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1 第第 08 节 电容器的电容节 电容器的电容 一 三维目标设计 一 三维目标设计 通过对电学原件电容器的学习 培养理论联系实际的能力 能够认识到理论对实践的指导通过对电学原件电容器的学习 培养理论联系实际的能力 能够认识到理论对实践的指导 作用 懂得哲学原理的辨证美 作用 懂得哲学原理的辨证美 二 考点探究 重难点辨析二 考点探究 重难点辨析 1 知道电容器以及常用的电容器 知道电容器以及常用的电容器 I 2 理解电容器电容的概念及其定义式 理解电容器电容的概念及其定义式 C Q U 并能用来进行有关计算 并能用来进行有关计算 II 3 知道平行板电容器的电容与哪些因素有关 知道平行板电容器的电容与哪些因素有关 4 知道公式 知道公式 C 及其含义及其含义 I 三 讲授新课三 讲授新课 一 知能准备 一 知能准备 1 电容器 电容器 1 两个两个 而又而又 的导体 都可以看成是电容器 的导体 都可以看成是电容器 2 电容器的主要作用是电容器的主要作用是 或或 这种储存在电场中的电能 这种储存在电场中的电能 叫叫 3 任何两个彼此绝缘而又互相靠近的导体 都可以组成一个任何两个彼此绝缘而又互相靠近的导体 都可以组成一个 两块正对着的 互 两块正对着的 互 相平行 互相绝缘而又靠近的金属板 是最简单的电容 相平行 互相绝缘而又靠近的金属板 是最简单的电容 2 电容 电容 1 定义 电容器所带定义 电容器所带 与与 的比值叫这个电容器的电容 的比值叫这个电容器的电容 2 定义式 定义式 C 与与 Q U 无关 仅由电容器本身决定 无关 仅由电容器本身决定 3 单位 单位 F F pF 1pF 10 6 F 10 12F 4 意义 是描述电容器容纳电荷本领大小的物理量 数值上等于使电容器两极板间的电势差增意义 是描述电容器容纳电荷本领大小的物理量 数值上等于使电容器两极板间的电势差增 加加 1V 所增加的带电量 所增加的带电量 3 常见电容器的名称通常用电介质的名称来命名 例如聚苯乙烯电容器的绝缘介质是聚苯乙 常见电容器的名称通常用电介质的名称来命名 例如聚苯乙烯电容器的绝缘介质是聚苯乙 烯 陶瓷电容器 云母电容器的绝缘介质分别是烯 陶瓷电容器 云母电容器的绝缘介质分别是 等等 电解电容器则是等等 电解电容器则是 用浸过电解液的纸作电容器的一个用浸过电解液的纸作电容器的一个 4 电容器的主要参数 电容器的主要参数 1 击穿电压 电容器两极间电压击穿电压 电容器两极间电压 某一数值 电介质被击穿 电容器损坏 这个极限电压某一数值 电介质被击穿 电容器损坏 这个极限电压 为电容器的击穿电压 电容器正常工作时的电压应低于击穿电压 为电容器的击穿电压 电容器正常工作时的电压应低于击穿电压 2 额定电压 电容器额定电压 电容器 所能承受的电压 额定电压低于击穿电压 所能承受的电压 额定电压低于击穿电压 3 电容值 电容器上一般都标有电容值及额定电压值 电容值 电容器上一般都标有电容值及额定电压值 二 探究实验 二 探究实验 1 探究电容器的充 放电过程并回答问题 探究电容器的充 放电过程并回答问题 1 正确描述充电过程电流的大小方向 两板上的电荷量 电压 场强 能量如何变化 正确描述充电过程电流的大小方向 两板上的电荷量 电压 场强 能量如何变化 2 正确描述放电过程电流的大小方向 两板上的电荷量 电压 场强 能量如何变化 正确描述放电过程电流的大小方向 两板上的电荷量 电压 场强 能量如何变化 3 放电的过程实质是什么 放电的过程实质是什么 2 探究平行板电容器的电容与哪些因素有关 探究平行板电容器的电容与哪些因素有关 1 介绍静电计 静电计是在验电器的基础上改造而成的 静电计由相互绝缘的两部分构成 静介绍静电计 静电计是在验电器的基础上改造而成的 静电计由相互绝缘的两部分构成 静 电计与电容器的两部分分别连接在一起 则电容器上的电势差就等于静电计上所指示的电势差电计与电容器的两部分分别连接在一起 则电容器上的电势差就等于静电计上所指示的电势差 U U 的大小就从静电计上的刻度读出的大小就从静电计上的刻度读出 2 已充电的平行板电容器与静电计连接如上图所示 电容器极板上的电荷量不变 当板间距离已充电的平行板电容器与静电计连接如上图所示 电容器极板上的电荷量不变 当板间距离 增大时增大时 如图甲如图甲 静电计指针的偏角将 静电计指针的偏角将 板间电势差将 板间电势差将 电容器的电容将 电容器的电容将 说明电容器的电容跟板间距离成 说明电容器的电容跟板间距离成 