2019-2020学年高中物理 第1章 电场 电流 4 电容器课件 新人教版选修1-1

四电容器1．了解电容器的功能及其工作原理，知道常见的电容器有哪些．2．了解不同的电容器电容量不同，知道决定电容器电容的因素．一、电容器1．电容器(1)概念：两个彼此绝缘而又相互靠近的______组成电容器．(2)作用：是容纳(储存)________的装置．导体电荷2．平行板电容器(1)定义：在两个正对的平行________中间夹上一层绝缘物质——________，就形成一个最简单的电容器，叫做平行板电容器．(2)构造极板——两个电介质——(3)带电特点：两极板带______________电荷，分布在两极板相对的内侧．金属板电介质金属板绝缘物质等量异种3．充电把电容器两极板分别与________________相连，使电容器两极板分别带有_________电荷，这一过程称为充电．充电时有短暂的充电电流，充电结束时电容器所在电路中无电流，电容器两极板间电压等于电源电压．如图1－4－1所示．图1－4－1电池正、负极等量异种二、电容1．电容的大小：在一定的______下，不同电容器的极板上储存的电荷有多有少，也就是电容器的电容___________．2．两极间正对面积________，极板间距离________，电容________．极板间的________的性质也会影响电容的大小．3．电容的国际单位是法拉，简称____，符号____．实际常用的单位是微法(μF)和皮法(pF)，它们的关系是1μF＝________F，1pF＝________.温馨提示电容决定于电容器的本身结构，与电容器是否充电、充电多少无关．电压有大有小越大越小越大电介质法F10－610－12F三、常见的几种电容器图1－4－2一、电容器的充、放电过程1．充电过程特点(如图1－4－3所示)：(1)有电流，电流方向是从正极板流入，电流是由大变小；(2)电容器所带电荷量增大；(3)电容器两极板间的电压升高；图1－4－3(4)电容器中的电场强度增大．当电容器充电结束后，电容器所在电路中无电流，电容器两极板间的电压与充电电压相等．2．放电过程特点(如图1－4－4所示)：(1)有电流，电流方向是从正极板流出，电流是由大变小；(2)电容器所带电荷量减小；(3)电容器两极板间的电压降低；(4)电容器中的电场强度减小．3．电容器的带电荷量充电结束后，电容器的两个极板带有等量异种电荷，它的一个极板所带电荷量的绝对值，叫做电容器的带电荷量．图1－4－4二、电容器的表示符号及参数1．表示电容器的符号(1)：固定电容器，其电容C是不变的．(2)：电解电容器，有“＋”“－”极之分，连接时不能接错．(3)：可变电容器，一般是改变两绝缘片的正对面积来改变电容．2．电容器的击穿电压和额定电压(1)击穿电压：电容器两极板间电压超过某一数值，电介质被击穿，电容器损坏，这个极限电压称为电容器的击穿电压．电容器正常工作时的电压应低于击穿电压．(2)额定电压：电容器长期工作时所能承受的电压，额定电压低于击穿电压．电容器外壳上标的是工作电压也称为额定电压．电容器的理解例1如图1－4－5所示，C为电容器，E为电源，S为单刀双掷开关，A为小灯泡，电容器原来不带电，S为断开状态．试分析：(1)当S接M时，小灯泡会有什么变化？(2)当S由接M改为接N时，小灯泡会怎样？图1－4－5解析(1)当S接M，电源给电容器充电，充电电流会使小灯泡发光，但因充电时间很短，小灯泡亮一下就很快暗下来，并熄灭．(2)S接N时，电容器要放电，放电电流会使灯泡闪亮一下，放电结束后，灯泡熄灭．答案见解析借题发挥充电或放电过程中都会产生瞬间变化电流，两过程电流方向相反，过程结束后电流为零，瞬间电流都会使小灯泡发生闪亮现象．1．下列关于电容器的叙述中正确的是()A．电容器是储存电荷和电能的容器，只有带电的电容器才称为电容器B．任何两个彼此绝缘而又相互靠近的导体，都能组成电容器，而且跟这两个导体是否带电无关C．电容器所带的电荷量是指单个极板所带电荷量的绝对值D．电容器充电过程是将其他形式的能转变成电容器的电能并储存起来；电容器放电过程是将电容器储存的电能转化为其他形式的能【答案】BCD【解析】电容器是任何两个彼此绝缘而又互相靠近的导体组成的能够储存电荷和电能的装置．与是否带电无关，则A错，B正确．电容器充电时，将其他形式的能转化为电能储存起来；反之，放电过程是将它储存的电能转化为其他形式的能，故D都正确．由电容器的性质知C正确．综上所述答案为B、C、D.电容器的理解与应用例2如图1－4－6所示，是一个由电池、电阻R与平行板电容器组成的串联电路，在增大电容器两极板间距离的过程中()A．电容器电容变大B．电容器电容变小C．电容器放电D．电容器充电图1－4－6解析电容器极板间距离越大，电容越小，故A错，B正确；电容减小，电容器容纳电荷的本领减小，电容器的带电荷量减小，故电容要放电，C正确，D错误．答案BC2．下列哪些方法可以改变电容器的电容()A．改变电容器两极上的电荷量B．改变电容器两极板间的电压C．改变电容器两极板的正对面积D．改变电容器两极板间的距离【答案】CD【解析】电容器的电容是表示储存电荷能力的物理量，与电容器两极间的电压以及它所带的电荷量无关，与电容器两极板的正对面积、两极板间的距离以及极板间电介质的性质有关．故A、B错，C、D对．1．关于平行板电容器的电容，下列说法正确的是()A．跟两极板的正对面积S有关，S越大，C越大B．跟两极板的间距d有关，d越大，C越大C．跟两极板上所加电压U有关，U越大，C越大D．跟两极板上所带电量Q有关，Q越大，C越大【答案】A电容器的理解【解析】由电容的决定式C＝εS4πkd，可知只有选项A正确．2.平行板电容器充电后断开电源，然后将两极板间的距离逐渐增大，则在此过程中()A．电容逐渐增大B．极板间场强逐渐增大C．极板间电压保持不变D．极板上电量保持不变【答案】D电容器的理解与应用【解析】断开电源之后，极板上电量保持不变，选项D正确；由C＝εS4πkd，可知极板间距d增大，电容C减小，选项A错误；由C＝QU，可知极板间电压增大，选项C错误；由E＝Ud＝QCd＝4πkQεS，可知极板间场强不变，选项B错误．