《電容器的電容》課件(2)

1、1.了解電容的概念及常見電容器，掌握電容的定義式。2.知道影響平行板電容器電容大小的因素。3.會應(yīng)用平行板電容器的電容公式進行定性分析。教學(xué)目標教學(xué)目標1 1電容器的功能和構(gòu)造電容器的功能和構(gòu)造(1)(1)功能：儲存電荷和電能的元件功能：儲存電荷和電能的元件(2)(2)構(gòu)造：兩個彼此絕緣又互相靠近的導(dǎo)體組成構(gòu)造：兩個彼此絕緣又互相靠近的導(dǎo)體組成一個電容器一個電容器一、電容器一、電容器(3)平行板電容器：兩塊彼此隔開平行放置的金屬平行板電容器：兩塊彼此隔開平行放置的金屬板構(gòu)成的最簡單的電容器兩塊金屬板稱為電板構(gòu)成的最簡單的電容器兩塊金屬板稱為電容器的兩極容器的兩極(4)電容器的電荷量：電容器工作

2、時，它的兩塊金電容器的電荷量：電容器工作時，它的兩塊金屬板的相對表面總是分別帶上等量異種電荷屬板的相對表面總是分別帶上等量異種電荷Q和和Q，任意一塊極板所帶電荷量的絕對，任意一塊極板所帶電荷量的絕對值叫做電容器的電荷量值叫做電容器的電荷量 2 2電容器的充電和放電電容器的充電和放電(1)(1)充電：電源使電容器的兩極板帶上等量異種電荷充電：電源使電容器的兩極板帶上等量異種電荷的過程如圖甲的過程如圖甲(2)放電：用導(dǎo)線將充好電的電容器的兩極板相連，放電：用導(dǎo)線將充好電的電容器的兩極板相連，使兩極板的異種電荷中和的過程，如圖乙使兩極板的異種電荷中和的過程，如圖乙(3)電容器充放電時的能量轉(zhuǎn)化：充電

3、后，電容器電容器充放電時的能量轉(zhuǎn)化：充電后，電容器儲存了電能放電時，儲存的電能釋放出來，儲存了電能放電時，儲存的電能釋放出來，轉(zhuǎn)化為其他形式的能轉(zhuǎn)化為其他形式的能 將電容器的兩極板分別與電源的正、負極相連，將電容器的兩極板分別與電源的正、負極相連，兩個極板就分別帶上了等量的異種電荷同學(xué)兩個極板就分別帶上了等量的異種電荷同學(xué)們往往會有兩種錯誤認識：有些同學(xué)認為電容們往往會有兩種錯誤認識：有些同學(xué)認為電容器的帶電量是兩個極板所帶電量的代數(shù)和，有器的帶電量是兩個極板所帶電量的代數(shù)和，有些同學(xué)認為是兩個極板所帶電量的絕對值的代些同學(xué)認為是兩個極板所帶電量的絕對值的代數(shù)和數(shù)和 辨析：辨析：所謂電容器所帶

4、的電量是指每一個極板所謂電容器所帶的電量是指每一個極板所帶電荷量的絕對值，不能理解為電容器所帶所帶電荷量的絕對值，不能理解為電容器所帶電荷的總量電荷的總量易錯點易錯點1定義：電容器所帶的電荷量 Q 與電容器兩極板間電勢差 U 的比值，叫做電容器的電容2定義式：CQU.3物理意義：電容是描述電容器儲存電荷能力的物理量4單位：法拉，簡稱法，符號 F，還有微法(F)和皮法(pF)，關(guān)系 1 F106F1012pF.二、電容二、電容5對電容定義式 CQU的理解(1)電容由電容器本身的構(gòu)造決定電容器的電容是反映電容器容納電荷本領(lǐng)大小的物理量，用比值 CQU來定義，但它卻與 Q、U 無關(guān)，是由電容器自身的

5、構(gòu)造決定的， 即使電容器不帶電， 其電容仍然存在，并且是一個確定的量6通過 Q U 圖象來理解 CQU電容的 Q U 圖象是一條過原點的直線，其斜率等于電容器的電容 其中 Q 為一個極板上所帶電荷量的絕對值，U 為兩極板間的電勢差，可以看出，電容器電容也可以表示為CQU， 即電容器的電容的大小在數(shù)值上等于兩極板間的電壓增加(或減小)1 V 所需增加(或減小)的電荷量 電容器和電容的比較電容器和電容的比較 電容器是盛放電荷的一種容器，電容是描述這電容器是盛放電荷的一種容器，電容是描述這種容器盛放電荷本領(lǐng)大小的一個物理量，如果種容器盛放電荷本領(lǐng)大小的一個物理量，如果把電容器比作水缸，則電容就是這個

