高中物理第1章第8節(jié)《電容器的電容》課件新人教版選修3-1

1、 【設(shè)置情景，引出課題設(shè)置情景，引出課題】電容電容啟動(dòng)器啟動(dòng)器【設(shè)置情景，引出課題設(shè)置情景，引出課題】 【設(shè)置情景，引出課題設(shè)置情景，引出課題】【設(shè)置情景，引出課題設(shè)置情景，引出課題】 一、學(xué)習(xí)目標(biāo)：一、學(xué)習(xí)目標(biāo)： 1.知道電容器的構(gòu)造、用途、充放電過(guò)程知道電容器的構(gòu)造、用途、充放電過(guò)程 2.理解電容的概念及其定義式。理解電容的概念及其定義式。 3.掌握平行板電容器電容的決定式，并能用掌握平行板電容器電容的決定式，并能用其討論有關(guān)問(wèn)題其討論有關(guān)問(wèn)題 4.會(huì)用控制變量法研究實(shí)際物理問(wèn)題會(huì)用控制變量法研究實(shí)際物理問(wèn)題 合合 作作 探探 究究?jī)蓚€(gè)極板（導(dǎo)體）兩個(gè)極板（導(dǎo)體）一層介質(zhì)（絕緣體）一層介質(zhì)

2、（絕緣體）能能存儲(chǔ)電荷存儲(chǔ)電荷師師 導(dǎo)導(dǎo) 生生 學(xué)學(xué)一、電容器一、電容器問(wèn)問(wèn)1 電容器由哪些部分構(gòu)成電容器由哪些部分構(gòu)成問(wèn)問(wèn)3電容器的作用是什么電容器的作用是什么問(wèn)問(wèn)4 用右圖示如何說(shuō)明電容用右圖示如何說(shuō)明電容器的充電、放電過(guò)程？從能器的充電、放電過(guò)程？從能的角度如何理解電容器的充的角度如何理解電容器的充放電過(guò)程放電過(guò)程問(wèn)問(wèn)5 電容器所帶的電量與電電容器所帶的電量與電容器任意極板所帶電量的關(guān)容器任意極板所帶電量的關(guān)系系問(wèn)問(wèn)2相鄰兩個(gè)同學(xué)能否構(gòu)成相鄰兩個(gè)同學(xué)能否構(gòu)成一個(gè)電容器？一個(gè)電容器？12充電：其他形式能轉(zhuǎn)化充電：其他形式能轉(zhuǎn)化為電場(chǎng)能；放電：電場(chǎng)為電場(chǎng)能；放電：電場(chǎng)能轉(zhuǎn)化為其他形式能能轉(zhuǎn)化

3、為其他形式能等于任一極板所帶電等于任一極板所帶電量的絕對(duì)值量的絕對(duì)值合合 作作 探探 究究增大增大 C二、電容二、電容師師 導(dǎo)導(dǎo) 生生 學(xué)學(xué)問(wèn)問(wèn)1 隨著儲(chǔ)水量的增多，水位隨著儲(chǔ)水量的增多，水位升升h儲(chǔ)水量怎么變，哪個(gè)儲(chǔ)水儲(chǔ)水量怎么變，哪個(gè)儲(chǔ)水量最多？量最多？hABC如右圖，圓柱型水杯容器如右圖，圓柱型水杯容器的儲(chǔ)水的儲(chǔ)水問(wèn)問(wèn)2 哪個(gè)儲(chǔ)水本領(lǐng)大？哪個(gè)儲(chǔ)水本領(lǐng)大？問(wèn)問(wèn)3 如何用水容量如何用水容量V與高度與高度h的關(guān)系的關(guān)系反映水容器的儲(chǔ)水本領(lǐng)？反映水容器的儲(chǔ)水本領(lǐng)？問(wèn)問(wèn)4 如右圖，隨如右圖，隨著電量的增多，著電量的增多，電容器兩極板的電容器兩極板的電勢(shì)差如何變電勢(shì)差如何變問(wèn)問(wèn)5 類比法，如何用電量

