2019_2020版高中物理第一章8电容器的电容课件新人教版.pptx

8 电容器的电容,学习目标,1.知道电容器的概念,认识常见的电容器,通过实验感知电容器的充、放电现象.2.理解电容的概念,掌握电容的定义、公式和单位,并会应用定义式进行简单的计算.3.知道平行板电容器的主要构造,了解影响平行板电容器电容大小的因素.4.掌握平行板电容器电容的决定式,并能用其讨论有关问题.,课前预习,课堂探究,随堂演练,课前预习 掌握新知,知识梳理,一、电容器及电容 1.电容器:任何两个彼此 又相距很近的 ,都可以看成一个电容器.它是储存电荷和电能的装置. 2.电容器的充、放电 (1)充电:把电容器的两极板分别与电池组的两极相连,两个极板分别带上等量的 电荷的过程叫做充电.充电过程中,由电源获得的 储存在电容器中. (2)放电:用导线把充电后的电容器的两极板接通,两极板上的电荷 的过程叫做放电,放电过程中, 转化为其他形式的能量.,绝缘,导体,异号,电能,中和,电场能,3.电容 (1)定义:电容器所带的电荷量Q与电容器两极板间的电势差U的 . (3)单位: ,符号是F,1 F=1 C/V,1 F= F= pF. 二、平行板电容器的电容 常用电容器 1.平行板电容器 (1)构成:由两个彼此 又相互靠近的 组成. (2)电容的决定因素:电容与两板正对面积S成 ,与电介质的相对介电常数r成 ,与极板间距离d成 .,比值,法拉,106,1012,绝缘,平行金属板,正比,正比,反比,2.常用电容器 (1)分类:从构造上看,可以分为 和 两类. (2)电容器的两种电压 击穿电压:加在电容器两极板上的电压不能超过某一限度,超过这个限度,电介质将被击穿,电容器损坏,这个极限电压称为 电压. 额定电压:电容器能够 时的电压,电容器外壳上标有额定电压的数值,这个数值比击穿电压 .,1,1,固定电容器,可变电容器,击穿,长期正常工作,低,科学思维,1.思考判断,(1)电容大的电容器所带电荷量一定多.( ) (2)电容为C的电容器所带电荷量为Q,若电荷量增大为2Q,则电容变为2C.( ) (3)电容器所带的电荷量Q是指电容器的一个极板上所带电荷量的绝对值.( ) (4)电容器外壳上标的是额定电压.( ) (5)电容器放电的过程就是两极板电荷中和的过程.( ) (6)平行板电容器间插入电介质时电容变大.( ),2.思维探究 (1)电容器的带电荷量为两极板所带电荷量的绝对值之和吗? 答案:不是.电容器的带电荷量是指其中一个极板所带电荷量的绝对值. (2)电容器被击穿后还有没有容纳电荷的本领? 答案:电容器被击穿后,两极板间不再绝缘,成为一个导体,便失去了容纳电荷的本领.,要点一 电容器和电容的理解 探究导学,课堂探究 突破要点,在照相机拍照时,闪光灯可以发出耀眼的白光.闪光灯是通过电容器供电的,把电容器的两个极板分别与电源两极相连,对电容器进行充电,该过程中能量是如何转化的?把电容器两极板相接,对电容器进行放电,该过程中能量是如何转化的?电容器中没有电荷时,电容器两极板间的电势差是多大?,答案:拍照前的充电过程由电源获得的电能储存在电容器中;拍照时的放电过程,两极板间的电场能转化为其他形式的能量;电容器不带电荷时两极板间的电势差为零.,要点归纳,2.Q-U图象 (1)如图所示,Q-U图象是一条过原点的直线,其中Q为一个极板上所带电荷量的绝对值,U为两板间的电势差,直线的斜率表示电容大小.,D,例1 (2019浙江嘉兴期末)某电容器充电后的电压为 8 V,然后利用传感器得到放电时电路中电流随时间变化的 I-t曲线(如图).则放电过程中( ) A.电容器储存的电能不变 B.电路中的电流不变 C.电容器两极板间的电压不变 D.电容器的电容不变,学霸笔记,(2)电容器是容纳电荷的一种容器,而电容是描述电容器容纳电荷本领大小的一个物理量.,(教师备用) 例1-1:如图所示,电源电压为 3 V,则 (1)接通开关S的瞬间,通过电阻R的电流方向从 到 .,解析:(1)电容器在充、放电过程中,电路中将有电流,电流方向即为正电荷的定向移动方向.在接通开关S的瞬间,电容器被充电,上极板带正电,下极板带负电,故电流方向由A到B;,答案:(1)A B,(2)平行板电容器充电稳定后,所带电荷量为4.510-4 C,那么此电容器的电容是多少?,答案:(2)1.510-4 F,(3)平行板电容器充电稳定后,在将两极板间距离增大的过程中,通过R的电流方向从 到 .,答案:(3)B A,(4)将两极板间距离增大后发现,电荷量减少了1.510-4 C,那么电容器的电容变成了多少?,答案:(4)110-4 F,针对训练1 (2019山东泰安月考)一平行板电容器,当极板上所带电荷量增加2.010-4 C时,极板间的电压增加40 V,则当电容器两端所加电压为200 V时,电容器的电容和电容器所带电荷量分别为( ) A.510-6 F 110-3 C B.110-3 F 510-6 C C.5106 F 1103 C D.1103 F 5106 C,A,要点二 平行板电容器的动态分析 探究导学,基于人的指纹具有唯一性和终身不变性的特点,科学家们发明了指纹识别技术.