高中物理 2.4 电容器 电容课件 沪科版选修31.ppt

第4课时电容器电容 图2 4 1 课前自主学习 一 电容器及电容器的充 放电现象1 电容器 把能储存电荷和电能的装置叫做电容器 两个彼此 又相距很近的 就可以看成一个电容器 常见的最简单的电容器是 电容器 2 平行板电容器 1 基本结构 两块彼此绝缘 互相靠近的平行金属板组成 知识梳理 绝缘 导体 平行板 2 带电特点 两板电荷等量异号 分布在相对两板的内侧 3 板间电场 板间形成匀强电场 场强大小为e u d 方向垂直板面 电容器的充 放电现象 等量异种 中和 电能 电能 二 电容 电荷量 电荷 法拉 法 f 106 1012 1v 正比 正比 反比 三 电容器的分类1 按电介质分 空气电容器 电容器 电容器 陶瓷电容器 电容器 电容器等 2 按是否可变分 电容器 电容器 四 电容器的额定电压和击穿电压1 击穿电压 电介质被击穿时加在电容器两极板上的 电压 若电压超过这一限度 则电容器就会被损坏 2 额定电压 电容器能够长期正常工作时的电压 它比 要低一些 电容器上标明的电压都是 纸质 电解 云母 涤纶 可变 固定 最大 击穿电压 额定电压 1 下列关于电容器的叙述中正确的是 a 电容器是储存电荷和电能的容器 只有带电的容器才称为电容器b 任何两个彼此绝缘而又相互靠近的导体 都能组成电容器 而且跟这两个导体是否带电无关c 电容器所带的电荷量是指每个极板所带电荷量的绝对值d 电容器充电过程是将其他形式的能转变成电容器的电能并储存起来 电容器放电过程是将电容器储存的电能转化为其他形式的能 基础自测 解析 并不是只有带电时的电容器才称为电容器 a错 b对 每个极板所带电荷量的绝对值称为电容器的带电荷量 c对 电容器充电的过程中其他形式的能转化为电能 放电过程中电能转化为其他形式的能 d对 答案 bcd 2 对于给定的电容器 在描述电容c 带电荷量q 两板间电势差u的相互关系中 下列图像中正确的是 答案 ace 3 如图2 4 2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 在增大电容器两极板间距离的过程中 a 电阻r中没有电流b 电容器的电容变大c 电阻r中有从a流向b的电流d 电阻r中有从b流向a的电流答案 c 图2 4 2 4 水平放置的平行板电容器与一电池相连 在电容器的两板间有一带正电的质点处于静止状态 现将电容器两板间的距离增大 则 a 电容变大 质点向上运动b 电容变大 质点向下运动c 电容变小 质点保持静止d 电容变小 质点向下运动 答案 d 5 一个电容器带电荷量为q时 两极间电压为u 若使其带电荷量增加4 0 10 7c时 它两极间的电势差增加20v 则它的电容为 a 1 0 10 8fb 2 0 10 8fc 4 0 10 8fd 8 0 10 8f答案 b 课堂互动探究 1 定义式 是电容的定义式 适用于所有的电容器 式中q u是变量 而对确定的电容器来说 c是不变的 q与u成正比 电容的定义式也可理解为 2 c与q不成正比 c与u也不成反比 即c与q u均无关系 c的大小由它自身来决定 电容定义式的理解 例1 有一充电的平行板电容器 两板间电压为3v 现使它的电荷量减少3 10 4c 于是电容器两极板间电压降为原来的1 3 此电容器的电容是 f 电容器原来的带电荷量是 c 若电容器极板上的电荷量全部放掉 电容器的电容是 f 解析 1 电容器两极板间电势差的变化量为 2 电容器原来的电荷量为q 则q cu 1 5 10 4 3c 4 5 10 4c 3 电容器的电容是由本身决定的 与是否带电无关 所以电容器放掉全部电荷后 电容仍然是150 f 答案 1504 5 10 4150 一个平行板电容器 使它的每极板所带电荷量从q1 30 10 6c增加到q2 36 10 6c时 两板间电势差从u1 10v增加到u2 12v 这个电容器的电容是多大 如要使两板电势差从10v降为u2 6v 则每板需减少多少电荷量 解析 电荷量的增加量和电势差的增加量分别为 q q2 q1 36 10 6c 30 10 6c 6 10 6c u u2 u1 12v 10v 2v 根据电容的定义式 它等于每增加1v电势差所需增加的电荷量 要求两极板间电势差降为6v 则每板应减少的电荷量为 q c u 3 10 6 10 6 c 12 10 6c 1 2 10 5c 答案 见解析 平行板电容器的决定因素 例2 如图2 4 3所示的实验装置中 平行板电容器的极板a与一灵敏静电计相接 极板b接地 若极板b稍向上移动一点 由观察的静电计指针变化做出平行板电容器的电容变小的结论的依据是 图2 4 3 a 两板间电压不变 极板上的电荷量变小b 两板间电压不变 极板上的电荷量变大c 极板上电荷量几乎不变 两极板间电压变小d 极板上电荷量几乎不变 两极板间电压变大 答案 d 绝缘金属平行板电容器充电后 静电计的指针偏转一定角度 若减小两极板a b间的距离 同时在两极板间插入电介质 如图2 4 4所示 则 a 电容器的电势差会减小b 电容器的电势差会增大c 静电计指针的偏转角度会减小d 静电计指针的偏转角度会增大 图2 4 4 答案 ac 1 平行板电容器连接在电源两端时 电容器的d s 发生变化 将引起电容器的c q u e怎样变化 由于电容器始终接在电源上 因此两板间电势差u保持不变 表示增大 表示减小 平行板电容器的动态问题分析 2 平行板电容器充电后 切断与电源的连接 电容器的d s变化 将引起c q u e怎样变化 q保持不变 例3 连接在电池两极上的平行板电容器 当两极板间的距离减小时 a 电容器的电容c变大b 电容器极板的带电荷量q变大c 电容器两极间的电势差u变大d 电容器两极板间的电场强度e变大 答案 abd 如图2 4 5所示 用静电计可以测量已充电的平行板电