高中物理 第一章 静电场 第10讲 电容器的电容课件 新人教版选修31.ppt

第一章静电场 第10讲电容器的电容 1 知道电容器的概念和平行板电容器的主要构造 2 理解电容的概念及其定义式和决定式 3 掌握平行板电容器电容的决定式 并能用其讨论有关问题 目标定位 二 平行板电容器的电容和常用电容器 栏目索引 一 电容器和电容 对点检测自查自纠 一 电容器和电容 知识梳理 1 电容器 1 电容器 两个彼此又相距的导体组成一个电容器 2 电容器的充电和放电 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 两个极板将分别带上电荷 这个过程叫做充电 如图1甲所示 充电过程中由电源获得的储存在电容器中 甲 图1 绝缘 很近 等量的异号 电能 答案 放电 用导线把充电后的电容器的两极板接通 两极板上的电荷 电容器又不带电了 这个过程叫做 如图乙所示 放电过程转化为其他形式的能量 2 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 叫做电容器的电容 2 定义式 3 在国际单位制中 电容的单位是 简称 符号是f 常用单位还有微法 f 和皮法 pf 数量值关系 1f f pf 乙 中和 放电 电场能 比值 法拉 法 106 1012 答案 深度思考 1 电容器的带电荷量为两极板所带电荷量的绝对值之和吗 答案不是 电容器的带电荷量是指其中一个极板所带电荷量的绝对值 2 由于c 所以说电容器的电容与电容器所带电荷量成正比 与电容器两极板间的电势差成反比 答案不对 电容是电容器本身的一种属性 大小由电容器自身的构成情况决定 与电容器是否带电 带多少电荷量均无关 答案 典例精析 例1下列关于电容的说法正确的是 a 电容器简称电容b 电容器a的电容比b的大 说明a的带电荷量比b多c 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d 由公式c 知 电容器的电容与电容器两极板间的电压成反比 与电容器所带的电荷量成正比 解析答案 总结提升 解析电容器和电容是两个不同的概念 a错 电容器a的电容比b的大 只能说明电容器a容纳电荷的本领比b强 与是否带电无关 b错 电容器的电容大小和它所带的电荷量 两极板间的电压等均无关 d错 答案c 总结提升 总结提升 c 为比值定义法 c的大小与q u无关 只跟电容器本身有关 当q 0时 u 0 而c并不为零 返回 例2有一充电的电容器 两板间的电压为3v 所带电荷量为4 5 10 4c 此电容器的电容是多少 将电容器的电压降为2v 电容器的电容是多少 所带电荷量变化多少 电容器电压降为2v 电容不变 仍为1 5 10 4f 此时带电荷量为q cu 1 5 10 4 2c 3 10 4c带电荷量减小 q q q 1 5 10 4c 答案1 5 10 4f1 5 10 4f减小1 5 10 4c 解析答案 方法点拨 方法点拨 返回 电容器的电容是由电容器的自身结构决定的 计算电荷量变化时也可以根据c来计算 知识梳理 二 平行板电容器的电容和常用电容器 1 平行板电容器的电容 1 结构 由两块彼此 互相靠近的金属板组成 是最简单的 也是最基本的电容器 2 决定因素 平行板电容器的电容与两平行极板正对面积s成 与电介质的相对介电常数 r成 与极板间距离d成 3 表达式 c 式中k为静电力常量 绝缘 平行 正比 正比 反比 答案 2 常用电容器 1 分类 从构造上可分为电容器和电容器两类 2 额定电压和击穿电压 额定电压 电容器时所能承受的电压 它比击穿电压要 击穿电压 是电容器的极限电压 超过这个电压 电容器内的电介质将被击穿 电容器将被损坏 固定 可变 