优化方案高中物理 第一章 第8节 电容器的电容课件 新人教版选修31.ppt

第八节电容器的电容 第一章静电场 学习目标1 知道电容器的概念 认识常见的电容器 熟悉电容器的充 放电现象 2 理解电容的概念及定义方法 掌握电容的定义 公式 单位 并会应用定义式进行简单的计算 3 了解影响平行板电容器电容大小的因素 了解平行板电容器的电容公式 4 知道改变平行板电容器电容大小的方法 第一章静电场 一 电容器1 结构 由两个彼此 又相距很近的导体组成 2 带电量 电容器一个极板带电量的绝对值 3 充放电过程 绝缘 带电 电荷 电源的两极 变大 变小 电场能 电场能 判一判 1 1 电容器两极板上一定带等量异种电荷 2 电容器的带电量为两极板所带电量的绝对值之和 3 电容器充 放电时 两极板之间有电流 提示 1 2 3 二 电容1 定义 电容器所带的 与电容器两极板间的 的比值 叫做电容器的电容 3 单位 在国际单位制中的单位是 给电容器带上1库仑的电量 如果两极板间的电势差是1伏 这个电容器的电容就是 1库仑 1伏 1法拉 符号 f 1f 1c v 更小的单位还有 和 换算关系 1f f pf 4 物理意义 表示电容器容纳 的物理量 5 标量 只有大小 没有方向 电荷量q 电势差u 法拉 1法拉 微法 皮法 106 1012 电荷本领 三 平行板电容器的电容1 结构由两个 且彼此绝缘的金属板构成 2 电容的决定因素电容c与两极板间的相对介电常数 r成 跟极板的正对面积s成 跟极板间的距离d成 相互平行 正比 正比 反比 判一判 3 1 其他条件不变时 平行板电容器的电容随极板正对面积的增大而增大 2 其他条件不变时 平行板电容器的电容随极板间距离的增大而增大 3 任何电介质的相对介电常数都大于1 提示 1 2 3 2 电容器的额定电压和击穿电压 1 额定电压 电容器能够 时的电压 2 击穿电压 电介质被 时在电容器两极板上的极限电压 若电压超过这一限度 则电容器就会损坏 聚苯乙烯 电解 可变 固定 长期正常工作 击穿 对c q u和c rs 4 kd 的理解 定义式 决定式 电容器容纳电荷的本领由q u来量度 由本身的结构 如平行板电容器的 r s d等因素 来决定 思路探究 电容器的电容由哪些因素决定 答案 150 f150 f 1 对于水平放置的平行板电容器 下列说法中正确的是 a 将两极板的间距加大 电容将增大b 将两极板平行错开 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 电容将增大解析 影响平行板电容器电容大小的因素有 1 随正对面积的增大而增大 2 随两极板间距离的增大而减小 3 在两极板间放入电介质 电容增大 由此可知b c选项正确 对d选项 实际上是减小了平行板的间距 所以d选项也正确 故选bcd bcd 平行板电容器的两类典型问题 如图所示 a b为平行板电容器的金属板 g为静电计 开始时开关s闭合 静电计指针张开一定角度 下述结论正确的是 a 若保持开关s闭合 将a b两极板靠近些 指针张开角度将变小b 若保持开关s闭合 将a b两极板正对面积变小些 指针张开角度将不变c 若断开开关s后 将a b两极板靠近些 指针张开角度将变大d 若断开开关s后 将a b两极板正对面积变小些 指针张开角度将不变 b 思路探究 电键s闭合时 q u哪个量不变 s断开时呢 解析 静电计指针张开角度与a b两极板间的电压成正比 若保持开关s闭合 无论是将a b两极板靠近些 还是将a b两极板正对面积变小些 a b两极板间的电压都等于电源电压 所以指针张开角度将不变 选项a错误 b正确 若断开开关s后 将a b两极板靠近些 则两极板所带电荷量q保持不变 而其电容c变大 所以u q c将变小 指针张开角度将变小 选项c错误 同理分析 若断开开关s后 将a b两极板正对面积变小些 则q不变 c变小 所以u q c将变大 指针张开角度将变大 选项d错误 解决电容器问题的方法 三个公式 两个不变 首先明确是保持电压不变还是保持电量不变 然后选择公式进行分析即可 记住一个特例 保持电量不变的情况下 只改变两极板间的距离 两极板间的电场强度e不变 2 如图所示 是一个由电池 电阻r与平行板电容器组成的串联电路 在增大电容器两极板间距离的过程中 a 电阻r中没有电流b 电容器的电容变小c 电阻r中有从a流向b的电流d 电阻r中有从b流向a的电流 bc 带电粒子在平行板电容器中的问题是静电场与力学知识的综合 分析方法与力学的分析方法基本相同 先分析受力情况 再分析运动状况和运动过程 平衡 加速或减速 是直线还是曲线 然后选用恰当的规律 如牛顿定律 动能定理及能量守恒定律 解题 带电粒子在电容器中的平衡与运动问题的分析方法 如图所示 a b为平行金属板 两板相距为d且分别与电源两极相连 两板的中央各有一小孔m和n 今有一带电质点 自a板上方相距为d的p点由静止自由下落 p m n在同一竖直线上 空气阻力忽略不计 到达n孔时速度恰好为零 然后沿原路返回 若保持两极板间的电压不变 则 a 把a板向上平移一小段距离 质点自p点自由下落后仍能返回b 把a板向下平移一小段距离 质点自p点自由下落后将穿过n孔继续下落c 把b板向上平移一小段距离 质点自p点自由下落后仍能返回d 把b板向下平移一小段距离 质点自p点自由下落后将穿过n孔继续下落 答案 acd 带电体在匀强电场中运动状态的变化 取决于带电体的受力情况和初速度情况 分析静电力时 电场强度e的变化是个关键 掌握u不变或q不变两种情况下e的变化规律 是解决这类问题的基础 3 如图所示 一平行板电容器跟一电源相接 当s闭