第一章1.8_電容器及電容新人教版選修3-1

1、 問(wèn)題問(wèn)題:電容器到底是什么樣的元件？電容器到底是什么樣的元件？它的作用、構(gòu)造、原理是什么？它的作用、構(gòu)造、原理是什么？ 本節(jié)課就要研究這些問(wèn)題。本節(jié)課就要研究這些問(wèn)題。日光燈中的起輝器日光燈中的起輝器觀察紙介電容器的構(gòu)造觀察紙介電容器的構(gòu)造 該元件有兩片錫箔（導(dǎo)體），中該元件有兩片錫箔（導(dǎo)體），中間是一層薄紙。間是一層薄紙。兩個(gè)平行金屬板夾上一層絕緣物質(zhì)能兩個(gè)平行金屬板夾上一層絕緣物質(zhì)能否構(gòu)成一個(gè)電容器否構(gòu)成一個(gè)電容器? ?相鄰兩個(gè)同學(xué)能否構(gòu)成電容器？相鄰兩個(gè)同學(xué)能否構(gòu)成電容器？能能能能一、電容器一、電容器1 1、任何兩個(gè)、任何兩個(gè)彼此絕緣彼此絕緣又相互靠近的又相互靠近的導(dǎo)體導(dǎo)體都可以構(gòu)成電

2、容器。都可以構(gòu)成電容器。這兩個(gè)導(dǎo)體這兩個(gè)導(dǎo)體稱(chēng)為電稱(chēng)為電容器的容器的電極電極。電容器和電容電容器和電容2.2.電容器的充、放電電容器的充、放電 充電：充電： 電容器兩板分別接在電電容器兩板分別接在電源兩端源兩端, ,兩板帶上等量異兩板帶上等量異種電荷的過(guò)程種電荷的過(guò)程放電：放電：充了電的電容器的兩板用充了電的電容器的兩板用導(dǎo)線(xiàn)相連導(dǎo)線(xiàn)相連, ,使兩板上正、負(fù)使兩板上正、負(fù)電荷中和的過(guò)程電荷中和的過(guò)程是電源的電能轉(zhuǎn)化為電容器是電源的電能轉(zhuǎn)化為電容器的電場(chǎng)能的過(guò)程。的電場(chǎng)能的過(guò)程。是電場(chǎng)能轉(zhuǎn)化為其它形式的能的過(guò)程。是電場(chǎng)能轉(zhuǎn)化為其它形式的能的過(guò)程。(Q增加增加 U增加增加 E增加增加 電場(chǎng)能增加電

3、場(chǎng)能增加)（Q減少減少 U減少減少 E減少減少 電場(chǎng)能減少）電場(chǎng)能減少） 電容器充電后，電容器充電后，任意任意一個(gè)極板帶電量的絕對(duì)值叫一個(gè)極板帶電量的絕對(duì)值叫電容器的帶電量，用電容器的帶電量，用“Q”表示。表示。3、電容器的作用：、電容器的作用：那電容器儲(chǔ)存電荷的本領(lǐng)如何表征呢？那電容器儲(chǔ)存電荷的本領(lǐng)如何表征呢？UQC 容納儲(chǔ)存水容納儲(chǔ)存水容納儲(chǔ)存電荷容納儲(chǔ)存電荷電荷量電荷量Q Q水量水量V V電勢(shì)差電勢(shì)差U U水位差水位差h h橫截面橫截面S S電容電容C ChVS + + + + + + + + +- - - - - - - - - 電電容器水容器 容納儲(chǔ)存電荷容納儲(chǔ)存電荷二、電容二、電容

4、C1.1.定義定義: :把電容器帶電量把電容器帶電量Q Q與兩極板間的電壓與兩極板間的電壓U U的比值叫這個(gè)電容器的電容，用的比值叫這個(gè)電容器的電容，用C C表示表示2.2.定義式定義式：3.3.單位：?jiǎn)挝唬悍ɡǚɡ‵ F） 1F=1C/V1F=1C/V其它單位：其它單位：1F = 101F = 106 6F = 10F = 101212pFpF意義：意義：“C=1F”C=1F”表示當(dāng)表示當(dāng)U=1VU=1V時(shí)，時(shí)，Q=1CQ=1C “C=10F” “C=10F”表示當(dāng)表示當(dāng)U=1VU=1V時(shí)，時(shí)，Q=10CQ=10CUQC 4.4.物理意義：物理意義： 描述電容器容納電荷本領(lǐng)的物理量描述電