目前许多国产手机都有指纹解锁功能,常用的指纹识别传感器是电容式传感器,如图所示.指纹的凸起部分叫做“嵴”,凹下部分叫做“峪”,传感器上有大量面积相同的小极板,当手指贴在传感器上时,这些小极板和与之正对的皮肤表面就形成了大量的小电容器,由于距离不同,所以这些小电容器的电容不同.此时传感器给所有的小电容器充电达到某一电压值,然后开始放电,其中电容值较小的小电容器放电较快,于是根据放电快慢的不同,就可以探测到嵴和峪的位置,从而形成指纹的图象数据.根据以上信息,你能说出“嵴”和“峪”所在处形成的小电容器电容哪个大吗?为什么?,要点归纳,2.两类典型题型,例2 (2019福建泉州校级月考)(多选)两块大小、形状完全相同的金属平板平行放置,构成一平行板电容器与它相连接的电路如图所示,接通开关S,电源即给电容器充电.则( ) A.保持S接通,减小两极板间的距离,则两极板间电场的电场强度减小 B.保持S接通,在两极板间插入一块玻璃,则极板上的电荷量增大 C.断开S,减小两极板间的距离,则两极板间的电势差减小 D.断开S,在两极板间插入一块玻璃,则两极板间的电势差增大,BC,审题指导:,学霸笔记,平行板电容器动态分析问题 (1)区分两种情况,是U不变,还是Q不变;,(3)记住一个结论:当Q不变而仅改变d时,E不变.,(教师备用) 例2-1:(2018北京卷)研究与平行板电容器电容有关因素的实验装置如图所示.下列说法正确的是( ) A.实验前,只用带电玻璃棒与电容器a板接触,能使电容器带电 B.实验中,只将电容器b板向上平移,静电计指针的张角变小 C.实验中,只在极板间插入有机玻璃板,静电计指针的张角变大 D.实验中,只增加极板带电量,静电计指针的张角变大,表明电容增大,A,针对训练2(2019湖北宜昌校级月考)用控制变量法,可以研究影响平行板电容器电容的因素(如图所示).设两极板正对面积为S,极板间的距离为d,静电计指针偏角为.实验中,极板所带电荷量不变,若( ) A.保持S不变,增大d,则变大 B.保持S不变,增大d,则变小 C.保持d不变,减小S,则变小 D.保持d不变,减小S,则不变,A,要点三 平行板电容器中的力学问题 探究导学,如图所示,一带电油滴悬浮在平行板电容器两极板A,B之间的P点,处于静止状态.现将极板A向下平移一小段距离,但仍在P点上方,其他条件不变. (1)油滴所受的静电力如何变化? (2)油滴将怎样运动?,答案:(1)油滴所受静电力增大. (2)油滴将向上运动.,要点归纳 1.带电粒子在平行板电容器中的力学问题是静电场与力学知识的综合,分析方法与力学的分析方法基本相同. 2.先分析受力情况,再分析运动状况和运动过程(平衡、加速或减速,是直线还是曲线运动),然后选用恰当的规律(如牛顿运动定律、动能定理及能量守恒定律等)解题.,例3(2019广东揭阳校级检测)如图所示,两块较大的金属板A,B相距为d,平行放置并与一电源相连,S闭合后,两板间恰好有一质量为m,带电荷量为q的油滴处于静止状态,以下说法正确的是( ) A.若将S断开,则油滴将做自由落体运动,G表中无电流 B.若将A向左平移一小段位移,则油滴仍然静止,G表中有ba的电流 C.若将A向上平移一小段位移,则油滴向下加速运动,G表中有ab的电流 D.若将A向下平移一小段位移,则油滴向上加速运动,G表中有ba的电流,B,思维导图:,学霸笔记,(教师备用) 例3-1:(2019江苏南京月考)如图所示是一个由电池、电阻R、开关S与平行板电容器组成的串联电路,开关S闭合.一带电液滴悬浮在两板间P点不动,下列说法正确的是( ) A.带电液滴可能带正电 B.增大两极板距离的过程中,电阻R中有从b到a的电流 C.断开S,减小两极板正对面积的过程中,液滴将加速下降 D.断开S,减小两极板距离过程中,液滴静止不动,D,针对训练3 (2018江苏卷)如图所示,水平金属板A,B分别与电源两极相连,带电油滴处于静止状态.现将B板右端向下移动一小段距离,两金属板表面仍均为等势面,则该油滴( ) A.仍然保持静止 B.竖直向下运动 C.向左下方运动 D.向右下方运动,D,随堂演练 检测效果,1.关于电容器,下列说法正确的是( ) A.在充电过程中电流恒定 B.在放电过程中电容减小 C.能储存电荷,但不能储存电能 D.两个彼此绝缘又靠近的导体可视为电容器,D,解析:电容器充电过程电流逐渐减小,A错误;放电过程中电容不变,B错误;电容器能储存电荷和电能,C错误;电容器由两个彼此绝缘的导体靠近组成,D正确.,2.(多选)传感器是把非电学量(如速度、温度、压力等)的变化转化成电学量变化的一种元件,在自动控制中有着相当广泛的应用.如图所示是一种测定液面高度变化的电容式传感器的示意图,金属芯线与导电液体形成一个电容器,电容C的大小变化就能反映液面的升降情况,C与h的关系是( ) A.C增大表示