高中物理《電容器與電容》.ppt

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,電容器的電容,、定義：,一、電容器的了解,平行板電容器,電容器的極板,電介質(zhì),能夠容納電荷的裝置,2、結(jié)構(gòu)：,任何兩個(gè)彼此絕緣又相互靠近的導(dǎo)體都可以構(gòu)成電容器。這兩個(gè)導(dǎo)體稱為電容器的電極。電容器的兩個(gè)導(dǎo)體之間可以填充絕緣物質(zhì)（電解質(zhì)）,兩個(gè)平行金屬板夾上一層絕緣物質(zhì)能否構(gòu)成一個(gè)電容器?,相鄰兩個(gè)同學(xué)能否構(gòu)成電容器？,能,能,一、電容器的了解,（1）電容器的充電：,使電容器兩個(gè)極板帶上電荷的過(guò)程，叫電容器的充電。,E,上下極板帶上了等量的異種電荷,充電后的兩極板間的電壓，叫電容器的電壓,U,問(wèn)：如果電容器帶的電量越多電容器的電壓會(huì)增大還是減小？,3、電容器的作用：容納儲(chǔ)存電荷,一、電容器的了解,（2）電容器的放電：,用導(dǎo)線將充電后的電容器兩極接通，兩極失去電荷的過(guò)程，叫電容器的放電。,放電時(shí)帶正電極板上的電荷與負(fù)極板的電荷中和,一、電容器的了解,放電過(guò)程中，請(qǐng)問(wèn)導(dǎo)線中移動(dòng)的電荷量是多少？,我們把一個(gè)極板所帶電荷量的絕對(duì)值，叫電容器的電量,（2）電容器的放電：,用導(dǎo)線將充電后的電容器兩極接通，兩極失去電荷的過(guò)程，叫電容器的放電。,放電時(shí)帶正電極板上的電荷與負(fù)極板的電荷中和,一、電容器的了解,問(wèn)：放電過(guò)程有電流嗎？,我們把一個(gè)極板所帶電荷量的絕對(duì)值，叫電容器的電量,圓柱型水杯容器的儲(chǔ)水問(wèn)題:,h,h,A,B,C,1.水位每升高h(yuǎn)，試比較A、B、C的儲(chǔ)水量?,2.哪個(gè)儲(chǔ)水本領(lǐng)大？,如何反映其儲(chǔ)水本領(lǐng)？,探究：電容的本領(lǐng)與什么有關(guān),思考與討論,那電容器儲(chǔ)存電荷的本領(lǐng)如何表現(xiàn)呢？,給甲電容器充入210-4C的電荷量時(shí)，它的電壓增大20V，給乙電容器充入910-4C的電荷量時(shí)，它的電壓增大30V.這兩個(gè)電容器，誰(shuí)的儲(chǔ)存電荷的本領(lǐng)強(qiáng)？,比較每升1V，電容器所能存儲(chǔ)的電荷量,乙電容器所能存儲(chǔ)的電荷量的本領(lǐng)強(qiáng),1、電容的定義：,電容器所帶電量Q與電容器兩極間的電壓U的比值，叫電容器的電容。,二、電容器的電容,U,電容器容納電荷的本領(lǐng)的大小,2、物理意義：,3、電容的單位：,二、電容器的電容,法拉:,F,還有：微法（）、皮法（p）,1F=1C/V,1F=106F=1012pF,電容器帶電時(shí)有電容，不帶電時(shí)就沒有電容。這種說(shuō)法正確嗎？,思考？,課堂訓(xùn)練,1、某一電容器，當(dāng)帶電量為410-6C，兩極板間的電勢(shì)差為20v，求（1）電容器的電容（2）當(dāng)所帶電量減半時(shí)，電容器的電容為多少（3）如果電容器不帶電呢？,1、電容與兩板正對(duì)面積S的關(guān)系：,三、平行板電容器的電容,靜電計(jì),三、平行板電容器的電容,2、電容與板間距離d的關(guān)系：,3、電容與電介質(zhì)的關(guān)系：,三、平行板電容器的電容,4、平行板電容器的電容公式：,三、平行板電容器的電容,兩板間距離,兩板正對(duì)面積,介電常數(shù)真空r=1,靜電力常量,r是電介質(zhì)的相對(duì)介電常數(shù)，與電介質(zhì)的性質(zhì)有關(guān)。幾種常用介質(zhì)的相對(duì)介電常數(shù)：見課本P26,1、固定電容器：,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。,符號(hào)：,1、固定電容器：,四、常用電容器,（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。