正常工作 低 答案 深度思考 2 某电容器上标有 1 5 f 9v 的字样 9v指什么电压 答案额定电压 答案 典例精析 例3如图2所示 电路中a b为两块竖直放置的金属板 c是一只静电计 开关s合上后 静电计指针张开一个角度 下述做法可使静电计指针张角增大的是 a 使a b两板靠近一些b 使a b两板正对面积减小一些c 断开s后 使b板向右平移一些d 断开s后 使a b正对面积减小一些 图2 解析答案 总结提升 解析静电计显示的是a b两极板间的电压 指针张角越大 表示两板间的电压越高 当合上s后 a b两板与电源两极相连 板间电压等于电源电压 静电计指针张角不变 当断开s后 板间距离增大 正对面积减小 都将使a b两板间的电容变小 而电容器所带的电荷量不变 由c 可知 板间电压u增大 从而使静电计指针张角增大 所以本题的正确选项是c d 答案cd 总结提升 总结提升 总结提升 平行板电容器充电后 切断与电源的连接 电荷量q保持不变 返回 例4如图3所示 平行板电容器带有等量异种电荷 与静电计相连 静电计金属外壳和电容器下极板都接地 在两极板间有一固定在p点的点电荷 以e表示两板间的电场强度 ep表示点电荷在p点的电势能 表示静电计指针的偏角 若保持下极板不动 将上极板向下移动一小段距离至图中虚线位置 则 a 增大 e增大b 增大 ep不变c 减小 ep增大d 减小 e不变 图3 解析答案 总结提升 易错提示 答案d 易错提示 1 充电后的电容器断开和电源的连接 q一定 3 接地板电势为0 返回 对点检测自查自纠 1 2 3 4 1 对电容的理解 关于电容器的电容 下列说法正确的是 a 电容器不带电时 其电容为零b 电容器带电荷量越多 其电容越大c 电容器两极板间电压越低 其电容越小d 电容器的电容只由它本身的性质决定 解析公式c 是电容器电容的定义式 电容器的电容与u和q均无关 只由它本身的性质决定 选项d正确 d 解析答案 1 2 3 4 2 平行板电容器的两类典型问题 一平行板电容器两极板之间充满云母介质 接在恒压直流电源上 若将云母介质移出 则电容器 a 极板上的电荷量变大 极板间电场强度变大b 极板上的电荷量变小 极板间电场强度变大c 极板上的电荷量变大 极板间电场强度不变d 极板上的电荷量变小 极板间电场强度不变 解析答案 1 2 3 4 解析由c 可知 当云母介质移出时 r变小 电容器的电容c变小 因为电容器接在恒压直流电源上 故u不变 根据q cu可知 当c减小时 q减小 再由e 由于u与d都不变 故电场强度e不变 选项d正确 答案d 1 2 3 4 3 平行板电容器的两类典型问题 多选 如图4所示 用静电计可以测量已充电的平行板电容器两极板间的电势差u 现使b板带正电 则下列判断正确的是 a 增大两极板之间的距离 静电计指针张角变大b 将a板稍微上移 静电计指针张角将变大c 若将玻璃板插入两板之间 则静电计指针张角变大d 若将a板拿走 则静电计指针张角变为零 图4 解析答案 1 2 3 4 解析电容器上所带电荷量一定 由公式c 当d变大时 c变小 再由c 得u变大 当a板上移时 正对面积s变小 c也变小 u变大 当插入玻璃板时 c变大 u变小 当将a板拿走时 相当于使d变得更大 c更小 故u应更大 故选a b 答案ab 1 2 3 4 返回 4 平行板电容器与力学综合 如图5所示 平行板电容器与电动势为e的直流电源 内阻不计 连接 下极板接地 一带电油滴位于电容器中的p点且恰好处于平衡状态 现将平行板电容器的上极板竖直向上移动一小段距离 则 a 带电油滴将沿竖直方向向上运动b p点的电势将降低c 带电油滴的电势能将减小d 电容器的电容减小 极板带电荷量将增大 图5 解析答案 1 2 3 4 返回 解析上极板向