州高二檢測惠州高二檢測) )一個平行板電容器，使一個平行板電容器，使它每板電荷量從它每板電荷量從Q Q1 1303010106 6 C C增加到增加到Q Q2 2363610106 6 C C時，時，兩板間的電勢差從兩板間的電勢差從U U1 110 V10 V增加到增加到U U2 2，求：，求： (1) (1)這個電容器的電容多大？這個電容器的電容多大？ (2) (2)U U2 2為多少？為多少？ (3) (3)如要使兩極板電勢差從如要使兩極板電勢差從10 V10 V降為降為U U2 2

12、6 V6 V，則，則每板需減少多少電荷量？每板需減少多少電荷量？ 思路點撥思路點撥 根據(jù)電容的定義式求解即可。根據(jù)電容的定義式求解即可。答案答案(1)3 F(2)12 V(3)1.2105 C 電容器的電容既等于帶電荷量電容器的電容既等于帶電荷量Q Q與電勢差的比，與電勢差的比，也可直接用變化量也可直接用變化量Q Q和和U U的比值計算。的比值計算。答案：答案：150 F150 F4.54.510104 4 C C 例例22一平行板電容器充電后，把電源斷開，在一平行板電容器充電后，把電源斷開，在保持正對面積不變時，將兩極板絕緣地拉開一些距離，保持正對面積不變時，將兩極板絕緣地拉開一些距離，這時

13、這時( () ) A A由于電容減小，兩板間電場能減少由于電容減小，兩板間電場能減少 B B由于電荷量不變，兩板間電場能不變由于電荷量不變，兩板間電場能不變 C C由于兩板間電壓變大，兩板間電場強度增大由于兩板間電壓變大，兩板間電場強度增大 D D兩板間電場能增大兩板間電場能增大 答案答案 D D2 2若電容器充電后開關(guān)始終閉合，下列有關(guān)說法中正確若電容器充電后開關(guān)始終閉合，下列有關(guān)說法中正確的是的是 ( () )A A若兩極板的正對面積減小，電容器所帶的電荷量變大若兩極板的正對面積減小，電容器所帶的電荷量變大B B若兩極板的正對面積減小，兩極板間的場強變大若兩極板的正對面積減小，兩極板間的場強變大C C若兩極板間的距離減小，兩極板間的場強變大若兩極板間的距離減小，兩極板間的場強變大D D若兩極板間插入電介質(zhì)，兩極板間的場強變大若兩極板間插入電介質(zhì)，兩極板間的場強變大答案：答案：C C