《电容器的电容》课件(2)

1、1.了解电容的概念及常见电容器，掌握电容的定义 式。 2.知道影响平行板电容器电容大小的因素。 3.会应用平行板电容器的电容公式进行定性分析。 教学目标教学目标 1 1电容器的功能和构造电容器的功能和构造 (1)(1)功能：储存电荷和电能的元件功能：储存电荷和电能的元件 (2)(2)构造：两个彼此绝缘又互相靠近的导体组成构造：两个彼此绝缘又互相靠近的导体组成 一个电容器一个电容器 一、电容器一、电容器 (3)平行板电容器：两块彼此隔开平行放置的金属平行板电容器：两块彼此隔开平行放置的金属 板构成的最简单的电容器两块金属板称为电板构成的最简单的电容器两块金属板称为电 容器的两极容器的两极 (4)

2、电容器的电荷量：电容器工作时，它的两块金电容器的电荷量：电容器工作时，它的两块金 属板的相对表面总是分别带上等量异种电荷属板的相对表面总是分别带上等量异种电荷 Q和和Q，任意一块极板所带电荷量的绝对，任意一块极板所带电荷量的绝对 值叫做电容器的电荷量值叫做电容器的电荷量 2 2电容器的充电和放电电容器的充电和放电 (1)(1)充电：电源使电容器的两极板带上等量异种电荷充电：电源使电容器的两极板带上等量异种电荷 的过程如图甲的过程如图甲 (2)放电：用导线将充好电的电容器的两极板相连，放电：用导线将充好电的电容器的两极板相连， 使两极板的异种电荷中和的过程，如图乙使两极板的异种电荷中和的过程，如

3、图乙 (3)电容器充放电时的能量转化：充电后，电容器电容器充放电时的能量转化：充电后，电容器 储存了电能放电时，储存的电能释放出来，储存了电能放电时，储存的电能释放出来， 转化为其他形式的能转化为其他形式的能 将电容器的两极板分别与电源的正、负极相连，将电容器的两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种电荷同学两个极板就分别带上了等量的异种电荷同学 们往往会有两种错误认识：有些同学认为电容们往往会有两种错误认识：有些同学认为电容 器的带电量是两个极板所带电量的代数和，有器的带电量是两个极板所带电量的代数和，有 些同学认为是两个极板所带电量的绝对值的代些同学认为是两个极板所

4、带电量的绝对值的代 数和数和 辨析：辨析：所谓电容器所带的电量是指每一个极板所谓电容器所带的电量是指每一个极板 所带电荷量的绝对值，不能理解为电容器所带所带电荷量的绝对值，不能理解为电容器所带 电荷的总量电荷的总量 易错点易错点 1定义：电容器所带的电荷量 Q 与电容器两极板间电 势差 U 的比值，叫做电容器的电容 2定义式：CQ U. 3物理意义：电容是描述电容器储存电荷能力的物理 量 4单位：法拉，简称法，符号 F，还有微法(F)和皮法 (pF)，关系 1 F106F1012pF. 二、电容二、电容 5对电容定义式 CQ U的理解 (1)电容由电容器本身的构造决定 电容器的电容是反映电容器

5、容纳电荷本领大小的物理 量，用比值 CQ U来定义，但它却与 Q、U 无关，是由电容 器自身的构造决定的， 即使电容器不带电， 其电容仍然存在， 并且是一个确定的量 6通过 Q U 图象来理解 CQ U 电容的 Q U 图象是一条过原点的直线， 其斜率等于电容器的电容 其中 Q 为一个极板上所带电荷量 的绝对值，U 为两极板间的电势差，可以看出，电容器电容 也可以表示为CQ U， 即电容器的电容的大小在数值上等于 两极板间的电压增加(或减小)1 V 所需增加(或减小)的电荷 量 电容器和电容的比较电容器和电容的比较 电容器是盛放电荷的一种容器，电容是描述这电容器是盛放电荷的一种容器，电容是描述

