高中物理 第1章 第8节 电容器的电容课件 新人教版选修31.ppt

第一章静电场 第8节电容器的电容 1 了解电容的概念及常见电容器 掌握电容的定义式 2 知道影响平行板电容器电容大小的因素 3 会应用平行板电容器的电容公式进行定性分析 要点一电容器1 电容器的功能和构造 1 功能 储存电荷和电能的元件 2 构造 两个彼此绝缘又互相靠近的导体组成一个电容器 3 平行板电容器 两块彼此隔开平行放置的金属板构成的最简单的电容器 两块金属板称为电容器的两极 4 电容器的电荷量 电容器工作时 它的两块金属板的相对表面总是分别带上等量异种电荷 q和 q 任意一块极板所带电荷量的绝对值 叫做电容器的电荷量 2 电容器的充电和放电 1 充电 电源使电容器的两极板带上等量异种电荷的过程 如图甲 2 放电 用导线将充好电的电容器的两极板相连 使两极板的异种电荷中和的过程 如图乙 3 电容器充放电时的能量转化 充电后 电容器储存了电能 放电时 储存的电能释放出来 转化为其他形式的能 将电容器的两极板分别与电源的正 负极相连 两个极板就分别带上了等量的异种电荷 同学们往往会有两种错误认识 有些同学认为电容器的带电量是两个极板所带电量的代数和 有些同学认为是两个极板所带电量的绝对值的代数和 辨析 所谓电容器所带的电量是指每一个极板所带电荷量的绝对值 不能理解为电容器所带电荷的总量 电容器和电容的比较电容器是盛放电荷的一种容器 电容是描述这种容器盛放电荷本领大小的一个物理量 如果把电容器比作水缸 则电容就是这个水缸的横截面积 水缸的横截面积越大 水缸容纳水的本领就越大 要点四常见的电容器1 电容器的种类 1 按电容是否可变 固定电容器 固定电容器的电容是固定不变的 如聚苯乙烯电容器和电解电容器 可变电容器 是一种可以改变电容大小的电容器 通常由两组铝片组成 其中一组固定不动的叫定片 另一组可以转动的叫动片 转动动片时 两组铝片的正对面积发生变化 电容就随着改变 可变电容器的绝缘物质通常为空气或塑料介质 2 按照电介质不同有纸介电容器 陶瓷电容器和电解电容器等 1 电容器两板间所加的电压不能超过额定电压 2 电容器的额定电压略小于击穿电压 答案 150 f4 5 10 4c150 f 变式训练1 1 答案 c 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 在两极板间插入一块介质 则两极板间的电势差增大 解析 答案 bc 2014 咸阳一模 如图所示 由两块相互靠近的平行金属板组成的平行板电容器的极板n与静电计相接 极板m接地 用静电计测量平行板电容器两极板间的电势差u 在两板相距一定距离d时 给电容器充电 静电计指针张开一定角度 在整个实验过程中 保持电容器所带电量q不变 下面哪些操作将使静电计指针张角变小 变式训练2 1 a 将m板向下平移b 将m板沿水平向左方向远离n板c 在m n之间插入云母板 介电常数 r 1 d 在m n之间插入金属板 且不和m n接触 在m n之间插入云母板 介电常数 r 1 电容变大 电势差变小 静电计指针张角变小 c选项正确 在m n之间插入金属板 间距变小 静电计指针张角变小 d选项正确 答案 cd 2014 江苏一模 如图为某位移式传感器的原理示意图 平行金属板a b和介质p构成电容器 则 答案 d 如图所示 电源电压恒定 则接通开关s的瞬间 通过电阻r的电流方向是从 到 平行板电容器充电稳定后 在将两板间距离增大的过程中 通过r的电流方向是从 到 如果电容器充电平衡后 先断开开关s 再将两板间距离增大 在此过程中 r上 填 有 或 无 电流通过 变式训练3 1 答案 abba无 如图所示 一平行板电容器跟一电源相接 当s闭合时 平行板电容器极板a b间的一带电液滴恰好静止 若将两板间距离增大为原来的两倍 那么液滴的运动状态如何变化 若先将s断开 再将两板间距离增大为原来的两倍 液滴的运动状态又将如何变化 答案 见解析 方法总结 平行板电容器之间的电场为匀强电场 带电体可以在内部处于平衡状态 也可以做匀变速直线 曲线运动 所以平行板电容器很容易与牛顿定律 运动学方程联合考查 同时 电场力做功又会引起带电体的电势能变化 所以又有必要分析平行板电容器内部的电势或电势差 有的甚至需用功能关系求解 2014 岳阳模拟 如图所示 两极板水平放置的平行板电容器与电动势为e的直流电源连接 下极板接地 静电计外壳接地 闭合电键s时 带负电的油滴恰好静止于电容器中的p点 下列说法正确的是 变式训练4 1 a 若将a极板向下平移一小段距离 平行板电容器的电容将变小b 若将a极板向上平移一小段距离 静电计指针张角变小c 若将a极板向下平移一小段距离 p点电势将升高d 若断开电键s 再将a极板向下平移一小段距离 则带电油滴将向下运动 答案 c 1 下列说法正确的是 a 任何两个靠得很近的导体都能构成电容器 与是否带电无关b 电容器是盛放电荷和电能的仪器 只有带电的电容才能称为电容器c 电容器的带电荷量为2c 说明每个极板的带电荷量为1cd 电容器的带电荷量为2c 说明每个极板的带电荷量的绝对值均为2c 解析 两导体靠得很近 且相互绝缘才是电容器 故a错 是否为电容器与是否盛放电荷无关 故b错 电容器所带的电荷量是一个极板所带电量的绝对值 c错 d对 答案 d 2 2015 常德汇文中学期中 如图 对一个给定的电容器充电时 下列的图象中能正确反映电容器的带电量q 电压u和电容器电容c之间关系的是 解析 电容器的电容不随电压和电荷量的变化而变化 a选项错误 b选项正确 根据公式q cu可知 电荷量与电压成正比 c选项正确 d选项错误 答案 bc 3 某电容器上标有 1 5 f 9v 的字样 则 a 该电容器所带电荷量不能超过1 5 10 6cb 该电容器所加电压不能超过9vc 该电容器击穿电压为9vd 当给该电容器加4 5v的电压时 它的电容值变为0 75 f 解析 该标示值为电容器电容和能允许加的最大电压 加在该电容器上的电压超过9v就会击穿它 能够给电容器充的最大电荷量为q cum 1 5 10 6 9c 1 35 10 5c 电容器电容与所加电压无关 因此当给电容器加4 5v的电压时 其电容值仍为1 5 f 故b正确 答案 b 4 2015 北京六十七中期中 如图所示 将一平行板电容器通过开关s与电源相连 极板a b与水平面平行 闭合开关 待电路达到稳定后 将a板向下平移一小段距离 如图中虚线所示 这样会使