2014版高中物理《课时讲练通》人教版课件选修3-1-1.8电容器的电容资料

8电容器的电容1.知道电容器的概念，相识常见的电容器，通过试验感知电容器的充、放电现象。2.理解电容器的概念及定义方法，驾驭电容器的定义、公式、单位，并会应用定义式进行简洁的计算。3.通过试验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，知道变更电容器的电容大小的方法。重点：电容的概念及影响电容器电容大小的因素。难点：1.电容的引入与理解。2.探讨影响平行板电容器电容大小的因素的试验探究。一、电容器电容1.电容器两个彼此_____又相距很___的导体就组成了一个电容器。电容器可以储存容纳电荷。2.(1)电容器充电：使电容器极板_____的过程。(2)电容器放电：使充电后的电容器极板_________的过程。(3)电容器充电后带电特点：两极板带_________电荷。绝缘近带电失去电荷等量异种3.电容电容器所带的_______与电容器两极板间的_______的比值叫电容。定义式C=___。4.电容的物理意义电容是描述电容器储存电荷本事的物理量。5.电容的单位_____，符号F。1F=106μF＝1012pF。电荷量电势差法拉二、平行板电容器的电容常用电容器1.确定电容大小的因素平行板电容器的电容C与平行板_________S、电介质的相对_________εr成正比，与_____________d成反比。平行板电容器电容的公式：C=_________，式中k为静电力常量。此式为平行板电容器电容的确定式。正对面积介电常数极板间的距离2.常用电容器(1)分类①按电介质分：空气电容器、_________电容器、陶瓷电容器、_____电容器等；②按是否可变分：_____电容器、_____电容器等。(2)电容器的额定电压和击穿电压①额定电压：电容器能够_________工作时的电压。②击穿电压：电介质被击穿时加在电容器两极板上的_____电压，若电压超过这一限度，电容器就会损坏。聚苯乙烯电解可变固定长期正常极限【判一判】(1)静电计是测电势差的仪器。()(2)电容器所带电量是指两极板带电量之和。()(3)电容器的电容与它所带的电荷量成正比。()(4)电容在数值上等于使两极板间的电压增加1V时所需增加的电荷量()提示：(1)静电计是测电势差的仪器，从指针的偏角就可以测出两个导体间的电势差，故(1)正确。(2)电容器带电量指的是一个极板的带电量，故(2)错误。(3)电容的大小是由电容器本身结构确定的，与两板间电压及电容器所带电荷量无关，故(3)错误。(4)由C=可知电容在数值上等于使两极板间的电压增加1V时所需增加的电荷量，故(4)正确。电容器电容1.探究电容器的工作状态(1)按图连接电路，当S先后接a和接b时，会视察到电流表指针的偏转状况是怎样的呢？提示：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)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？提示：①充电过程和放电过程。②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。2.电容的定义式为,怎样理解这三个量之间的关系？某一电容器的是否变更?为什么电容的定义式又可写作？提示：电容器两极板间的电势差随电荷量的增加而增加，电荷量和电势差成正比，它们的比值是一个恒量，每一个电容器都有一个属于自己的常数，与所带电荷量的多少无关。这个比值反映了电容器容纳电荷的实力大小。定义式中，Q、U是正比关系，反映在Q-U图像中是一条直线，电容C就是直线的斜率，所以。【误区警示】在此问题中学生易出现以下错误：认为电容与电量成正比，与电势差成反比。为此老师要讲清晰两个问题：(1)电容的物理意义：电容是反映电容器容纳电荷本事的物理量；(2)是电容的定义式，而非确定式。【学问点拨】对电容器和电容的三点理解(1)电容器是一个仪器，而电容是一个物理量，它表征了电容器容纳电荷的本事。(2)电容器的电荷量是一个极板上电荷量的确定值。(3)电容C是用比值定义法定义的，本章学过的电场强度E、电势φ，都是用比值法定义的。电容。但不能说电容C与Q成正比、与U成反比，电容C由电容器本身的性质确定,与Q、U的大小无关。【探究归纳】1.电容器的工作过程：充电过程和放电过程。2.电容器所带的电荷量：一个极板所带电荷量的确定值。3.电容是反映电容器容纳电荷本事的物理量，电容C与Q和U无关。【典例1】如图所示是描述对给定的电容器充电时其电荷量Q、电势差U、电容C之间相互关系的图像，其中正确的是()【思路点拨】解答本题应明确以下两点：(1)理解电容器电容的物理意义；(2)理解电容的定义式中各物理量间的关系。【解析】选C、D。电容器的电容是由电容器本身确定的，与电容器所带电荷量Q的大小和两极板间的电势差U的大小无关，不能认为C与Q成正比，与U成反比，故D正确，A、B错误；而C图中表示电容器所带电荷量与极板间的电势差成正比，其比值即电容器的电容不变，故C正确。