4、類比法，如何用電量Q與電勢(shì)與電勢(shì)差差U的關(guān)系反映電容器儲(chǔ)存電荷的的關(guān)系反映電容器儲(chǔ)存電荷的本領(lǐng)？本領(lǐng)？Chv深度水量增大增大UQ電勢(shì)差電量C電容S截面積截面積 合合 作作 探探 究究二、電容二、電容師師 導(dǎo)導(dǎo) 生生 學(xué)學(xué)問(wèn)問(wèn)6 電容的定義：電容的定義：?jiǎn)枂?wèn)7 定義式：定義式：?jiǎn)枂?wèn)8 對(duì)定義式的理解：對(duì)定義式的理解：?jiǎn)枂?wèn)9 單位：國(guó)際單位：?jiǎn)挝唬簢?guó)際單位： 常用單位：常用單位：?jiǎn)枂?wèn)10 物理意義：物理意義：電容器所帶的電荷量電容器所帶的電荷量Q與電容器兩與電容器兩極板間的電勢(shì)差極板間的電勢(shì)差U的比值的比值 UQC C與與U、Q無(wú)關(guān)，取決于電容器本無(wú)關(guān)，取決于電容器本身身法拉法拉 符號(hào)符號(hào)F1法法

5、(F)106微法微法(F)1012皮法皮法(pF) 表示電容器容納電荷本領(lǐng)的物理表示電容器容納電荷本領(lǐng)的物理量量 合合 作作 探探 究究極板間距極板間距離離d極板正對(duì)極板正對(duì)面積面積S絕緣介質(zhì)絕緣介質(zhì)材料材料控制變控制變量法量法UQC 三、平行板電容器的電容三、平行板電容器的電容師師 導(dǎo)導(dǎo) 生生 學(xué)學(xué)問(wèn)問(wèn)1平行板電容器的平行板電容器的電容與自身的哪些因電容與自身的哪些因素可能有關(guān)素可能有關(guān)問(wèn)問(wèn)2 用什么方法來(lái)確用什么方法來(lái)確定這些因素與電容的定這些因素與電容的關(guān)系關(guān)系 問(wèn)問(wèn)3具體如何操作具體如何操作感應(yīng)感應(yīng)起電起電Q一定時(shí)：一定時(shí)：U的變化可以反映的變化可以反映C的變的變化化, U的變化通過(guò)靜

6、電計(jì)的指針張角的變化通過(guò)靜電計(jì)的指針張角變化反映，張角越大，變化反映，張角越大，U越大，越大，C越小，反之相反越小，反之相反機(jī)機(jī)電電起起計(jì)計(jì)電電靜靜KdSCr4 -相對(duì)介電常數(shù)相對(duì)介電常數(shù) S-正對(duì)面積正對(duì)面積d-距離距離 K-靜電力常量靜電力常量r平行板電容器平行板電容器C跟介電常數(shù)成正比，跟介電常數(shù)成正比，跟正對(duì)面積跟正對(duì)面積S成正比，跟極板間的成正比，跟極板間的距離距離d成反比成反比合合 作作 探探 究究三、平行板電容器的電容三、平行板電容器的電容師師 導(dǎo)導(dǎo) 生生 學(xué)學(xué)問(wèn)問(wèn)5 精確理論分精確理論分析關(guān)系式為：析關(guān)系式為：?jiǎn)枂?wèn)6該表達(dá)式中該表達(dá)式中各個(gè)物理量的物各個(gè)物理量的物理意義理意義問(wèn)

7、問(wèn)7該表達(dá)式與該表達(dá)式與C=Q/U 的區(qū)別的區(qū)別及聯(lián)系及聯(lián)系問(wèn)問(wèn)4 實(shí)驗(yàn)結(jié)論實(shí)驗(yàn)結(jié)論 例題例題1 1 某一電容器，當(dāng)所帶電量為某一電容器，當(dāng)所帶電量為4 41010-6-6C C，兩極板間的電勢(shì)差為，兩極板間的電勢(shì)差為20v20v，問(wèn)：，問(wèn)：（1 1）當(dāng)所帶電量減半時(shí)，電容器的電容為）當(dāng)所帶電量減半時(shí)，電容器的電容為多少？多少？（2 2）如果電容器不帶電時(shí)，電容器的電容）如果電容器不帶電時(shí)，電容器的電容為多少？為多少？互動(dòng)交流互動(dòng)交流 突破疑難突破疑難 仍為仍為210-5F 例題例題2 2 用控制變量法，可以研究影響平行板用控制變量法，可以研究影響平行板電容器電容的因素，如圖電容器電容的因素，

