電容器的電容課件PPT課件

1、第一課時(shí)第1頁/共46頁第2頁/共46頁第3頁/共46頁第4頁/共46頁第5頁/共46頁.2電容器的充放電第6頁/共46頁第7頁/共46頁思考：圓柱型水杯容器的儲(chǔ)水問題思考：圓柱型水杯容器的儲(chǔ)水問題: :hhABC1. 1.水位升高相同高度水位升高相同高度h h，試比較，試比較A A、B B、C C的儲(chǔ)水量的儲(chǔ)水量2 如何反映水杯的儲(chǔ)水本領(lǐng)？如何反映水杯的儲(chǔ)水本領(lǐng)？hQ深度水量S截面積第8頁/共46頁第9頁/共46頁UQCUQC或或第10頁/共46頁UQCUQC或或第11頁/共46頁【針對練習(xí)針對練習(xí)1】 BC第12頁/共46頁一個(gè)電容器，充電后所帶電荷量為一個(gè)電容器，充電后所帶電荷量為Q=4

2、10-6C時(shí)，它的兩極板間的電勢差時(shí)，它的兩極板間的電勢差U=2V，由此可知，該電容器的電容是由此可知，該電容器的電容是_F。如果再充進(jìn)如果再充進(jìn)410-6C的電荷量，其電容為的電荷量，其電容為_F。如果用導(dǎo)線將電容器兩極相連，放電完畢后，其電容為如果用導(dǎo)線將電容器兩極相連，放電完畢后，其電容為_F。 C取決于取決于電容器自身結(jié)構(gòu)電容器自身結(jié)構(gòu)， 而與是否帶電及帶電多少無而與是否帶電及帶電多少無關(guān)。關(guān)。210-6【針對練習(xí)針對練習(xí)2】 210-6210-6第13頁/共46頁猜想猜想: :平行板電容器的電容的大小可能由哪些因素決平行板電容器的電容的大小可能由哪些因素決定呢？定呢？三 平行板電容器

3、的電容間距間距d正對正對面積面積s電介質(zhì)電介質(zhì)思考思考 怎樣使電容器所帶的電荷量不變？怎樣使電容器所帶的電荷量不變？將電容器充電后與電源斷開將電容器充電后與電源斷開由由 得：當(dāng)?shù)茫寒?dāng)Q Q不變時(shí)，不變時(shí)，C C的變化可由的變化可由U U的變化反映出來，例如：的變化反映出來，例如：U U變大時(shí)，表示變大時(shí)，表示C C一定減小了。一定減小了。第14頁/共46頁思考思考 怎樣測電容器兩極板間的電勢差的大??？怎樣測電容器兩極板間的電勢差的大??？ 它是由驗(yàn)電器改裝而成的，它的金屬它是由驗(yàn)電器改裝而成的，它的金屬球接一導(dǎo)體，金屬外殼接另一導(dǎo)體，從球接一導(dǎo)體，金屬外殼接另一導(dǎo)體，從指針指針的偏角的偏角可測出

4、兩導(dǎo)體間的可測出兩導(dǎo)體間的電勢差電勢差。靜電計(jì)：靜電計(jì)：測量電勢差。測量電勢差。第15頁/共46頁間距間距d正對正對面積面積s電介質(zhì)電介質(zhì)板間電勢差板間電勢差U U 電容電容C C板間距板間距d d增大增大 增大增大減小減小減小減小減小減小增大增大正對面積正對面積S S增大增大減小減小增大增大減小減小增大增大減小減小電介質(zhì)電介質(zhì)插入插入減小減小增大增大拔出拔出增大增大減小減小板間電勢差板間電勢差U U 電容電容C C板間距板間距d d 正對面積正對面積S S 電介質(zhì)電介質(zhì) 第16頁/共46頁 板間充滿某種介質(zhì)時(shí)，板間充滿某種介質(zhì)時(shí)，C C會(huì)變?yōu)榘彘g為真空時(shí)的會(huì)變?yōu)榘彘g為真空時(shí)的若干倍，這一倍數(shù)