,符號(hào)：,電容較大,2、可變電容器：,四、常用電容器,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。,符號(hào)：,3、擊穿電壓和額定電壓：,四、常用電容器,加在電容器兩極板上的電壓不能超過(guò)某一個(gè)限度，超過(guò)這個(gè)限度，電介質(zhì)將被擊穿，這個(gè)電壓稱為擊穿電壓。,電容器正常工作時(shí)兩極板上的最大電壓，稱為額定電壓。,額定電壓比擊穿電壓低,外殼上標(biāo)的電壓是額定電壓,電容器充電后切斷電源電荷不消失，從電源獲得的電能儲(chǔ)存在了電場(chǎng)中。,注意：電容器充電的過(guò)程中，在兩極間加電壓、兩板帶等量異種電荷不斷增大,直到,兩極電壓等于電源電壓為止，通常該過(guò)程中電路中有短暫的充電電流；,電場(chǎng)能,指一個(gè)極板所帶電量的絕對(duì)值。,電容器的電量：,基礎(chǔ)鞏固：平行板電容器兩板距離為4cm，帶電量為810-8C，板間場(chǎng)強(qiáng)為4104N/C，則其電容為，若保持其它條件不變，而使兩板正對(duì)面積減為原來(lái)的1/2，則其電容為；若將兩板距離增加為8cm，則兩板間場(chǎng)強(qiáng)為，電容為。,510-11F,2.510-11F,4104N/C,2.510-11F,例與練,1、電容器的電容C=2.010-8F，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？,電容的另一種定義式,例與練,電路中電容器的兩類問(wèn)題：電容器的動(dòng)態(tài)分析，導(dǎo)與練P20要點(diǎn)二,電容器電容的求解公式,比值定義法：,平行電容板電容決定式：,1、電容器始終與電源連接,2、電容器充電后與電源斷開,兩種情況下，改變電容的d、s或者，電容器的C、Q、U和E怎么變化？,1、電容器始終與電源連接,例1：導(dǎo)與練P20要點(diǎn)二如圖所示，一平行板電容器與一電源相接，當(dāng)S閉合時(shí)，平行板電容器極板A、B間的一帶電液滴恰好靜止。若將兩板間距離增大為原來(lái)的兩倍，兩個(gè)電容板之間的U、C、Q和E怎么變化？,解：,當(dāng)S閉合時(shí)，電容器兩端的電壓U不變,若s減小呢？,若假如介電常數(shù)大的電介質(zhì)呢？,導(dǎo)與練P21，針對(duì)2-1：如圖所示，平行板電容器充電完畢后與電源斷開設(shè)平行板電容器的電容為C，兩極板正對(duì)面積為S，兩極板間的距離為d，兩極板間場(chǎng)強(qiáng)為E下列說(shuō)法正確的是（）A、若保持S不變，增大d，則C變小，E變大B、若保持S不變，減小d，則C變大，E不變C、若保持d不變，增大S，則C變大，E不變D、若保持d不變，減小S，則C變小，E變小,2、電容器充電后與電源斷開,當(dāng)S斷開時(shí)，充電完成，電容器兩端的電荷量Q不變,斷開電源后，E與d無(wú)關(guān)，只與Q和S有關(guān),導(dǎo)與練P21，針對(duì)2-1：如圖所示，平行板電容器充電完畢后與電源斷開設(shè)平行板電容器的電容為C，兩極板正對(duì)面積為S，兩極板間的距離為d，兩極板間場(chǎng)強(qiáng)為E下列說(shuō)法正確的是（）A、若保持S不變，增大d，則C變小，E變大B、若保持S不變，減小d，則C變大，E不變C、若保持d不變，增大S，則C變大，E不變D、若保持d不變，減小S，則C變小，E變小,2、電容器充電后與電源斷開,當(dāng)S斷開時(shí)，充電完成，電容器兩端的電荷量Q不變,B,3、平行板電容器充電平衡后仍與電源相連，兩極板間的電壓是U，充電荷量為Q，兩極板間場(chǎng)強(qiáng)為E，電容為C，現(xiàn)將兩極板間距離減小，則（）A.Q變大B.C變大C.E不變D.U變小,例與練,AB,4、平行板電容器充電平衡后與電源斷開，兩極板間的電壓是U，充電荷量為Q，兩極板間場(chǎng)強(qiáng)為E，電容為C，現(xiàn)將兩極板間距離減小，則（）A.Q變大B.C變大C.E不變D.U變小,例與練,Q不變,BC,靜電計(jì)的使用,如圖所示，用靜電計(jì)可以測(cè)量已充電的平行板電容器兩極板之間的電勢(shì)差U，現(xiàn)使B板帶電，則下列判斷正確的是（）A、減小兩極板之間的距離，指針張角減小B、將A板稍微上移，靜電計(jì)指針張角將變大C、若將玻璃板插入兩板之間，則靜電計(jì)指針張角變大D、若將A板拿走，則靜電計(jì)指針張角變?yōu)榱?Q不變,自身同性相斥異性相吸,AB,5、如圖所示，平行板電容器A、B間有一帶電油滴P正好靜止在極板正中間，現(xiàn)將兩極板間稍錯(cuò)開一些，其它條件不變。