教科版选修3-1电容器电容ppt课件.ppt

电容器电容 1 2 VCD部分线路板 3 一 电容器 2 平行板电容器 两个正对的平行金属扳中间夹上一层绝缘物质 电介质 所组成的电容器 这两个金属板叫电容器的极板 1 概念 两个彼此绝缘又相互靠近的导体 就构成了电容器 3 电容器的带电量 每个极板带电量的绝对值 4 5 4 电容器的充电和放电 1 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 2 放电 把已充电的电容器的两极板接通 两极板上的电荷互相中和 电容器就不再带电 这个过程叫做放电 3 电场能 充电过程中由电源获得的电能储存在电场中 这种能称为电场能 充电过程 放电过程 6 举例 圆柱型容器的储水问题 A B C 1 水位每升高h 试比较A B C的储水量 2 哪个储水本领大 如何反映其储水本领 电容器带电与容器装水的类比 问题探究 7 1 电容器带电的特点 充电后的电容器两极间的电势差 叫电容器的电压 且电容器的带电量Q越多 电压U越高 Q1 0 01C U1 100V Q2 0 02C U2 200V Q3 0 03C U3 300V 两极间有电压U 实验表明 一个电容器所带的电荷量Q与电容器两极间的电压U成正比 比值Q U是一个常量 而且对于不同的电容器 这个比值一般是不同的 可见 这个比值表征了电容器储存电荷的特性 问题探究 8 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差U的比值 叫做电容器的电容 用C表示电容 2 定义式 3 物理意义 电容器的电容在数值上等于使两极板间的电势差为1V时电容器需要带的电荷量 需要的电荷量多 表示电容器的电容大 4 电容是描述电容器容纳电荷本领的物理量 5 单位 SI制 法拉 F 常用 微法 F 皮法 pF 9 10 三 平行板电容器的电容 平行板电容器的电容C跟介电常数 r成正比 跟正对面积S成反比 跟极板间的距离d成反比 式中的k为静电力常量 为电介质的相对介电常数 几种常用电介质的相对介电常数 11 四 常用电容器 电解电容器 1 分类 固定电容器 可变电容器 聚苯乙烯电容器 12 2 电容器的额定电压和击穿电压 1 电容器的击穿电压 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 2 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 注意 电解电容器的极性 13 思考与讨论 平行板电容器充电后 在保持电容器的两极板与电源连接的情况下 如果增大两极板间的距离d 那么 U Q E各如何改变 若切断与电源的连接 情况又如何 1 极板与电源相连接时 U不变 Q UC d增大 则Q减小 E d增大 则E减小 2 极板与电源断开后 Q不变 d增大 则U也增大 当d增大时 E保持不变 14 例题分析 1 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 15 2 一平行板电容器的电容为C 两板间的距离为d 上板带正电 电量为Q 下板带负电 电量也为Q 它们产生的电场在很远处的电势为零 两个带异号电荷的小球用一绝缘刚性杆相连 小球的电量都为q 杆长为l 且l d 现将它们从很远处移到电容器内两板之间 处于图示的静止状态 杆与板面垂直 在此过程中电场力对两个小球所做总功的大小等于多少 设两球移动过程中极板上电荷分布情况不变 C D A B 0 A 16 解 在电场中 带正电荷的小球所在处的电势为U1 带负电荷的小球所在处的电势为U2 将电荷从很远处移到电容器内两板间 电场力对两球分别做功为W1 W2 由电场力做功的定义