5、叫這種電介質(zhì)的相對介電常數(shù)，若干倍，這一倍數(shù)叫這種電介質(zhì)的相對介電常數(shù)，用用r r表示。表示。公式：公式：幾種電介質(zhì)的介電常數(shù)幾種電介質(zhì)的介電常數(shù)r電介質(zhì)電介質(zhì)空氣空氣石蠟石蠟陶瓷陶瓷玻璃玻璃云母云母介電常數(shù)介電常數(shù)1.0005 2.02.1641168理論及實(shí)驗(yàn)表明：理論及實(shí)驗(yàn)表明：平行板電容器兩極板間是真空時(shí)，平行板電容器兩極板間是真空時(shí)，電容電容C C跟跟正對面積正對面積S S成正比成正比，跟兩，跟兩極板間距離極板間距離d d成反比成反比。公式：公式：注意：一般性研究中，空氣對電容的影響可忽略第17頁/共46頁QCU4SCkd電容電容定義式定義式?jīng)Q定式?jīng)Q定式（平行板電容器）（平行板電容器

6、）FEq電場強(qiáng)度電場強(qiáng)度定義式定義式?jīng)Q定式?jīng)Q定式2QEkr（真空中的點(diǎn)電荷）（真空中的點(diǎn)電荷）類比理解普適普適第18頁/共46頁（一）分類第19頁/共46頁（二）電容器使用時(shí)應(yīng)注意的問題（二）電容器使用時(shí)應(yīng)注意的問題1 1、電容器的擊穿電壓：、電容器的擊穿電壓： 加在電容器兩極板上的電壓不能超過某一限度，超過這個(gè)限度，電介質(zhì)將加在電容器兩極板上的電壓不能超過某一限度，超過這個(gè)限度，電介質(zhì)將被擊穿，電容器損壞，這個(gè)極限電壓稱為擊穿電壓。被擊穿，電容器損壞，這個(gè)極限電壓稱為擊穿電壓。2 2、電容器的額定電壓：、電容器的額定電壓： 電容器正常工作時(shí)的最大電壓電容器正常工作時(shí)的最大電壓 額定電壓低于擊

7、穿電壓額定電壓低于擊穿電壓3 3、電解電容器電解電容器正負(fù)極不能接反，正負(fù)極不能接反，不能接交流電。不能接交流電。 第20頁/共46頁指出圖中銘牌的含義第21頁/共46頁【例題例題1】AB第22頁/共46頁【例題2】 對于給定的電容器，在描述電容對于給定的電容器，在描述電容量量C、帶電量帶電量Q、兩板間電勢差、兩板間電勢差U的相互關(guān)系中，的相互關(guān)系中，下列圖下列圖116中正確的是中正確的是( )ACE第23頁/共46頁 如圖所示，如圖所示，A A、B B為兩塊豎直放為兩塊豎直放置的平行金屬板，置的平行金屬板，G G是靜電計(jì)，電鍵是靜電計(jì)，電鍵K K合上后，靜電計(jì)指針張開一個(gè)角度。合上后，靜電計(jì)

8、指針張開一個(gè)角度。下述哪些做法可使指針張角增大？下述哪些做法可使指針張角增大？( )( )A A、使、使A A、B B兩板靠近些；兩板靠近些； B B、使、使A A、B B兩板正對面積錯(cuò)開些；兩板正對面積錯(cuò)開些；C C、斷開、斷開K K后，使后，使B B板向右平移拉開一板向右平移拉開一些；些； D D、斷開、斷開K K后，使后，使A A、B B正對面錯(cuò)開些。正對面錯(cuò)開些。CDCD【例題3】 第24頁/共46頁布置作業(yè)1完成課后習(xí)題2完成自學(xué)叢書三維達(dá)標(biāo)題第25頁/共46頁第26頁/共46頁2 2、有一正充電的平行板電容器，若使它的電荷量減少、有一正充電的平行板電容器，若使它的電荷量減少 3 3

9、1010-4-4C C，其電壓降，其電壓降為原來的三分之一，則電容器原來的帶電量可能是為原來的三分之一，則電容器原來的帶電量可能是4.54.51010-4-4C C3 3、連接在電池兩極上的平行板電容器，當(dāng)兩極板間的距離減小時(shí)A.A.電容器的電容C C變大B.B.電容器極板的帶電量Q Q變大C.C.電容器兩極間的電勢差U U變大D.D.電容器兩極板間的電場強(qiáng)度E E變大 ABD第27頁/共46頁（二）電容器使用時(shí)應(yīng)注意的問題（二）電容器使用時(shí)應(yīng)注意的問題1 1、電容器的擊穿電壓：、電容器的擊穿電壓： 加在電容器兩極板上的電壓不能超過某一限度，超過這個(gè)限度，電介質(zhì)將加在電容器兩極板上的電壓不能超