5、容器容納電荷本領(lǐng)的物理量電容器的電容與電容器的電容與Q、U無(wú)關(guān)，由電容器本身的結(jié)構(gòu)決定。無(wú)關(guān)，由電容器本身的結(jié)構(gòu)決定。電荷電荷 量量電壓電壓甲同學(xué)說(shuō):“電容器帶電越多,電容越大,不帶電時(shí),電容為零”.此說(shuō)法對(duì)嗎?為什么?思考:乙同學(xué)說(shuō):“若A電容器帶電比B電容器帶電量多,則A的電容就比B的電容大”.此說(shuō)法對(duì)嗎?為什么?研究平行板電容器研究平行板電容器的電容和哪些因素有關(guān)的電容和哪些因素有關(guān)平行板電容器平行板電容器 猜想：平行板電容器的電容跟哪些因素有關(guān)？猜想：平行板電容器的電容跟哪些因素有關(guān)？?jī)蓸O板間的距離兩極板間的距離d d 兩極板間的正對(duì)面積兩極板間的正對(duì)面積S S是否插入電介質(zhì)或電介質(zhì)的

6、種類(lèi)。是否插入電介質(zhì)或電介質(zhì)的種類(lèi)。三三. .決定電容大小的因素決定電容大小的因素 如圖所示，給電容器充電后再脫離電源，此時(shí)靜電計(jì)如圖所示，給電容器充電后再脫離電源，此時(shí)靜電計(jì)指針偏轉(zhuǎn)一個(gè)角度。指針偏轉(zhuǎn)一個(gè)角度。以下情況中靜電計(jì)的指針偏角增大還是減??？以下情況中靜電計(jì)的指針偏角增大還是減?。堪褍砂彘g的距離減??；把兩板間的距離減??；把兩板間的正對(duì)面積減小；把兩板間的正對(duì)面積減小；在兩板間插入相對(duì)介電常數(shù)較大的電介質(zhì)。在兩板間插入相對(duì)介電常數(shù)較大的電介質(zhì)。平行板電容器與哪能些因素有關(guān)平行板電容器與哪能些因素有關(guān)C C和和d d成反比成反比 C C與與S S成正比成正比 C C與與成正比成正比 kd

7、SCr4相對(duì)介電常數(shù)相對(duì)介電常數(shù)正對(duì)面積正對(duì)面積靜電力常量靜電力常量?jī)蓸O板間的距離兩極板間的距離（平行板電容器）（平行板電容器）三三. .決定電容大小的因素決定電容大小的因素 電容器的電容是電容器本身的結(jié)構(gòu)決定，電容器的電容是電容器本身的結(jié)構(gòu)決定，與是否帶電或與帶電量的多少無(wú)關(guān)。與是否帶電或與帶電量的多少無(wú)關(guān)。四、電容器的分類(lèi)四、電容器的分類(lèi) 電容器固定電容器可變電容器聚苯乙烯電容器陶瓷電容器電解電容器紙質(zhì)電容器從電容器的包裝上我們可以得到該電容的那些信息從電容器的包裝上我們可以得到該電容的那些信息五、電容器使用時(shí)應(yīng)注意的問(wèn)題五、電容器使用時(shí)應(yīng)注意的問(wèn)題1 1、電容器的擊穿電壓：、電容器的擊穿

8、電壓： 加在電容器兩極板上的電壓不能超過(guò)某一加在電容器兩極板上的電壓不能超過(guò)某一限度，超過(guò)這個(gè)限度，電介質(zhì)將被擊穿，電容限度，超過(guò)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(chēng)為擊穿電壓。器損壞，這個(gè)極限電壓稱(chēng)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、注意電解電容器的極性、注意電解電容器的極性+電解電容器電解電容器電容的定義式電容的定義式電容的決定式電容的決定式UQC kdSCr4電容器的充、放電過(guò)程電容器的充、放電過(guò)程電容器的電容電容器的電容小結(jié)小結(jié)1、兩個(gè)電容器電量