6、这 种容器盛放电荷本领大小的一个物理量，如果种容器盛放电荷本领大小的一个物理量，如果 把电容器比作水缸，则电容就是这个水缸的横把电容器比作水缸，则电容就是这个水缸的横 截面积水缸的横截面积越大，水缸容纳水的截面积水缸的横截面积越大，水缸容纳水的 本领就越大本领就越大 易混点易混点 1平行板电容器平行板电容器 (1)基本结构：由两块彼此绝缘、互相靠近的基本结构：由两块彼此绝缘、互相靠近的 平行金属板组成，是最简单的，也是最基本的平行金属板组成，是最简单的，也是最基本的 电容器电容器 (2)板间电场：板间板间电场：板间(除边缘外除边缘外)形成匀强电场，形成匀强电场， 电场强度大小为电场强度大小为E

7、U/d，方向垂直极板平面，方向垂直极板平面 三、平行板电容器的电容三、平行板电容器的电容 2平行板电容器的电容大小的决定因素探究平行板电容器的电容大小的决定因素探究 (1)方法：采取控制变量法，在电容器带电荷量方法：采取控制变量法，在电容器带电荷量 Q不变的情况下，只改变电容器的极板正对面不变的情况下，只改变电容器的极板正对面 积积S，板间距离，板间距离d，板间电介质，板间电介质r中的一个量中的一个量 (2)静电计电势差的意义：由于静电计的金属球静电计电势差的意义：由于静电计的金属球 与其中一个极板相连，两者电势相等，静电计与其中一个极板相连，两者电势相等，静电计 的金属外壳与另一个极板相连的

8、金属外壳与另一个极板相连(或同时接地或同时接地)， 两者电势相等所以静电计的电势差实质上也两者电势相等所以静电计的电势差实质上也 反映了电容器两极板间的电势差的大小反映了电容器两极板间的电势差的大小 3平行板电容器的电容(实验结论) 平行板电容器的电容C与极板的正对面积S及板间的电 介质的相对介电常数r成正比，与极板间距离 d 成反比， 则 C rS 4kd. 注意注意 4CQ U与 C rS 4kd的比较 公式 内容 CQ U C rS 4kd 公式特点定义式决定式 意义 对某电容器 QU， 但Q UC 不变，反映 容纳电荷的本领 平行板电容器，C r，CS，C1 d，反 映了影响电容大小的

9、 因素 联系 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 5平行板电容器的两类问题的分析方法平行板电容器的两类问题的分析方法 (1)平行板电容器连接在电源两端，电容器的平行板电容器连接在电源两端，电容器的d、S、 r发生变化时，将引起发生变化时，将引起C、Q、U、E变化变化 条件：如图所示，条件：如图所示，S闭合，电容器与电源保持闭合，电容器与电源保持 连接，两极板间的电势差连接，两极板间的电势差U保持不变保持不变 (2)如图所示，平行板电容器充电后，切断与电如图所示，平行板电容器充电后，切断与电 源的连接，电容器的源的连接，电容器的d

10、、S、r发生变化时，将发生变化时，将 引起电容的引起电容的C、Q、U、E怎样变化怎样变化 条件：电容器充电后与电源断开，极板上所条件：电容器充电后与电源断开，极板上所 带电荷量保持不变带电荷量保持不变 注意注意 1电容器的种类电容器的种类 (1)按电容是否可变按电容是否可变 固定电容器：固定电容器的电容是固定不变的，固定电容器：固定电容器的电容是固定不变的， 如聚苯乙烯电容器和电解电容器如聚苯乙烯电容器和电解电容器 可变电容器：是一种可以改变电容大小的电容可变电容器：是一种可以改变电容大小的电容 器，通常由两组铝片组成，其中一组固定不动器，通常由两组铝片组成，其中一组固定不动 的叫定片，另一组

11、可以转动的叫动片，转动动的叫定片，另一组可以转动的叫动片，转动动 片时，两组铝片的正对面积发生变化，电容就片时，两组铝片的正对面积发生变化，电容就 随着改变可变电容器的绝缘物质通常为空气随着改变可变电容器的绝缘物质通常为空气 或塑料介质或塑料介质 四、常见电容器四、常见电容器 (2)按照电介质不同按照电介质不同 有纸介电容器、陶瓷电容器和电解电容器等有纸介电容器、陶瓷电容器和电解电容器等 2电容器的符号 (1)固定电容器：符号为“” (2)可变电容器：符号为“” (3)电解电容器：符号为“” 3击穿电压和额定电压击穿电压和额定电压 (1)击穿电压：加在电容器两极板上的电压不能超击穿电压：加在电