則（）A油滴將向上加速，電流計(jì)中電流由b流向aB油滴將向下加速，電流計(jì)中電流由a流向bC油滴將靜止不動(dòng)，電流計(jì)中電流由b流向aD極板帶電量減少，兩板間電勢(shì)差和場(chǎng)強(qiáng)不變,例與練,D,油滴將靜止不動(dòng)，電流計(jì)中電流由a流向b,動(dòng)態(tài)分析的生活運(yùn)用：報(bào)紙第5期第3版第5題,6、傳感器是自動(dòng)控制設(shè)備中不可缺少的元件，已經(jīng)滲透到宇宙開發(fā)、環(huán)境保護(hù)、交通運(yùn)輸以及家庭生活等各種領(lǐng)域如圖所示為幾種電容式傳感器，其中通過(guò)改變電容器兩極間距離而引起電容變化的是（）,A、測(cè)位移B、測(cè)液高,C、測(cè)壓力D、測(cè)角度,關(guān)鍵：找出電容器的兩電極板、電介質(zhì)、有效面積、極板距離等。再看看改變的是什么物理量。,改變電介質(zhì),改變面積,改變距離,改變面積,7.一個(gè)C=210-8F的平行板電容器與電源連接，充電后帶電量Q=1.210-6C，電容器電壓為。負(fù)極板接地，兩極板距離為d=3cm，A點(diǎn)在兩極板中間，A點(diǎn)的電勢(shì)為。若保持正極板不動(dòng)，將負(fù)極板上移d/3，A點(diǎn)的電勢(shì)為。,=2103V/m,60V,35V,如果A點(diǎn)放入一個(gè)q=210-14C的電荷，此時(shí)恰好平衡，此電荷質(zhì)量是多少？,7.一個(gè)C=210-8F的平行板電容器與電源連接，充電后帶電量Q=1.210-6C，電容器電壓為。負(fù)極板接地，兩極板距離為d=3cm，A點(diǎn)在兩極板中間，A點(diǎn)的電勢(shì)為。若保持正極板不動(dòng)，將負(fù)極板上移d/3，A點(diǎn)的電勢(shì)為。,=3103V/m,60V,35V,之前的q=210-14C的電荷，將怎么運(yùn)動(dòng)？,U不變，上極板的電勢(shì),=15V,15V,不變,7、一個(gè)平行板電容器充電后與電源斷開，負(fù)極板接地，在兩板中間有一個(gè)正電荷（電量很?。┨幵贏點(diǎn)，如圖示，若以E表示板間電場(chǎng)強(qiáng)度，W表示將正電荷從A移到B點(diǎn)電場(chǎng)力做的功若保持正極板不動(dòng)，將負(fù)極板上移到圖中虛線位置，比較兩種情況下的E、W和正電荷在A點(diǎn)的電勢(shì)能Ep的大?。ǎ〢、E不變，Ep不變B、Ep不變，W不變C、E不變，Ep變大D、Ep變小，W不變,例與練,導(dǎo)與練P91第9題,7.一個(gè)平行板電容器充電后與電源斷開，將一帶電粒子若保持正極板不動(dòng)，將負(fù)極板上移，兩個(gè)極板之間的電壓（變大、變小或者不變）。上極板的電勢(shì)將（升高、降低或者不變）。下極板的電勢(shì)將（升高、降低或者不變）。,0V,60V,E上,1V,61V,7.一個(gè)C=210-8F的平行板電容器與電源連接，充電后帶電量Q=1.210-6C，電容器電壓為。若保持正極板不動(dòng)，將負(fù)極板上移，兩個(gè)極板之間的電壓（升高、降低或者不變）。上極板的電勢(shì)將（升高、降低或者不變）。下極板的電勢(shì)將（升高、降低或者不變）。,60V,U=60V,0V,60V,E上,E下,1V,61V,小結(jié),本節(jié)課我們學(xué)習(xí)了電容器的構(gòu)造電容器的概念用實(shí)驗(yàn)的方法探究了電容與哪些因素有關(guān),