2020春新教材高中物理 第10章 静电场中的能量 第4节 电容器的电容 第1课时 电容器的电容课件 新人教版必修第三册

第4节电容器的电容 第1课时电容器的电容 知识点一电容器 观图助学 1 2 照相机的电子闪光灯能发出强烈的闪光 这时通过闪光灯的电流相当大 有时可达几千安 照相机的电源能够提供的电流却非常小 为何电子闪光灯能发出强烈的闪光 1 构造 两个彼此 又相互 的导体就可以组成一个电容器 如两块平行金属板正对 靠近且两板间充满绝缘物质 电介质 这两板就组成了平行板电容器 2 电容器的带电荷量 是指其中一个极板所带电荷量的 绝缘 靠近 绝对值 3 电容器的充电和放电 如图所示 1 充电 使电容器两个极板带上等量异种电荷的过程叫作 2 放电 使充电后的电容器两极板的异种电荷中和的过程叫作 充电 放电 思考判断 1 放电后的电容器电荷量为零 电容也为零 2 电容器所带的电荷量是指每个极板所带电荷量的代数和 观图助学 如图甲所示 是一个水杯 众所周知 我们用水杯的容积表征水杯容纳水的本领 如图乙所示 是照相机的电子闪光灯的重要部件电容器 电容器是容纳电荷的一种装置 思考 我们如何表征电容器容纳电荷的本领呢 知识点二电容 电荷量 电势差 法拉 微法 皮法 106 1012 思考判断 1 电容表示电容器容纳电荷的多少 2 电容器的电容与电容器所带电荷量成反比 3 电容器的电容跟它两极板间所加电压成反比 观图助学 如图所示 两块靠近 彼此绝缘的金属板平行放置 构成了一个最简单的电容器 平行板电容器 试说出平行板电容器的结构 试猜想影响平行板电容器的因素有哪些 知识点三平行板电容器 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 观图助学 如图所示 是我们常见的形形色色的电容器 试说出电容器的种类 并思考 其中右下角电容器上所标注的 50v 指的是电容器的什么电压 知识点四常用电容器 1 分类 1 按电容是否可变分 电容器 电容器 2 按电介质分 空气电容器 电容器 陶瓷电容器 电解电容器等 2 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 时加在电容器两极板上的极限电压 若电压超过这一限度 则电容器就会被损坏 可变 固定 聚苯乙烯 正常工作 击穿 3 常见的电容器 1 电解电容器 2 可变电容器 思考判断 1 电容器的电容都是固定不变的 2 电容器两极板上所加的电压不能超过击穿电压 观察探究 按如图所示电路连接好器材 使开关s先后接触a b 观察电流表指针的偏转情况 试结合上述现象讨论 1 当s先后接a和接b时 观察到电流表指针的偏转情况是怎样的 2 电容器的工作过程是怎样的 工作过程中能量是如何转化的 核心要点 对电容器电容的理解 3 电容器带的电荷量q与两极板间的电压u有什么关系 反映了电容器怎样的特性 怎样描述 答案 1 当s接a时 电流表指针发生偏转 当s接b时 电流表指针反向偏转 2 充电过程和放电过程 充电过程中其他形式的能转化为电能 放电过程中电能转化为其他形式的能 探究归纳 试题案例 例1 多选 下列关于电容的说法正确的是 答案ac 例2 有一充电的平行板电容器 两板间电压为u 2v 现使它的电荷量增加 q 5 10 6c 于是电容器两板间的电压升高为6v 求 1 电容器的电容是多大 2 电容器原来所带的电荷量是多少 3 若放掉全部电荷 电容器的电容是多大 解析 1 电容器电势差的变化量为 u 6 2 v 4v 2 电容器原来所带的电荷量q cu 1 25 10 6 2c 2 5 10 6c 3 电容器的电容由本身决定 与是否带电无关 所以放掉全部电荷后 电容仍为1 25 10 6f 答案 1 1 25 10 6f 2 2 5 10 6c 3 1 25 10 6f 方法归纳电容器的电容反映电容器本身容纳电荷量的本领 与其带不带电及带多少电无关 针对训练1 下列关于电容器的说法中正确的是 a 电容器所带的电荷量为两个极板所带电荷量的绝对值之和b 电容器的电容与电容器所带电荷量成正比c 一个电容器的电荷量增加 q 1 0 10 6c时 两极板间的电势差升高 u 10v 则电容器的电容c 1 0 10 7fd 放电后的电容器所带电荷量为零 电容也为零 答案c 针对训练2 一平行板电容器 当极板上所带电荷量增加2 0 10 4c时 极板间的电压增加40v 则当电容器两端所加电压为200v时电容器所带电荷量为多少 代入数据得c 5 10 6f又q cu 代入数据得q 1 10 3c 答案1 10 3c 观察探究 核心要点 平行板电容器的电容及动态分析 答案 1 实验结论 s减小 电势差u增大 电容c减小 2 实验结论 d增大 电势差u增大 电容c减小 3 实验结论 插入电介质 电势差u减小 电容c增大 探究归纳 1 平行板电容器动态问题的分析方法 2 平行板电容器的两类典型问题 试题案例 例3 用控制变量法 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 不变思路点拨通过题图 可以获得以下信息 1 平行板电容器电量保持不变 2 静电计小球与外壳间电压和电容器两极间电压相同 3 静电计指针偏角随静电计小球和外壳间电压的增加而增大 答案a 例4 多选 如图所示 两块水平放置的平行正对的金属板a b与电源e相连 在与两板等距离的m点有一个带电液滴恰处于静止状态 若将b板向上平移一小段距离 但仍在m点下方 下列说法中正确的是 a 液滴仍将处于静止状态b m点电势升高c 带电液滴在m点的电势能增大d 在b板移动前后两种情况下 若将液滴从a板移到b板 静电力做功相同 答案cd 针对训练3 2018 北京理综 19 研究与平行板电容器电容有关因素的实验装置如图所示 下列说法正确的是 a 实验前 只用带电玻璃棒与电容器a板接触 能使电容器带电b 实验中 只将电容器b板向上平移 静电计指针的张角变小c 实验中 只在极板间插入有机玻璃板 静电计指针的张角变大d 实验中 只增加极板带电量 静电计指针的张角变