高中物理 1.71.8 了解电容器 静电与新技术课件 粤教版选修31.ppt

第七节了解电容器第八节静电与新技术 第一章电场 学习目标1 了解电容器的基本结构 认识常见的电容器及其应用 2 了解电容器的充放电过程 3 理解电容器 电容的概念和决定电容的因素 4 了解静电的危害 知道静电利用的原理 第一章电场 一 电容器及电容器的充放电1 如图所示 你知道这是什么电子元件吗 其基本构造是怎样的 提示 电容器两电极间夹绝缘介质 2 如图甲所示 把电容器的两个极板分别与电源的正负极相连 两个极板就分别带上了等量的异号电荷 想一想 这个过程中流过电流表的电流方向如何 若将已带电的两极板接通 如图乙所示 流过电流表的电流方向又是怎样的 提示 向右向左 1 电容器的结构电容器由两个 彼此绝缘的导体组成 电容器的导体间可以填充绝缘物质 电介质 常见的平行板电容器就是由两块正对而又相距很近的金属板组成的 2 电容器的充放电 1 充电 使电容器的两个极板带上等量异种电荷的过程 2 放电 使电容器的两极板上的电荷中和的过程 3 电场能 电容器充电后 两极板间存在电场 从电源获得的能量储存在电场之中 称为电场能 互相靠近 二 电容器的电容水缸盛水的本领 由水缸本身决定 与水缸是否盛有水无关 与水缸盛水的多少也无关 电容器是容纳电荷的 容器 电容器容纳电荷的本领与两极板间的电压有关吗 提示 无关 1 定义 电容器所带的电荷量与电容器两极板间的电势差的 叫做电容器的电容 公式 2 物理意义 电容是表示电容器储存 本领大小的物理量 3 单位 在国际单位制中 电容的单位是 简称法 符号是f 在实际使用中还有其他单位 如 它们之间的换算关系是 1f f pf 比值 电荷 法拉 微法 皮法 106 1012 三 决定电容的因素1 根据异种电荷相互吸引 两块相互靠近的金属板就具备了容纳电荷的本领 分别带上正负电荷的金属板便组成了电容器 它的电容与什么量有关 平行板电容器可变电容器提示 与两板间距 板间介质及正对面积有关 2 由于平行板电容器的电容与多种因素有关 故可采取 探究电容的决定因素 变量控制法 1 平行板电容器的电容与两极板的正对面积s成 与两极板间的距离d成 并跟板间插入的 有关 2 公式 当平行板电容器的两极板间为真空时 其电容c0 式中k为静电力常量 当平行板电容器的两极板间充满同一种电介质时 其电容c rc0 式中 r为电介质的 正比 反比 电介质 相对介电常数 四 静电与新技术1 锁住黑烟静电在技术上有很多的应用 如激光打印 喷墨打印 静电除尘 静电复印等 利用静电进行除尘的最大特点是 先使空气中的尘埃带上 并在电场力的作用下被吸附到 上 当尘埃累积到一定程度时 可以在 的作用下落入漏斗中 实现了除尘的作用 静电 金属圆筒 重力 2 防止静电危害静电产生危害的必要条件是积累 的静电荷 因此 防止静电危害的基本原则是 和 以避免静电的积累 常用方法有 非导电材料的抗静电处理等 足够多 控制静电的产生 把产生的静电迅速引走 静电接地 增加湿度 1 静电喷漆是利用了静电的什么性质 提示 异种电荷相互吸引 2 油罐车上常拖有一条铁链 纺织车间中的地毯都织有金属丝 你知道这是为什么吗 提示 接地放电是指为了防止物体上过量积累电荷 而用导体与大地连接 把电荷导入大地进行放电 这样能有效防止静电的危害 电容器的电容 3 c q u与c rs 4 kd 的比较 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 单选 电容器是一种常用的电子元件 对电容器的认识正确的是 a 电容器的电容表示其储存电荷的能力b 电容器的电容与它所带的电荷量成正比c 电容器的电容与它两极板间的电压成正比d 电容的常用单位有 f和pf 1 f 103pf 解析 电容是表示电容器容纳电荷本领的物理量 a正确 电容是表征电容器本身性质的物理量 只与自身的构造因素有关 与电容器所带的电荷量和两极板间的电压无关 b c不正确 电容器常用单位的换算关系是1 f 106pf d不正确 a 1 单选 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c 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 q 1 0 10 6c时 两板间电压升高10v 则电容器的电容无法确定 a 平行板电容器的两类典型问题 2 平行板电容器充电后 切断与电源的连接 并保持两极板绝缘如果两极板切断与电源的连接 并保持两极板绝缘 电容器既不会充电也不会放电 电容器的带电荷量q就保持不变 电容器的极板距离d 极板的正对面积s 电介质的相对介电常数 r发生变化 将引起电容器的电容c 两极板间的电压u 极板间的场强e的变化 可根据下列几式讨论c u e的变化情况 单选 用变量控制法 可以研究影响平行板电容器电容的因素 如图所示 设两极板正对面积为s 极板间的距离为d 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 减小s 则 变小d 保持d不变 减小s 则 不变 a 2 双选 一充电后的平行板电容器保持两极板的正对面积 间距和电荷量不变 在两极板间插入一电介质 其电容c和两极板间的电势差u的变化情况是 a c增大b c减小c u增大d u减小 ad 与电容有关的力学问题 范例 10分 如图所示 水平放置的两平行金属板a b相距为d 电容为c 开始时两极板均不带电 a板接地且中央有一小孔 现将带电液滴一滴一滴地从小孔正上方h高处无初速地滴下 设每滴液滴的质量为m 电荷量为q 落到b板后把电荷全部传给b板 则 1 第几滴液滴将在a b间做匀速直线运动 2 能够到达b板的液滴不会超过多少滴 思路点拨 1 第n滴在a b板间做匀速直线运动时 滴到b板上的液滴共 n 1 滴 2 当液滴恰好达到b板时