10、過某一限度，超過這個(gè)限度，電介質(zhì)將被擊穿，電容器損壞，這個(gè)極限電壓稱為擊穿電壓。被擊穿，電容器損壞，這個(gè)極限電壓稱為擊穿電壓。2 2、電容器的額定電壓：、電容器的額定電壓： 電容器正常工作時(shí)的最大電壓電容器正常工作時(shí)的最大電壓 額定電壓低于擊穿電壓額定電壓低于擊穿電壓3 3、電解電容器電解電容器正負(fù)極不能接反，正負(fù)極不能接反，不能接交流電。不能接交流電。 第28頁/共46頁第29頁/共46頁第30頁/共46頁兩類常見問題(判斷C、U、Q、E的變化）skQdUE4skQdUE4第31頁/共46頁skQdkdsQCdQdUE44第32頁/共46頁 【例題2】平行板電容器保持與直流電源兩極連接，充電

11、平衡后，兩極板間的電壓為U U，電荷量為Q Q，兩極板間場強(qiáng)為E E，電容為C,C,現(xiàn)將兩極板間距離減小，則引起變化的情況是( )( ) A.Q A.Q變大 B.CB.C變大 C.EC.E不變 D.UD.U變小討論: :上題中, ,如果電容器充電平衡后與電源斷開，將兩板間距離減小，則引起變化情況是( )( ) A.Q A.Q變大 B.CB.C變大 C.EC.E不變 D.UD.U變小ABBCD 第33頁/共46頁例2 平行板電容器下板接地，兩板平行板電容器下板接地，兩板與電源相連，與電源相連，b b為正中央的點(diǎn)，將為正中央的點(diǎn)，將不帶電的厚金屬板插入兩板正中間不帶電的厚金屬板插入兩板正中間的如圖

12、所示位置后，的如圖所示位置后，a a、b b、c c三點(diǎn)三點(diǎn)場強(qiáng)及電勢變化情況為：場強(qiáng)及電勢變化情況為：( )( )A A、E= E E= E 且均增大，且均增大，E E減為零；減為零； B B、U U U U U U ，且三點(diǎn)電勢均減?。?，且三點(diǎn)電勢均減小；C C、E= E E= E 且不變，且不變，E E減為零；減為零； D D、U U U U U U ，且，且U U減小，減小， U U 不變，不變，U U 增大增大。AD第34頁/共46頁 如圖所示，在平行板電容器如圖所示，在平行板電容器正中有一個(gè)帶電微粒。正中有一個(gè)帶電微粒。K K閉合時(shí)，閉合時(shí)，該微粒恰好能保持靜止。在保該微粒恰好能保

13、持靜止。在保持持K K閉合；充電后將閉合；充電后將K K斷開；兩斷開；兩種情況下，各用什么方法能使該種情況下，各用什么方法能使該帶電微粒向上運(yùn)動(dòng)打到上極板？帶電微粒向上運(yùn)動(dòng)打到上極板？A.A.上移上極板上移上極板M M B.B.上移下極板上移下極板N N C.C.左移上極板左移上極板M M D.D.把下極板把下極板N N接地接地 K KM MN N答案：選答案：選B B，選，選C C。例3第35頁/共46頁 傳感器是把非電學(xué)里（如速度、溫度、壓力等）的變化轉(zhuǎn)換成電學(xué)里變化的一種測定液面高度的電容式傳感器的示意圖，金屬芯線與導(dǎo)電液體形成一個(gè)電容器，從電容C大小的變化就能反映液面的升降情況，兩者的