当正对面积减小时 当正对面积减小时 如图乙如图乙 静电计的偏角将 静电计的偏角将 板间电势差将 板间电势差将 电容将 电容将 说明电容器的电容跟正对面积成 说明电容器的电容跟正对面积成 当 当 两板间插入电介质时两板间插入电介质时 如图丙如图丙 静电计的偏角将 静电计的偏角将 板间电势差将 板间电势差将 电容将 电容将 说明电容器的电容跟两板间的电介质有关 说明电容器的电容跟两板间的电介质有关 3 平行板电容器的电容 实验结论 平行板电容器的电容 实验结论 1 平行板电容器的电容 与平行板正对面积平行板电容器的电容 与平行板正对面积 S 和电介质的相对介电常量和电介质的相对介电常量 的乘积成正比 与的乘积成正比 与 极板间的距离极板间的距离 d 成反比 成反比 2 公式 公式 C k 为静电力常量 为静电力常量 是一个常数 与电介质的性质有关 称为电介质的相对介电常数 是一个常数 与电介质的性质有关 称为电介质的相对介电常数 4 电容和电容器 电容和电容器 电容器是一个仪器 而电容是一个物理量 它表征了电容器容纳电荷的本领 电容器是一个仪器 而电容是一个物理量 它表征了电容器容纳电荷的本领 电容器的电荷量是一个极板上电荷量的绝对值 电容器的电荷量是一个极板上电荷量的绝对值 电容电容 C 是用比值定义法定义的 本章学过的电场强度是用比值定义法定义的 本章学过的电场强度 E 电势 电势 都是用比值法定义 都是用比值法定义 的 不能说电容的 不能说电容 C 与与 Q 成正比 与成正比 与 U 成反比 电容成反比 电容 C 由电容器本身的性质决定 与由电容器本身的性质决定 与 Q U 的的 2 大小无关 大小无关 三 课堂练习 三 课堂练习 1 有一充电的平行板电容器 两板间电压为 有一充电的平行板电容器 两板间电压为 3V 现使它的电荷量减少 现使它的电荷量减少 3 10 4C 于是电容 于是电容 器两极板间电压降为原来的器两极板间电压降为原来的 1 3 此电容器的电容是 此电容器的电容是 F 电容器原来的带电荷量是 电容器原来的带电荷量是 C 若电容器极板上的电荷量全部放掉 电容器的电容是 若电容器极板上的电荷量全部放掉 电容器的电容是 F 2 下面关于电容器及其电容的叙述正确的是 下面关于电容器及其电容的叙述正确的是 A 任何两个彼此绝缘而又相互靠近的导体 就组成了电容器 跟这两个导体是否带电无关 任何两个彼此绝缘而又相互靠近的导体 就组成了电容器 跟这两个导体是否带电无关 B 电容器所带的电荷量是指每个极板所带电荷量的代数和 电容器所带的电荷量是指每个极板所带电荷量的代数和 C 电容器的电容与电容器所带电荷量成反比 电容器的电容与电容器所带电荷量成反比 D 一个电容器的电荷量增加 一个电容器的电荷量增加 Q 1 0 10 6C 时 两极间电压升高 时 两极间电压升高 10V 则电容器的电容无 则电容器的电容无 法确定法确定 3 如图 如图 3 所示 电路中 所示 电路中 A B 为两块竖直放置的金属板 为两块竖直放置的金属板 G 是一只静电计 开关是一只静电计 开关 S 合上后 合上后 静电计指针张开一个角度 下述哪些做法可使指针张角增大静电计指针张开一个角度 下述哪些做法可使指针张角增大 A 使 使 A B 两板靠近一些两板靠近一些 B 使 使 A B 两板正对面积错开一些两板正对面积错开一些 C 断开 断开 S 后 使后 使 B 板向右平移拉开一些板向右平移拉开一些 D 断开 断开 S 后 使后 使 A B 正对面积错开一些正对面积错开一些 图图 3 图图 4 图图 5 图图 6 4 2009 郑州高二检测郑州高二检测 如图如图 4 的电路中的电路中 C 是平行板电容器 在是平行板电容器 在 S 先触先触 1 后又扳到后又扳到 2 这时将 这时将 平行板的板间距拉大一点 下列说法正确的是平行板的板间距拉大一点 下列说法正确的是 A 平行板电容器两板的电势差不变 平行板电容器两板的电势差不变 B 平行板电容器两板的电势差变小 平行板电容器两板的电势差变小 C 平行板电容器两板的电势差增大 平行板电容器两板的电势差增大 D 平行板电容器两板间的电场强度不变 平行板电容器两板间的电场强度不变 5 传感器在自动控制中有着广泛的应用 图 传感器在自动控制中有着广泛的应用 图 5 是一种测定液面高度的电容式传感器的示意图 是一种测定液面高度的电容式传感器的示意图 A 为固定的导体芯 为固定的导体芯 B 为导体外面的一层绝缘物质 外部为导

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