学教科版选修31 1.6电容器和电容 课件（3）（39张）.ppt

电容器与电容 情景探究一 摄影时如光线不足 你一定知道用闪光灯 在如此短的时间内 仅靠电池直接给闪光灯供电就能发出如此强的光吗 请你探究分析其中的奥妙 内置闪光灯的相机 情景探究三 莱顿瓶 存储电荷的装置 也可称为 电容器 探究感应起电机的构造与工作原理 电脑主板 一 电容器 1 电容器的构造 任何两个彼此绝缘又相互靠近的导体都可以构成电容器 在两个相距很近的平行金属板中间夹上一层绝缘物质 电介质 就组成一个最简单的电容器 叫做平行板电容器 2 电容器的工作状态 作用 可以容纳电荷 充电 把电容器的一个极板与电池组的正极相连 另一个极板与负极相连 两个极板就分别带上了等量的异种电荷 这个过程叫做充电 电容器充电实验 2 电容器的工作状态 作用 可以容纳电荷 充电 使电容器带电的过程 叫充电 特点 a 两极板带等量异种电荷b 两极板间有电压c 极板间有电场d 极板间有电场能 放电 使电容器两极板上的电荷中和的过程 是电场能转化为其它能的过程 2 放电过程的实质 使电场能转化为其它形式的能 1 用导线把充电后的电容器的两极板接通 两极板上的电荷互相中和 电容器不再带电 这个过程叫做放电 电容器是一种储存电场能的装置 电容器的放电 电容器的电荷量q 电容器所带的电荷量 是指每个极板所带的电荷量q的绝对值 思考与讨论 电容器可以充入的电量是无限的么 电容器容纳电荷多少与什么有关 不同的电容器容纳电荷的本领相同吗 理论研究告诉我们 电容器可以充入的电量并不是无限的 随着充电电压的增大 电量也随之增大 不同的电容器容纳电荷的本领是不同的 就像不同的容器的装水量各不相同一样 为了衡量电容器这种本领的异同 我们引入一个新的物理量 电容 那电容器储存电荷的本领如何表征呢 二电容 实验表明 电容器所带的电荷量q与电容器两极板间的电势差成正比 比值q u是一个常量 不同的电容器 这个比值一般是不同的 这个比值表征了电容器储存电荷的特性 ks5u精品课件 二 电容 c 1 定义 把电容器带电量q与两极板间的电压u的比值叫这个电容器的电容 用c表示 2 定义式 c q u3 单位 法拉 f 1f 1c v其它单位 1f 106 f 1012pf4 物理意义 反映电容器容纳电荷的本领 任意一个极板带电量的绝对值叫电容器的带电量 v与h的关系 s 类比 q u c s的大小与v h无关 u u q q 类比法理解电容概念 水容器与电容器 类比结果 c不由q和u来决定 由电容器本身来决定 对一个确定的电容器而言 电容是不变的 c与q u无关 对一个确定的水容器而言 水容是不变的 与m h无关 ks5u精品课件 理解2 电容器的q u图象 c q u c q u 最简单的电容器是平行板电容器猜想 平行板电容器的电容跟哪些因素有关 两极板间的距离d两极板间的正对面积s是否插入电介质或电介质的种类 认识静电计 静电计 由验电器改造而成 是测量电容器两极间电势差的仪器 由静电计指针的偏转角度可知电势差的大小 实验探究 ks5u精品课件 c和d成反比 c与s成正比 c与 成正比 平行板电容器 三 平行板电容的决定因素 电容器的电容是电容器本身的结构决定 与是否带电或与带电量的多少无关 几种常用电介质的相对介电常数 平行板电容器典型问题 类型一 保持电容器的两极板与电源相连 恒量 u 变量 c d s q e q cu 类型二 充电后 切断与电源的连接 恒量 q 变量 c d s u e 思考与讨论 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 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 解析 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 其电势差恒等于电源电压 并保持不变 c s 4 