14、關(guān)系是（ ） AC增大表示h增大 BC增大表示h減小 CC減小表示h減小 DC減小表示h增大導(dǎo)電液體金屬芯線電介質(zhì)AC 例4第36頁/共46頁間距間距d正對正對面積面積s電介質(zhì)電介質(zhì)電容電容C C隨兩板間距離的增大而減小，隨兩板間距離的增大而減小，減小而增大；減小而增大；電容電容C C隨正對面積的增大而增大，隨正對面積的增大而增大，減小而減小；減小而減小；電容電容C C隨電介質(zhì)的介電常數(shù)的增大而增大，隨電介質(zhì)的介電常數(shù)的增大而增大，減小而減小。減小而減小。第37頁/共46頁常用電容器，從構(gòu)造上看，可以分為哪些類型？常用電容器，從構(gòu)造上看，可以分為哪些類型？常用的固定電容器有哪些？常用的固定電容

15、器有哪些？電解電容器與其他常用電容器相比有什么顯著特征？電解電容器與其他常用電容器相比有什么顯著特征？圖圖13134242的電容器上標(biāo)的的電容器上標(biāo)的“0.002F0.002F，400V400V”指的是指的是什么？什么？電容電容器器固定電容器固定電容器可變電容器可變電容器聚苯乙烯電容器聚苯乙烯電容器電解電容器電解電容器紙質(zhì)電容器紙質(zhì)電容器陶瓷電容器陶瓷電容器+ +- -常用電容器常用電容器（正負(fù)極不能反接）（正負(fù)極不能反接）電容器的最大耐壓值電容器的最大耐壓值擊穿電壓：擊穿電壓：額定電壓：額定電壓： 電容器長期工作所電容器長期工作所能承受的最大電壓能承受的最大電壓額定電壓低于擊穿電壓額定電壓低

16、于擊穿電壓第38頁/共46頁例2.有一個(gè)充電的平行板電容器,兩極板間的電壓為3v，為使它的電荷量減少310-4C,于是電容器兩極板間的電壓降為原來的1/3，則此時(shí)電容的電容為多少FF ?電容器原來的帶電量為多少C?若兩極板的電荷全部放掉,電容器的電容是多少? 444123 10(1)21503321.5 1034.5 10150QUUUVFFUQCUCCF解析：由，可知C=電容器的電容是由電容器本身決定的，仍為第39頁/共46頁電容器放電過程中電容器放電過程中電流隨時(shí)間變化的圖像電流隨時(shí)間變化的圖像1 1、在圖中畫一個(gè)狹長矩形，它、在圖中畫一個(gè)狹長矩形，它的面積的物理意義是什么？的面積的物理意

17、義是什么？ 電荷量電荷量2 2、怎樣根據(jù)圖像計(jì)算電容器在、怎樣根據(jù)圖像計(jì)算電容器在全部放電過程中釋放的電荷量？全部放電過程中釋放的電荷量？ 圖像與坐標(biāo)軸間的面積圖像與坐標(biāo)軸間的面積 4040格格 Q=3.2Q=3.21010-3-3C C 3 3、根據(jù)以上數(shù)據(jù)估算出的電容是多少？、根據(jù)以上數(shù)據(jù)估算出的電容是多少？ C=4C=41010-4-4F F第40頁/共46頁電容器電容器 電容電容CQ/U=U/Q，C不由不由Q、U決定決定電容電容 CS /4kd,C由由、S、d電容器自身因素決定電容器自身因素決定電容：描述電容器容納電荷的本領(lǐng)電容：描述電容器容納電荷的本領(lǐng)單位：法拉單位：法拉 符號(hào)：符號(hào)

18、：F 1F1C/V 1F106F1012pF 電容器：任何兩個(gè)彼此絕緣又相隔很近的導(dǎo)體，組成一電容器：任何兩個(gè)彼此絕緣又相隔很近的導(dǎo)體，組成一個(gè)電容器個(gè)電容器電容器電容器電容器分類：固定電容器和可變電容器電容器分類：固定電容器和可變電容器充電：電源能量充電：電源能量 電場能電場能放電：電場能放電：電場能 其他形式能其他形式能電容器所帶電荷量：每一極板所帶電荷量的絕對值電容器所帶電荷量：每一極板所帶電荷量的絕對值 第41頁/共46頁1.電容：表示電容器容納電荷本領(lǐng)的物理量。定義式kdSC43.常見電容器：紙質(zhì)電容器、電解電容器、可變電容器、平行板電容器。電解電容器連接時(shí)應(yīng)注意其“+”、“-”極。平行板電容器2.平行板電容器的電容：4.電容器的充電和