8、如圖所示所示. 設(shè)兩極板設(shè)兩極板正對(duì)面積為正對(duì)面積為S，極板間的距離為，極板間的距離為d，靜電計(jì)，靜電計(jì)指針偏角為指針偏角為.實(shí)驗(yàn)中，極板所帶電荷量不實(shí)驗(yàn)中，極板所帶電荷量不變，若變，若()互動(dòng)交流互動(dòng)交流 突破疑難突破疑難A保持保持S不變，增大不變，增大d，則，則變大變大B保持保持S不變，增大不變，增大d，則，則變小變小C保持保持d不變，減小不變，減小S，則，則變小變小D保持保持d不變，減小不變，減小S，由，由不變不變A四、四、平行板電容器充電后的兩類典型情況平行板電容器充電后的兩類典型情況思考與討論思考與討論 ：平行板電容器充電后，繼續(xù)保持：平行板電容器充電后，繼續(xù)保持電容器的兩極板與電源

9、相連接。在這種情況下，電容器的兩極板與電源相連接。在這種情況下，如果增大兩極板間的距離如果增大兩極板間的距離d，那么，電容器的電，那么，電容器的電容、兩極板間的電勢(shì)差容、兩極板間的電勢(shì)差U、電容器所帶的電量、電容器所帶的電量Q、兩極板間的場(chǎng)強(qiáng)兩極板間的場(chǎng)強(qiáng)E各如何變化？各如何變化？解析：平行板電容器充電后，繼續(xù)保持電容器解析：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接，其電勢(shì)差恒等于電源的兩極板與電源相連接，其電勢(shì)差恒等于電源電壓，并保持不變。電壓，并保持不變。 C =S/4kdS/d E = U/d1/d Q = CU =US/4kdS/d思考與討論思考與討論 ： 平行板電容器充

10、電后，平行板電容器充電后，切斷與電源的連接。在這種情況下，如果切斷與電源的連接。在這種情況下，如果增大增大d，則，則U、Q、E各如何變化？各如何變化？解析：平行板電容器充電后，切斷與電源的連接，電容器不存在解析：平行板電容器充電后，切斷與電源的連接，電容器不存在充、放電的可能性，兩極板上的帶電量充、放電的可能性，兩極板上的帶電量Q始終不變。始終不變。C =S/4kdS/dU = Q/C = Q/（S/4kd）d/SE = U/d = Q/Cd = Q/（Sd/4kd）= 4kQ/S 1/S小結(jié)：平行板電容器充電后的兩類典型情況小結(jié)：平行板電容器充電后的兩類典型情況 電容器始終連接在電源上，兩極

11、間的電容器始終連接在電源上，兩極間的電壓電壓U保持不變。保持不變。 電容器充電后，切斷與電源的連接，電容器充電后，切斷與電源的連接，電容器的帶電容器的帶電荷量電荷量Q保持不變。保持不變。常用電容器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+-定片動(dòng)片達(dá)標(biāo)檢測(cè)達(dá)標(biāo)檢測(cè)1 1對(duì)于一個(gè)電容器，下列說(shuō)法正確對(duì)于一個(gè)電容器，下列說(shuō)法正確的是（的是（ ）A. 電容器兩板間電壓越大，電容越大電容器兩板間電壓越大，電容越大B. 電容器兩板間電壓減小到原來(lái)的一半，它電容器兩板間電壓減小到原來(lái)的一半，它的電容就增加到原來(lái)的的電容就增加到原來(lái)的2倍倍C. 電容器所帶電量增加電容器所帶電量

12、增加1倍，兩板間電壓也增倍，兩板間電壓也增加加1倍倍D. 平行板電容器電容大小與兩板正對(duì)面積、平行板電容器電容大小與兩板正對(duì)面積、兩板間距離及兩板間電介質(zhì)的相對(duì)介電常數(shù)有兩板間距離及兩板間電介質(zhì)的相對(duì)介電常數(shù)有關(guān)關(guān)C D達(dá)標(biāo)檢測(cè)達(dá)標(biāo)檢測(cè)2 2如圖所示為研究平行板電容器如圖所示為研究平行板電容器電容的實(shí)驗(yàn)。電容器充電后與電源斷開(kāi)，電電容的實(shí)驗(yàn)。電容器充電后與電源斷開(kāi)，電量量Q 將不變，與電容器相連的靜電計(jì)用來(lái)測(cè)將不變，與電容器相連的靜電計(jì)用來(lái)測(cè)量電容器的量電容器的_。在常見(jiàn)的電介質(zhì)中，由。在常見(jiàn)的電介質(zhì)中，由于空氣的介電常數(shù)是最小的，當(dāng)極板間插入于空氣的介電常數(shù)是最小的，當(dāng)極板間插入其它的電介質(zhì)板時(shí)