【变式训练】(2012·保定高二检测)关于电容器的电容，下列说法正确的是()A．电容器所带的电荷量越多，电容就越大B．电容器两极板间的电压越高，电容就越大C.电容器所带电荷量增加一倍，电容就增加一倍D.电容是描述电容器容纳电荷本事的物理量，由电容器本身确定，与所带电量【解析】选D。电容是描述电容器容纳电荷本事的物理量，与电容器所带的电荷量、电容器两极板间的电压无关，A、B、C错误，D正确。平行板电容器的电容1.探究平行板电容器的电容试验：探究影响平行板电容器电容的因素。如图，把一已充电的平行板电容器和一静电计相连。探究影响平行板电容器电容的因素。(1)本试验应用的方法是什么？提示：限制变量法。(2)怎样通过试验确定平行板电容器的电容与什么因素有关。提示：①保持极板上的电荷量Q不变，变更两极板的正对面积S，S越大，静电计指示的电势差越小。可得到：S越大，U越小，则C越大。②保持极板上的电荷量Q不变，变更两极板间的距离d,d越小,静电计指示的电势差越小。可得到：d越小，U越小，则C越大。③保持Q、S、d都不变，在两极板中间插入电介质，静电计指示的电势差减小。可得到：插入电介质，U减小，C增大。2．探究平行板电容器的两类典型问题(1)平行板电容器充电后，接着保持电容器两极板与电源两极相连接，电容器的d、S、εr发生变更，将引起电容器的C、Q、U、E怎样变更？提示：①由于电容器始终接在电源上，因此两极板间电势差U保持不变，可依据下列几式探讨C、Q、E的变更状况。②由可知C与εr、S成正比，与d成反比，即随εr、S的增大而增大，随d的增大而减小。③由可知Q与εr、S成正比，与d成反比，即随εr、S的增大而增大，随d的增大而减小。④由可知E与d成反比，即随d的增大而减小。(2)若平行板电容器充电后与电源断开,电容器的C、Q、U、E将随d、S、εr的变更而如何变更？提示：①由于电容器与电源断开，所以电容器上的电荷量Q不变。②由可知C与εr、S成正比，与d成反比，即随εr、S的增大而增大，随d的增大而减小。③由可知，U与d成正比，与εr、S成反比，即随d的增大而增大，随εr、S的增大而减小。④由可知，E随εr、S的增大而减小，在εr、S不变的状况下E为定值。【学问点拨】平行板电容器电荷量和场强(1)两极板电荷量相同，带电性质相反。电容器所带的电荷量是指一个极板所带电荷量的确定值。(2)平行板电容器的电容与极板距离d、正对面积S、电介质的相对介电常数εr间的关系为。(3)平行板电容器内部是匀强电场，。(4)电容器所带电荷量Q＝CU。【规律方法】电容与电介质运动方向的关系电介质板插入电容器两极板间的部分越多，相对介电常数εr越大，电容C越大，故只有电介质板移动的方向会影响εr的大小，而与加速、减速无关。如图：通常利用此关系来推断物体的运动方向。【探究归纳】1.影响电容器电容大小的因素电容器电容大小与极板正对面积S、极板间电介质的相对介电常数εr、两极板间距d有关，公式是。2.与电容器相关的电路动态分析(1)电容器两极板干脆与电源相连，并始终保持连接，则电容器两极板电压不变。(2)电容器充电完成，与电源断开，变更正对面积或板间距或板间的填充介质，电容器极板的带电量不变。【典例2】如图所示的试验装置中，极板A接地，平行板电容器的极板B与一个灵敏的静电计相接。将A极板向左移动，增大电容器两极板间的距离时，电容器所带的电量Q、电容C、两极间的电压U、电容器两极板间的场强E的变更状况是()A．Q变小，C不变，U不变，E变小B．Q变小，C变小，U不变，E不变C．Q不变，C变小，U变大，E不变D．Q不变，C变小，U变大，E变小【思路点拨】解答本题应明确以下两点：(1)电容器两类典型问题的特点；(2)Q、C、E、U、d各量间的关系。【解析】选C。平行板电容器充电完毕后断开，电量不变；板间距离d变大，依据可知，电容减小；依据可知，U变大；依据可知，E不变。故C正确。【规律方法】电容器两类典型问题的基本分析思路(1)明确不变量：是两板间电势差U不变还是所带电荷量Q不变。(2)依据确定电容的变更状况。(3)依据确定电容器所带电荷量Q或两极板间电势差U的变化状况。(4)电容器两板间可视为匀强电场，故用分析板间场强的变更。【变式训练】(2012·牡丹江高二检测)如图所示，把一个平行板电容器与一个静电计相连接后，给电容器带上确定电量，静电计指针的偏转角度反映出电容器两极板间的电势差的大小，现要使静电计指针的偏角减小，可实行的方法是()A.B板向上移一些B.B板向左移一些C.B板向右移一些D.在A、B之间插入有机玻璃板【解析】选C、D。使静电计指针的偏角减小，即使两极板间的电势差减小，依据可知，C、D正确，A、B错误。【温馨提示】电容器是一种特殊重要的电学元件，学习中要明确电容器的物理意义、影响因素以及在实际生活中的应用原理，要学会用静电场的有关学问探讨电容器。【典例】如图所示是一种通过测量电容器电容的变更来检测液面凹凸的仪器的原理图。电容器的两个电极分别用导线接到指示器上，指示器可显示出电容的大小。下列关于该仪器的说法正确的是()考查内容电容器的应用A．该仪器中电容器的电极分别是金属芯柱和导电液体B．金属芯柱外套的绝缘层越厚，该电容器的电容越大C．假如指示器显示电容增大了