12、容器两极板上的电压不能超 过某一限度，超过这个限度，电介质将被击穿，过某一限度，超过这个限度，电介质将被击穿， 电容器损坏，这个极限电压称为击穿电压电容器损坏，这个极限电压称为击穿电压 (2)额定电压：电容器长期工作时所能承受的电额定电压：电容器长期工作时所能承受的电 压电容器外壳上标的就是额定电压，它比击压电容器外壳上标的就是额定电压，它比击 穿电压要低穿电压要低 (1)电容器两板间所加的电压不能超过额定电压电容器两板间所加的电压不能超过额定电压 (2)电容器的额定电压略小于击穿电压电容器的额定电压略小于击穿电压. 注意注意 1.1.关于电容器电容的理解和辨析关于电容器电容的理解和辨析 有一

13、充电的平行板电容器，两板间电压为 3 V，现使它的 电荷量减少 310 4 C，于是电容器两板间的电压降为原来 的1 3，此电容器的电容是多大？电容器原来的带电荷量是多 少？若电容器极板上的电荷量全部放掉，电容器的电容是多 大？ 【答案答案】150 F4.510 4 C 150 F 练习一、练习一、 下列关于电容器和电容的说法中，错误下列关于电容器和电容的说法中，错误 的是的是() A电容器电容器M的体积比的体积比N大，说明大，说明M的电容一定比的电容一定比 N的大的大 B对于确定的电容器，其带的电荷量与两板间对于确定的电容器，其带的电荷量与两板间 的电压的电压(小于击穿电压且不为零小于击穿电

14、压且不为零)成正比成正比 C无论电容器的电压如何变化无论电容器的电压如何变化(小于击穿电压且小于击穿电压且 不为零不为零)，它所带的电荷量与电压比值恒定不变，它所带的电荷量与电压比值恒定不变 D电容器的电容是表示电容器容纳电荷本领的电容器的电容是表示电容器容纳电荷本领的 物理量，其大小与加在两板上的电压无关物理量，其大小与加在两板上的电压无关 解析：解析： 答案：答案：A 两块大小、形状完全相同的金属平板平行放置，构两块大小、形状完全相同的金属平板平行放置，构 成一平行板电容器，与它相连接的电路如图所成一平行板电容器，与它相连接的电路如图所 示接通开关示接通开关S，电源即给电容器充电则，电源即

15、给电容器充电则() 2.关于平行板电容器的两类典型问题的求解方法关于平行板电容器的两类典型问题的求解方法 A保持保持S接通，减小两极板间的距离，接通，减小两极板间的距离， 则两极板间电场的电场强度减小则两极板间电场的电场强度减小 B保持保持S接通，在两极板间插入一块接通，在两极板间插入一块 介质，则极板上的电荷量增大介质，则极板上的电荷量增大 C断开断开S，减小两极板间的距离，则两极板间的，减小两极板间的距离，则两极板间的 电势差减小电势差减小 D断开断开S，在两极板间插入一块介质，则两极板，在两极板间插入一块介质，则两极板 间的电势差增大间的电势差增大 【解析】 【答案答案】BC 练习二、练

16、习二、如图所示，用静电计可以测量已充电的平如图所示，用静电计可以测量已充电的平 行板电容器两极之间的电势差行板电容器两极之间的电势差U.现使现使B板带电，板带电， 则下列判断正确的是则下列判断正确的是() A增大两极板之间的距离，指针张角变大增大两极板之间的距离，指针张角变大 B将将A板稍微上移，静电计指针张角将变大板稍微上移，静电计指针张角将变大 C若将玻璃板插入两板之间，则静电计指针张若将玻璃板插入两板之间，则静电计指针张 角变大角变大 D若将若将A板拿走，则静电计指针张角变为零板拿走，则静电计指针张角变为零 答案：答案：AB 如图所示，是一个由电池、电阻如图所示，是一个由电池、电阻R与平

17、行板电容器与平行板电容器 组组 成的串联电路，在增大电容器两极板间距离的过程成的串联电路，在增大电容器两极板间距离的过程 中中() 3.电容器的充放电问题的分析方法电容器的充放电问题的分析方法 A电阻电阻R中没有电流中没有电流 B电容器的电容变小电容器的电容变小 C电阻电阻R中有从中有从a流向流向b的电流的电流 D电阻电阻R中有从中有从b流向流向a的电流的电流 【答案答案】BC 练习三、练习三、如图所示，电源电压恒定，则接通开关如图所示，电源电压恒定，则接通开关S的的 瞬间，通过电阻瞬间，通过电阻R的电流方向是从的电流方向是从_到到 _；平行板电容器充电稳定后，在将两板；平行板电容器充电稳定后

