广东省河源市龙川县第一中学高中物理 第一章 了解电容器课件 新人教版选修31.ppt

第七节了解电容器 电容器是一种常用的电学元件 它可以用来储存电荷 电容器在电工 电子技术中有着广泛的应用 洗衣机内的马达工作时一定用与电容器相连接 电视机内的电路板上有大量的各种电容器 功放 音箱中要有电容器 vcd机中用到各种电容器 计算机各部分设备中都有电容器 1 构造 由两个互相靠近 彼此绝缘的导体组成 导体之间可以填充绝缘物质 一 电容器 3 充放电 充电 当电容器的两个极板与电源的两极相连时 电路中有电流通过 使电容器两极板分别带上等量异种电荷 电能 电场能 放电 当用导线把已经充电的电容器两极板连接起来时 导线中有电流通过 最后两极板上电荷中和 电场能 其它形式的能 4 带电量 是指一个极板所带电量的绝对值 2 作用 存储电荷 问题1 上图充电过程中电流方向是怎样的 问题2 上图充电过程到什么时候不再充电 问题3 上图充电过程结束后 怎样可使电容器继续充电 实验表明 对于同一电容 它所带的电荷量q与两板间的电势差u成正比 且q与u的比值是一个常量 不同的电容器q与u比值不同 这个比值越大 说明电容器容纳电荷的本领越强 所以物理学中用q与u的比值来表示电容器容纳电荷的能力 二 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u的比值 叫做电容器的电容c 数值上等于使两板间的电势差为1v时 电容器所需要带的电荷量 注意 电容c与q u无关 由电容器本身决定 3 定义式 4 单位 法拉 简称法 符号是f 1f 106 f 1012pf 2 物理意义 是表示电容器容纳电荷本领的物理量 5 电容是标量 三 平行板电容器的电容 平行板电容器的电容跟介电常数 成正比 跟正对面积s成正比 跟极板间的距离d成反比 是电介质的介电常数 k是静电力常量 空气的介电常数最小 实验探究 影响平行板电容器的电容的因素 结论 在保持电容器电量不变的情况下 1 d增大 u增大 c减小 2 s减小 u增大 c减小 3 增大 u减小 c增大 理论和实验表明 平行板电容器的电容c跟介电常数 成正比 跟正对面积s成正比 跟极板间的距离d成反比 1 分类 分为固定电容器和可变电容器两类 聚丙烯电容器 四 常用电容器 固定电容器 电容是固定不变的 常用的是以云母 陶瓷 聚苯乙烯等为电介质的电容器和电解电容器 电解电容器 电解电容器两接线电极有正负之分 使用时极性不能接错 可变电容器 电容是可以改变的 一般是以改变正对面积来改变电容的 可变电容器 2 电容器上的标称值 电容器上一般都标有电容器的电容和额定电压值 击穿电压 加在电容器上的电压若超过某一限度 电介质将被击穿 这个极限电压称为击穿电压 额定电压 是指电容器长期工作时所能承受的电压 它比击穿电压要低 电容器上的标称电压是额定电压 电容器在不高于额定电压下工作都是安全 可靠的 不要误认为电容器只有在额定电压下工作才是正常的 1 某电容c 20pf f 2 10 11 巩固练习 2 两个电容器电量之比为2 1 电压之比为1 2 则它们的电容之比为 4 1 3 对于一个确定的电容器的电容正确的理解是 a 电容与带电量成正比b 电容与电势差成反比c 电容器带电量越大时 电容越大 d 对确定的电容器 每板带电量增加 两板间电势差必增加 d 4 用两节相同的电池给两个电容器c1和c2充电 已知c1 c2 当达到稳定状态时 两电容器的电势差分别为u1和u2 则 a u1 u2 b u1 u2c u1 u2 d 无法确定u1与u2的大小关系 b 5 对于给定的电容器 在描述电容c 带电量q 两板间电势差u的相互关系中 下列图1 16中正确的是 ace 6 如图1 15所示 保持平行板电容器始终与电源相连 将两极板间距增大一些 则下列各物理量如何变化 电容器的电容 两板间电势差 电容器的带电量 两板间的场强 7 如上述电容器 充电后断开s 再将两板间距增大一些 则下列各物理量如何变化 电容器的电容 两板间电势差 电容器的带电量 两板间的场强 减小 不变 减小 减小 减小 增大 不变 不变 三 平行板电容器的动态分析 两种基本情况 三个物理依据 一 平行板电容器充电后 继续保持电容器的两极板与电源相连接 在这种情况下 1 如果增大两极板间的距离d 那么 两极板间的电势差u 电容器所带的电量q 两极板间的场强e各如何变化 2 如果增大两极板间的正对面积s 那么 两极板间的电势差u 电容器所带的电量q 两极板间的场强e各如何变化 s定 d c q e d定 s c q e不变 1 若插入介质 c将 q将 e将 2 若插入一定厚度的导体板 相当于d c将 q将 e将 增大 增大 保持不变 增大 增大 增大 讨论 2 平行板电容器两板间电压恒定 带电的油滴在两板间静止 如图所示 若将板间的距离增大一些 则油滴的运动将 向上运动 向下运动 向左运动 向右运动 b 二 平行板电容器充电后 切断与电源的连接 在这种情况下 1 如果增大两极板间的距离d 那么 两极板间的电势差u 电容器所带的电量q 两极板间的场强e各如何变化 2 如果增大两极板间的正对面积s 那么 两极板间的电势差u 电容器所带的电量q 两极板间的场强e各如何变化 s定 d c u e不变 d定 s c u e 如图所示 把一个平行板电容器与一个静电计相连后 给电容器带上一定电荷量 静电计指针的偏转指示出的电容器两板间的电势差 现保持极板 不动 而要使静电计指针的偏角增大 可采用的办法是 板向右移一些 板向左移一些 板向上移一些 在m 板间插入电介质 bc 课堂练兵 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 与它相连的电路如图所示 接通开关s 电源即给电容器充电 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 在两极间插入一块电介质 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 在两极间插入一块电介质 则两极板间的电势差增大 bc 挑战高考 1 如图所示 电源两端电压恒定为 则接通 的瞬间 通过 的电流方向是从 到 平行板电容器充电稳定后 增加两板距离的过程 通过 的电流方向是从 到 如果充电平衡后 先断开 再将电容器的两极板间距离增大 电阻 电流通过 填有或无 a b b a 无 综合应用 如图所示 两块较大的金属板a b相距d 平行放置并与一电源相连 s闭合后 两极间恰也有一质量为m 带电量为q的油滴处于静止状态 以下说法中正确的是 a 若将上板a向左平移一小段位移 则油滴向下加速运动 g中有a b的电流 b 若将上板a向上平移一小段位移 则油滴向下加速运动 g中有b a的电流 c 若将上板a向下平移一小段位移 则油滴向上加速运动