9、之比為2:1，電壓 之比為1:2， 則它們的電容之比 為 .4:1練習(xí)練習(xí)2對(duì)于一個(gè)確定的電容器的電容正確的理解是( ) A電容與帶電量成正比 B電容與電勢(shì)差成反比C電容器帶電量越大時(shí)，電容越大D對(duì)確定的電容器,每板帶電量增加,兩板間電勢(shì)差必增加 D3下列哪些措施可以使電介質(zhì)為空氣的平行板電容器的電容變大些( ) A使兩極板靠近些 B增大兩極板的正對(duì)面積C把兩極板的距離拉開(kāi)些D在兩極板間放入云母 ABD4用兩節(jié)相同的電池給兩個(gè)電容器C1和C2充電，已知C1C2，當(dāng)達(dá)到穩(wěn)定狀態(tài)時(shí)，兩電容器的電勢(shì)差分別為U1和U2，則( ) AU1U2 BU1=U2 CU1U2 D無(wú)法確定U1與U2的大小關(guān)系B5

10、用兩節(jié)相同的電池給兩個(gè)原來(lái)不帶電的電容器C1和C2充電，已知C1C2，當(dāng)達(dá)到穩(wěn)定狀態(tài)時(shí)，兩電容器每板的帶電量分別為Q1和Q2，則 ()AQ1Q2 BQ1=Q2CQ1Q2D無(wú)法確定Q1與Q2的大小關(guān)系C6對(duì)于給定的電容器，在描述電容量C、帶電量Q、兩板間電勢(shì)差U的相互關(guān)系中，下列圖中正確的是( )ACE如圖所示如圖所示,先接通開(kāi)關(guān)先接通開(kāi)關(guān)S使平行板電容器充電使平行板電容器充電,然后斷開(kāi)然后斷開(kāi)S,則當(dāng)增大兩板間距離時(shí)則當(dāng)增大兩板間距離時(shí),電容器所帶的電容器所帶的電荷量電荷量Q,電容電容C,兩板間電壓兩板間電壓U及兩板間電場(chǎng)強(qiáng)度及兩板間電場(chǎng)強(qiáng)度E的變化情況為的變化情況為( )A.Q變小變小,C不

11、變不變,U不變不變,E不變不變B.Q變小變小,C變小變小,U不變不變,E變小變小C.Q不變不變,C變小變小,U變大變大,E不變不變D.Q不變不變,C不變不變,U變小變小,E變小變小若開(kāi)關(guān)若開(kāi)關(guān)S閉合后不斷開(kāi)閉合后不斷開(kāi),則當(dāng)增大兩板間距離時(shí)則當(dāng)增大兩板間距離時(shí),電容器所帶的電荷量電容器所帶的電荷量Q,電容電容C,兩板間電壓兩板間電壓U及兩板及兩板間電場(chǎng)強(qiáng)度間電場(chǎng)強(qiáng)度E的變化情況為的變化情況為( )平行板電容器充電后，繼續(xù)保持電容器的兩極平行板電容器充電后，繼續(xù)保持電容器的兩極板與電源相連，在這種情況下，電容器兩板間電板與電源相連，在這種情況下，電容器兩板間電勢(shì)差勢(shì)差U不變不變?nèi)缭龃髢砂彘g距如增

12、大兩板間距d,則電容器所帶電量則電容器所帶電量Q減小，板減小，板間場(chǎng)強(qiáng)間場(chǎng)強(qiáng)E減小減小平行板電容器充電后，切斷與電源的連接。電平行板電容器充電后，切斷與電源的連接。電容器所帶電荷量容器所帶電荷量Q不變不變?nèi)缭龃髢砂彘g距如增大兩板間距d，則，則U增大、增大、E不變不變結(jié)論：結(jié)論：兩塊大小形狀完全相同的金屬平板平行放置，兩塊大小形狀完全相同的金屬平板平行放置，構(gòu)成一平行板電容器，與它相連接的電路如圖所構(gòu)成一平行板電容器，與它相連接的電路如圖所示，接通開(kāi)頭，電源即給電容器充電示，接通開(kāi)頭，電源即給電容器充電( )A.保持接通，減小兩極板間的距離，則兩極保持接通，減小兩極板間的距離，則兩極板間的電場(chǎng)強(qiáng)度減小板間的電場(chǎng)強(qiáng)度減小B.保持接通，在兩極板間插入一塊介質(zhì)，則保持接通，在兩極板間插入一塊介質(zhì)，則極板上的電荷量增大極板上的電荷量增大C.斷開(kāi)，減小兩極板間的距離，則兩極板間斷開(kāi)，減小兩極板間的距離，則兩極板間的電勢(shì)差減小的電勢(shì)差減小D.保持接通，在兩極板間插入一塊介質(zhì)，則保持接通，在兩極板間插入一塊介質(zhì)，則極板間的電勢(shì)差增大極板間的電勢(shì)差增大水平放置的平行板電容器與