高中物理电容器课件新人教版选修11.ppt

电容器 一 识别电容器 请思考电容器的作用 容纳储存电荷 一 识别电容器 1 任何两个彼此绝缘又相互靠近的导体都可以构成电容器 这两个导体称为电容器的电极 2 电容器的种类 1 按电介质的不同分 有纸介电容器 陶瓷电容器 电解电容器等 观察纸介电容器的构造 该元件有两片锡箔 导体 中间是一层薄纸 2 按电容是否可变分 有固定电容器 可变电容器等 电解电容器 正负极不能接反 不能接交流电 聚苯乙烯电容器 固定电容器 电容固定不变 可变电容器 通过改变两极间的正对面积或距离来改变电容 1 电容器的充电充电 使电容器的两个极板带上等量异种电荷的过程 存在瞬间充电电流i 电量q 板间电压uc 板间电场e 电源能量 电场能 充电结束uc 充电电压 2 电容器的放电放电 使电容器两极板上的电荷中和的过程 存在瞬间放电电流i 电量q 板间电压uc 板间电场e 电场能 其他形式的能 在放电结束uc 0 二 电容器的充放电 思考与讨论 那电容器储存电荷的本领如何表征呢 1 电容器所带电量q与电容器两极板间的电势差u的比值 叫电容器的电容 符号c 2 电容的定义式 q指每一个极板带电量绝对值 u表示电容器两板的电势差 即电压 3 电容c的物理意义 反映电容器容纳电荷本领 电容器的电容c与q u无关 由电容器本身的结构决定 三 电容 3 电容在数值上等于使两极板间的电势差增加1v时 所需要的电荷量 4 单位 国际单位制 法拉 法 f 1f 1c v常用单位 微法 f 皮法 pf 1f 106 f 1012pf 课堂训练 1 某一电容器 当所带电量为4 10 6c 两极板间的电势差为20v 求1 电容器的电容 2 当所带电量减半时 电容器的电容为多少 3 如果电容器不带电呢 解 1 2 仍是2 10 7f 3 仍是2 10 7f 研究平行板电容器的电容和哪些因素有关 演示 三 平行板电容器的电容 平行板电容器的电容与两极板的正对面积s成正比 与两极板间的距离d成反比 并跟板间插入的介电常数 成正比 其决定式 其物理意义 平行板电容器的电容由电容器本身结构 s d 决定 与q u无关 四 电容器的主要性能指标 1 电容量2 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 这个极限电压称为击穿电压 电容器的额定电压 电容器正常工作时的最大电压 额定电压低于击穿电压 小结 一 电容器1 任何两个彼此绝缘又相互靠近的导体都可以构成电容器 2 电容器的充电 电容器与电源相连 电源能量 电场能电容器的放电 电容器与导线相连 电场能 其他形式能二 电容1 定义式 2 单位 法拉f1f 106 f 1012pf三 平行板电容器的电容决定式四 电容器使用时注意的问题工作电压 额定电压 击穿电压电解电容器有极性 正负极不能接反 不能接交流电 物义 c与q u无关 由电容器本身结构决定 物义 c由 s d决定 电容器的两种常见题型 1 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 在这种情况下 如增大两板间距d 则电容器电容c 板间电势差u 电容器所带电量q 板间场强e分别如何改变 分析 充电后 继续保持电容器与电源相连 电容器两板间电势差u不变 如增大d 则由 c将减小 再由 q减小 依e u d e将增大 电容器的两种常见题型 2 平行板电容器充电后 切断与电源的连接 在这种情况下 如增大d 则c u q e分别如何改变 分析 充电后 切断与电源相连 电容器电量q不变 如增大d 则由 c将减小 再由 u增大 依 e不变 课堂训练 2 平行板电容器充电后 与电池两极断开连接 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不变 ad 课堂练习 3 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 两板间电场的场强减小 b 保持s接通 在两极板间插入一块介质 极板上的电荷量增大 c 断开s 减小两极板间的距离 两极板间的电势差减小 d 断开s 让两极板左右平移 两极板间的电场强度增大 bcd 课堂练习 课堂练习 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 d 拓展 电容器放电过程中电流随时间变化的图像 1 在图中画一个狭长矩形 它的面积的物理意义是什么 电荷量2 怎样根据图像计算电容器在全部放电过程中释放的电荷量 图像与坐标轴间的面积40格q 3 2 10 3c 3 根据以上数据估算出的电容是多少 c 4 10 4f 2 两个平行金属板夹上一层绝缘物质能否构成一个电容器 1 相邻两个同学能否构成电容器 思考题 能 能 平行板电容器 基本结构 由两块正对而又相距很近的金属板组成 带电特点 两板电荷量等量异号 分布在两板相对的内侧 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 充电过程 演示 电容器的电量q 指一个极板所带电量的绝对值 思考 充电过程 电容器的电量q 电压uc 场强e等如何变化 能量如何变化 电容器充电过程特点 如图 有短暂的充电电流i 电流方向为逆时针方向 电流强度由大到小 电容器所带电荷量q增加 电容器两极板间电压uc升高 电容器中电场强度e增加 电容器充电结束后 电容器所在电路中无电流 电容器两极板间电压与充电电压相等 电容器充电后切断电源电荷不消失 从电源获得的电能储存在了电场中 电场能 放电过程 演示 思考 放电过程 电容器的电量q 电压uc