kd s d e u d 1 d q cu u s 4 kd s d 思考与讨论 平行板电容器充电后 切断与电源的连接 在这种情况下 如果增大d 则u q e各如何变化 解析 平行板电容器充电后 切断与电源的连接 电容器不存在充 放电的可能性 两极板上的带电量q始终不变 c s 4 kd s du q c q s 4 kd d se u d q cd q sd 4 kd kq s 1 s 四常用电容器 展示各种电容器实物 电容器是一储能元件 纸质电容器 陶瓷电容器 电解电容器 钽电容器 该元件有两片锡箔 导体 中间是一层薄纸 请带着这样以下几个问题阅读课本第43页常用电容器部分内容 常用电容器 从构造上看 可以分为哪两类 常用的固定电容器有哪些 电解电容器与其它常用电容器相比有什么显著特征 常用电容器可分为固定电容器和可变电容器 聚苯乙烯电容器和电解电容器 电解电容器的正 负极性是固定的 3 击穿电压和额定电压 六 常用电容器 加在电容器两极板上的电压不能超过某一个限度 超过这个限度 电介质将被击穿 这个电压称为击穿电压 电容器正常工作时两极板上的最大电压 称为额定电压 额定电压比击穿电压低 外壳上标的电压是额定电压 常见电容器 例1 两平行金属板 正对放置 充电后两极间的电势差为2v 两极板带电量分别为 6 10 6c和 6 10 6c 求 1 电容c 2 若电势差升高1v 电容c 和所带电量q 为多少 解析 电容器的电容c q u 但电容是由电容器的构造决定的 跟q u无关 1 根据电容的定义式c q u 6 10 6 2 f 3 10 6f 2 若电势差升高1v 电容器的电容仍不变 而此时所带电量q cu 3 10 6 3c 9 10 6c 练习一 如图所示 是描述对给定的电容器充电时极板上带电量 极板间电压 和电容 之间的关系的图象 其中正确的是 答案 bcd 3 全国高考 对于水平放置的平行板电容器 下列说法正确的是 a 将两板间距加大 电容将增大b 将两板平行错开 使正对面积减小 电容将减小c 在下板的内表面上放置一面积和极板相等 厚度小于极板间距的陶瓷板 电容将增大d 在下板的内表面上放置一面积和极板相等 厚度小于极板间距的铝板 电容将增大 课堂练习 4 北京2010 用控制变量法 可以研究影响平行板电容器的因素 如图 设两极板正对面积为 极板间的距离为 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 增大s 则变大 d 保持d不变 增大s 则不变 课堂练习 a 例题 如图所示 是一种通过测量电容器电容的变化来检测液面高低的仪器原理图 电容器的两个电极分别用导线接到指示器上 指示器可显示出电容的大小 下列关于该仪器的说法正确的是 该仪器中电容器的电极分别是金属芯柱和导电液体 金属芯柱外套的绝缘层越厚 该电容器的电容越大 如果指示器显示电容增大了 则说明电容器中的液面升高了 如果指示器显示电容减小了 则说明电容器中的液面升高了 答案 b 5 如图所示 c1和c2是两个相同的平行板电容器 带有相等的电荷量 用导线连接如图 今在电容器c1的两极板间插入一块电介质 在电介质插入的过程中 下列哪些现象会发生 a 导线上有电流通过 方向为a流向b c流向db 导线上有电流通过 方向为b流向a d流向cc 达到稳定时 c1两极板间的电压高于c2两极板间的电压d c2的带电量保持不变 课堂练习 例题分析 6 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k 电源即给电容器充电 a 保持k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k接通 在两极板间插入一块介质 则极板上电量增大c 断开k 减小两极板间的距离 则两极板间的电势差减小d 断开k 在两极板间插入一块介质 则两极板间的电势差增大 bc u 10v c 3 0x10 1