18《电容器与电容》课件(新人教版选修3-1)

第八节电容器与电容１、定义：任何两个彼此绝缘又相距很近的导体，组成一个电容器。一、电容器电介质电容器的极板电容器的极板注：任何两个彼此绝缘又相隔很近导体，都可以看成是一个电容器相邻两同学是否构成电容器？能构成。两个平行金属板夹上一层绝缘物质能否构成一个电容器？能构成。这种电容器叫平行板电容器，它是一种最简单的电容器。锡箔绝缘纸2、电容器的充电：将电容器两个极板带上电荷的过程，叫电容器的充电。一、电容器＋＋＋＋＋＋＋＋－－－－－－－－＋Q－Q正极板负极板两板分别带等量异种电荷，每个极板带电量的绝对值叫电容器的带电量E有短暂的电流两极间有电压储存能量充电过程由电源获得电能储存在电场中，称为电场能3、电容器的放电：用导线将充电后的电容器两极接通，两极失去电荷的过程，叫电容器的放电。一、电容器＋＋＋＋＋＋＋＋－－－－－－－－＋Q－Q在放电过程中导线上有短暂的电流产生电容器两极正负电荷通过导线中和。注意：①电容器充电的过程中，在两极间加电压、两板带等量异种电荷不断增大,直到两极电压等于电源电压为止，该过程中电路中有短暂的充电电流；②电容器充电后切断电源电荷不消失，从电源获得的电能储存在了电场中——电场能。③电容器的电量：指一个极板所带电量的绝对值。举例：圆柱型水杯容器的储水问题:hhABC1.水位每升高h，试比较A、B、C的储水量2.哪个储水本领大？3.如何反映其储水本领？Qh水量深度S截面积V与h的关系=ShV+++++++-------++++----类比QU＝C即：C大容纳电荷的本领大C小容纳电荷的本领小S的大小与V、h无关UUQQ电容的定义：电容器所带电量Q与电容器两极间的电压U的比值，叫电容器的电容。＋＋＋＋＋＋＋＋－－－－－－－－＋Q－Q二、电容器的电容UUQC容纳电荷的本领，与水桶截面积S类比电容的定义式:Q指每一个极板带电量绝对值,U表示电容器两板的电势差—电压.理解：电容器的电容与Q、U无关，由电容器本身的结构决定。UQC电容在数值上等于使两极板间的电势差增加1V时，所需要的电荷量。意义：电容是一个反映电容器容纳电荷本领大小的物理量。UQC电容的单位：二、电容器的电容法拉:F还有：微法（µＦ）、皮法（pＦ）pFFF126101011F=1C/V如果一个电容器带1C电量时，两极间电压是1V，这个电容器的电容就是1F1、关于电容，下列说法中正确的是（）A．电容器的极板上带电量越大，这只电容器的电容就越大B．电容器的极板间电压越大，这只电容器的电容就越大C．如果电容器两极板上没有带电，它的电容为零D．对某一个电容器来说，两板间的电势差随所带电量的增加而增加电容器的电容与电量Q及电压U都无关，由电容器本身决定。与水桶截面积S类似。例与练怎样使电容器所带的电荷量不变？将电容器充电后与电源断开怎样测电容器两极板间的电势差的大小？它是由验电器改装而成的，它的金属球接一导体，金属外壳接另一导体，从指针的偏角可测出两导体间的电势差。静电计：测量电势差。1、电容与两板正对面积S的关系：三、平行板电容器的电容SUSUUQCSCCC静电计2、电容与板间距离d的关系：三、平行板电容器的电容dUdUdC1CUQCC3、电容与电介质的关系：三、平行板电容器的电容介质UrCCUQC4、平行板电容器的电容公式：三、平行板电容器的电容SCdC1两板间距离kdSCr4两板正对面积介电常数真空εr=1静电力常量rC解决好平行板电容器的两类问题要抓住两个关键：A、充电后仍连接电源，电容器两端电压不变；B、充电后断开电源，电容器上的电荷量保持不变。d增加4SCkdC减小Q=CUQ减小E=U/dE减小S减小4SCkdC减小Q=CUQ减小E=U/dE不变电容器始终与电源连接，U保持不变。解题关键解题关键电容器充电后与电源断开，Q保持不变。d增加4SCkdC减小U=Q/CU增加E=U/dE不变S减小4SCkdC减小U==Q/CU增加E=U/dE增加分析（1）分析（2）1、固定电容器：电容固定不变四、常用电容器（1）聚苯乙烯电容器：以聚苯乙烯薄膜为电介质，用两层铝箔为极板。符号：1、固定电容器：四、常用电容器＋－（2）电解电容器：用铝箔做一个极板，以铝箔上很薄的一层氧化膜为电介质，用浸过电解液的纸做另一个极板。符号：电容较大正负极不能接反，不能接交流电2、可变电容器：四、常用电容器两极由两组铝片组成，固定的一组铝片叫做定片，可以转动的一组铝片叫做动片;空气为电介质。转动动片，使两组铝片的正对面积发生变化，电容相应变化。符号：3、击穿电压和额定电压：四、常用电容器加在电容器两极板上的电压不能超过某一个限度，超过这个限度，电介质将被击穿，这个电压称为击穿电压。