电容器的电容

电容器的电容 高中物理 必修加选修 第二册第十三章第八节 新安职高周红涛 知道什么是电容器以及常用的电容器 知道电场能的概念 知道电容器充电和放电时能量的转化 理解电容器电容的概念及其定义C Q U 并能用来进行有关的计算 知道平行板电容器的电容与哪些因素有关 有什么关系 知道公式C S 4 kd及其含义 学习目标 能力目标进一步培养学生的实验能力 分析能力提高学生综合运用知识的能力 德育目标渗透了事物的本质是自身的因素 即由内因决定 不由外因决定的观点 一 电容器 学习目标完成过程 一 电容器 1 定义 电容器 任何两个彼此绝缘 电介质 又相隔很近的导体 两极板 组成一个电容器 学习目标完成过程 学习目标完成过程 思考1 相邻两同学是否构成电容器 构成 中间空气绝缘 人是导体且靠很近 平行板电容器 最简单的电容器 思考2 两个平行金属板夹上一层绝缘物质能否构成一个电容器 构成 金属板导电是导体 这种电容器叫平行板电容器 其中的绝缘物质称之为电介质 充电 电容器两板分别接在电池两端 两板带上等量异种电荷的过程 存储电场能 放电 充了电的电容器的两板用导线相连 使两板上正 负电荷中和的过程 电场能转化其它形式的能 电容器的充放电 学习目标完成过程 学习目标完成过程 二 电容 电容器电量 每一极板所带电荷量的绝对值 电容器能够容纳电荷的多少与什么有关呢 类比于柱形水容器 学习目标完成过程 学习目标完成过程 引入电容概念 电容 反映电容器储存电荷的本领 用C来表示 定义式 C Q U Q U 学习目标完成过程 电容器的电容 电容器所带电荷量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 比值法定义 符号 C 物理意义 电容是表示电容器容纳电荷本领的物理量是由电容器本身的性质 导体大小 形状 相对位置及电介质 决定的 学习目标完成过程 单位 法拉 F 1F 1C V常用单位有微法 F 皮法 pF 1F 106 F 1012pF 例题1 一个电容器所带电量为6 10 11C 其两极板间的电压为60V 求 1 它的电容是多少 2 若使它的电量减少一半 它的电容是多少 3 若使它两极间的电压增加2V 应增加多少电量 学习目标完成过程 学习目标完成过程 解 1 学习目标完成过程 解 1 学习目标完成过程 三 平行板电容器 1 构成 两块平行相互绝缘金属板构成的电容器 3 影响平行板电容器电容的因素演示实验 实验说明 静电计的作用 显示电容器两极板间电压 给电容器充电完毕后 断开极板与起电机连线 电容器所带电量Q不变 学习目标完成过程 三 平行板电容器 实验现象a 改变电容器两极板间距离板间距增大时 静电计指针偏角变大 板间距减小时 静电计指针偏角减小 分析 d增大 Q不变 U增大 根据C Q U 可分析出C减小 d减小时 U减小 根据C Q U 可分析出C增大 说明C 1 d 学习目标完成过程 实验现象b 改变两板正对面积S 可观察到S增大时 指针偏角变小 S减小时 指针偏角变大 分析 S增大 Q不变 U减小 根据C Q U 说明C增大 S减小 Q不变 U增大 根据C Q U 说明C减小 说明C S 学习目标完成过程 实验现象c 插入电介质固定两板位置不变 把电介质板插入 可观察到电介质板进入过程中 静电计指针偏角变小 说明 两极板间插入电介质时比不插入电介质时电容大 学习目标完成过程 4 平行板电容器电容的决定式C 其中 为介电常数 k为静电力恒量 d为两极间距 S为两极正对面积 学习目标完成过程 学习目标完成过程 三 平行板电容器 对于平行板电容器有关的Q U E C的讨论要注意以下两种情况 1 保持两板与电源连接 则电容两极板间的电压U不变 2 充电后断开电源 则电容器所带电荷量Q不变 注意 例题2 如图所示 平行金属板A B组成的电容器 充电后与静电计相连 要使静电计指针张角变大 下列措施中可行的是将 A A板向上移动B B板向右移动C A B之间充满电介质D 使A板放走部分电荷 学习目标完成过程 分析 电容器充电后与静电计相连 说明电容器两极板上所带电量不变 静电计指针张角变大 表示电容器两极板间电压变大 根据电容定义式C Q U U Q Q不变 U变大 说明电容C变小 根据平行板电容的决定式C s 4 kd 当A板向上移动时 S变小 C变小 当B板向右移动时 d变大 C变小 若使A B之间充满电介质则C变大 U变小 若使A板放走部分电荷则Q变小 U变小 答案 AB 学习目标完成过程 例题3 平行板电容器与电池相连 当二极板间距离减小后 则二板间的电压U和电场强度E 电容器电容C及电荷量Q与原来相比 A U不变 E不变 C不变 Q不变B U不变 E变小 C变小 Q变小C U不变 E变大 C变大 Q变大D U不变 E不变 C变大 Q变小 学习目标完成过程 分析 因为平行板电容器始终与电源相连 所以两板间电压不变 根据平行板电容器电容的决定式C s 4 kd d减小 所以C增加 又因为平行板间为匀强电场 根据E U d U不变 d减少 故E增大 根据两板所带电量Q CU U不变 C增大 所以电荷量Q增大 正确答案为C 学习目标完成过程 学习目标完成过程 四 常见电容器 三 常用电容器从构造上看 可以分为固定电容器和可变电容器两类 按电解质分类有 有机介质电容器 无机介质电容器 电解电容器和空气介质电容器等 按极板的形状分 有平行板电容器 柱形电容器 球形电容器等 电容器的击穿电压 加在电容器两端的极限电压 超过此电压 电介质将被击穿 学习目标完成过程 常见电容器实物 第八节电容器电容 电容器 电容 事物的本质是由自身决定 即由内因决定 不由外因决定 练习 1 关于电容器的电容下列说法正确的是 A 它是表征电容器容纳电荷本领的物理量B 它是表征电容器容纳电量多少的物理量C 电容器没有带电时 电容为零D 电容器的电容由电容器本身决定 与