18、，在将两板 间距离增大的过程中，通过间距离增大的过程中，通过R的电流方向是从的电流方向是从 _到到_；如果电容器充电平衡后，；如果电容器充电平衡后， 先断开开关先断开开关S，再将两板间距离增大，在此过程中，再将两板间距离增大，在此过程中， R上上_ (填填“有有”或或“无无”)电流通过电流通过 答案：答案：ABBA无无 如图所示，一平行板电容器跟一电源相接，当如图所示，一平行板电容器跟一电源相接，当 S闭合时，平行板电容器极板闭合时，平行板电容器极板A、B间的一带电间的一带电 液滴恰好静止若将两板间距离增大为原来的液滴恰好静止若将两板间距离增大为原来的 两倍，那么液滴的运动状态如何变化？若先将

19、两倍，那么液滴的运动状态如何变化？若先将 S断开，再将两板间距离增大为原来的两倍，断开，再将两板间距离增大为原来的两倍， 液滴的运动状态又将如何变化？液滴的运动状态又将如何变化？ 4.关于平行板电容器的综合问题 【答案答案】见解析见解析 【方法总结】【方法总结】 平行板电容器之间的电场为匀强电场，带电体平行板电容器之间的电场为匀强电场，带电体 可以在内部处于平衡状态，也可以做匀变速直可以在内部处于平衡状态，也可以做匀变速直 线、曲线运动所以平行板电容器很容易与牛线、曲线运动所以平行板电容器很容易与牛 顿定律、运动学方程联合考查同时，电场力顿定律、运动学方程联合考查同时，电场力 做功又会引起带电

20、体的电势能变化，所以又有做功又会引起带电体的电势能变化，所以又有 必要分析平行板电容器内部的电势或电势差，必要分析平行板电容器内部的电势或电势差， 有的甚至需用功能关系求解有的甚至需用功能关系求解. 总结总结 1.下列说法正确的是下列说法正确的是() A任何两个靠得很近的导体都能构成电容器，与是否任何两个靠得很近的导体都能构成电容器，与是否 带电无关带电无关 B电容器是盛放电荷和电能的仪器，只有带电的电容电容器是盛放电荷和电能的仪器，只有带电的电容 才能称为电容器才能称为电容器 C电容器的带电荷量为电容器的带电荷量为2 C，说明每个极板的带电荷量，说明每个极板的带电荷量 为为1 C D电容器的

21、带电荷量为电容器的带电荷量为2 C，说明每个极板的带电荷量，说明每个极板的带电荷量 的绝对值均为的绝对值均为2 C 课堂练习课堂练习 解析：解析：两导体靠得很近，且相互绝缘才是电容两导体靠得很近，且相互绝缘才是电容 器，故器，故A错是否为电容器与是否盛放电荷无错是否为电容器与是否盛放电荷无 关，故关，故B错电容器所带的电荷量是一个极板所错电容器所带的电荷量是一个极板所 带电量的绝对值，带电量的绝对值，C错，错，D对对 答案：答案：D 2.如图所示，四个图象描述了对给定的电容器如图所示，四个图象描述了对给定的电容器 充电时，电容器电量充电时，电容器电量Q、电压、电压U和电容和电容C三者的三者的 关系，正确的图象有关系，正确的图象有() 解析：解析：电容器电容的大小是由其本身因素决定的，电容器电容的大小是由其本身因素决定的， 与电压与电压U及电量及电量Q无关，故无关，故A、B错，错，D对；由公对；由公 式式QCU可知，电量可知，电量Q与电压与电压U成正比，故成正比，故C对，对， 正确答案为正确答案为C、D. 答案：答案：CD 3某电容器上标有某电容器上标有“1.5 F,9 V”的字样，则的字样，则() A该电容器所带电荷量不能超过该电容器所带电荷量不能超过1.510 6 C B该电容器所加电压不能超过该电容器所加电压不能超过9 V C该电容器击穿电压为该电容器击穿电压为9 V D当