电容器正常工作时两极板上的最大电压，称为额定电压。额定电压比击穿电压低外壳上标的电压是额定电压2、如图所示，将平行板电容器两极板分别接在电压是6V的电池组正负极，跟电池组负极相连的极板带电量为-9.0×10-8C，则电容器的带电量为C，电容器的电容为PF。若将此电容器两极接电压12V的电池组正负极，电容器的电容为PF。＋＋＋＋＋＋＋＋－－－－－－－－＋Q－Q9.0×10-81.5×1041.5×104电容与电压U无关例与练3、对于一给定的电容器，在如下图所示中，描述电容C、带电荷量Q、电压U之间的相互关系的图线中正确的是（）例与练4、用两节相同的电池分别给两个原来不带电的电容器充电，已知C1C2，当电容器达到稳定时，电容器C1和C2的带电量分别为Q1和Q2，则（）A．Q1Q2B．Q1Q2C．Q1=Q2D．无法确定21UU21CC21QQ例与练5、电容器的电容C=2.0×10-8F，如果电容器两极板电压增加了10V，则电容器的带电量变化了多少？UQC11UQC电容的另一种定义式11CUQ22UQC22CUQ)(1212UUCQQUCQ即C102.0-7例与练5、平行板电容器充电平衡后仍与电源相连，两极板间的电压是U，充电荷量为Q，两极板间场强为E，电容为C，现将两极板间距离减小，则（）A.Q变大B.C变大C.E不变D.U变小不变UdECQdC1UQC例与练6、平行板电容器充电平衡后与电源断开，两极板间的电压是U，充电荷量为Q，两极板间场强为E，电容为C，现将两极板间距离减小，则（）A.Q变大B.C变大C.E不变D.U变小不变QddUECUCdQSkQ4E与d无关，即E不变。例与练7、用电压为U的直流电源给电容为C平行板电容器充电，充完电后电容器两板间的场强大小为E。（1）充完电后，若仍闭合电键K，将电容器两极板正对面积变为原来的一半，则电容器的电容变为，流过导线中的电流方向为从极板流向极板。C/2正负例与练7、用电压为U的直流电源给电容为C平行板电容器充电，充完电后电容器两板间的场强大小为E。（2）充完电后，若断开电键K，将电容器的两个极板距离变为原来的一半，则电容器的电容变为，电容器两极板间的电压变为，电容器两极板间的电场强度为。2CU/2E例与练7、用电压为U的直流电源给电容为C平行板电容器充电，充完电后电容器两板间的场强大小为E。（3）充完电后，若仍闭合电键K，将一块厚度为两板距离一半的平行于极板的矩形金属块放入两极板中间，电容器的电容变为，流过导线中的电流方向为从极板流向极板。2C负正例与练8、平行板电容器两板距离为4cm，带电量为8×10-8C，板间场强为4×104N/C，则其电容为，若保持其它条件不变，而使两板正对面积减为原来的1/2，则其电容为，若将两板距离增加为8cm，则两板间场强为，电容为。5×10-11F2.5×10-11F4×104N/C2.5×10-11F例与练9、平行金属板A、B间距离为6cm，电势差UAB=300V保持不变，将一块3cm厚的矩形导体平行放入A、B板之间，它左侧面P与A平行正对且离A板1cm，以B板电势为零，则A、B两板正中央一点C的电势由此而发生怎样的变化？（）A、变为零B、仍为150VC、升高50VD、降低50VABPC例与练10、如图所示，平行板电容器A、B间有一带电油滴P正好静止在极板正中间，现将两极板间稍错开一些，其它条件不变。则（）A．油滴将向上加速，电流计中电流由b流向aB．油滴将向下加速，电流计中电流由a流向bC．油滴将静止不动，电流计中电流由b流向aD．极板带电量减少，两板间电势差和场强不变不变USCQ不变d不变E例与练11、水平放置的平行板电容器，两板相距5mm，电容为2μF，当将其充电到两板电压为100V时，一个质量为10-10g的带电尘埃正好在板间静止。则尘埃的电荷量为C。mgFNmgF12101CNdUE/1024CEFq17105例与练12、某电解电容器上标有“25v470μF”的字样，对此，下述说法中正确的是（）A.当电容器两极间电压是25v时，电容器的电容才是470μFB.电容器两极间电压必须是25v时，电容器才能正常工作C.电容器两极间电压必须在直流25v以下时，电容器才能正常工作D.这种电容器使用时，必须考虑电容器的两根引线的极性额定电压25V是电容器正常工作时两极板上的最大电压电容器的电压多数情况下是交流电压例与练13、把可变电容器的动片旋进去一些，电容器的电容______；如果把两板间的电介质由空气换成陶瓷，则电容______；如果增大两板间的电势差，则电容______（以上填“变大”、“变小”或“不变”）；如果把动片全部旋出来，则电容______（填“最大”或“最小”）。例与练变大变大不变最小