6、水缸的橫把電容器比作水缸，則電容就是這個水缸的橫截面積水缸的橫截面積越大，水缸容納水的截面積水缸的橫截面積越大，水缸容納水的本領(lǐng)就越大本領(lǐng)就越大易混點易混點1平行板電容器平行板電容器 (1)基本結(jié)構(gòu)：由兩塊彼此絕緣、互相靠近的基本結(jié)構(gòu)：由兩塊彼此絕緣、互相靠近的平行金屬板組成，是最簡單的，也是最基本的平行金屬板組成，是最簡單的，也是最基本的電容器電容器 (2)板間電場：板間板間電場：板間(除邊緣外除邊緣外)形成勻強電場，形成勻強電場，電場強度大小為電場強度大小為EU/d，方向垂直極板平面，方向垂直極板平面三、平行板電容器的電容三、平行板電容器的電容2平行板電容器的電容大小的決定因素探究平行板電

7、容器的電容大小的決定因素探究 (1)方法：采取控制變量法，在電容器帶電荷量方法：采取控制變量法，在電容器帶電荷量Q不變的情況下，只改變電容器的極板正對面不變的情況下，只改變電容器的極板正對面積積S，板間距離，板間距離d，板間電介質(zhì)，板間電介質(zhì)r中的一個量中的一個量 (2)靜電計電勢差的意義：由于靜電計的金屬球靜電計電勢差的意義：由于靜電計的金屬球與其中一個極板相連，兩者電勢相等，靜電計與其中一個極板相連，兩者電勢相等，靜電計的金屬外殼與另一個極板相連的金屬外殼與另一個極板相連(或同時接地或同時接地)，兩者電勢相等所以靜電計的電勢差實質(zhì)上也兩者電勢相等所以靜電計的電勢差實質(zhì)上也反映了電容器兩極板

8、間的電勢差的大小反映了電容器兩極板間的電勢差的大小3平行板電容器的電容(實驗結(jié)論)平行板電容器的電容C與極板的正對面積S及板間的電介質(zhì)的相對介電常數(shù)r成正比，與極板間距離 d 成反比， 則CrS4kd.注意注意4CQU與 CrS4kd的比較公式內(nèi)容CQUCrS4kd公式特點定義式?jīng)Q定式意義對某電容器 QU，但QUC 不變，反映容納電荷的本領(lǐng)平行板電容器，Cr，CS，C1d，反映了影響電容大小的因素聯(lián)系電容器容納電荷的本領(lǐng)由 Q/U 來量度，由本身的結(jié)構(gòu)(如平行板電容器的r、S、d 等因素)來決定5平行板電容器的兩類問題的分析方法平行板電容器的兩類問題的分析方法(1)平行板電容器連接在電源兩端，

9、電容器的平行板電容器連接在電源兩端，電容器的d、S、r發(fā)生變化時，將引起發(fā)生變化時，將引起C、Q、U、E變化變化 條件：如圖所示，條件：如圖所示，S閉合，電容器與電源保持閉合，電容器與電源保持連接，兩極板間的電勢差連接，兩極板間的電勢差U保持不變保持不變 (2)如圖所示，平行板電容器充電后，切斷與電如圖所示，平行板電容器充電后，切斷與電源的連接，電容器的源的連接，電容器的d、S、r發(fā)生變化時，將發(fā)生變化時，將引起電容的引起電容的C、Q、U、E怎樣變化怎樣變化 條件：電容器充電后與電源斷開，極板上所條件：電容器充電后與電源斷開，極板上所帶電荷量保持不變帶電荷量保持不變注意注意1電容器的種類電容器

10、的種類(1)按電容是否可變按電容是否可變固定電容器：固定電容器的電容是固定不變的，固定電容器：固定電容器的電容是固定不變的，如聚苯乙烯電容器和電解電容器如聚苯乙烯電容器和電解電容器可變電容器：是一種可以改變電容大小的電容可變電容器：是一種可以改變電容大小的電容器，通常由兩組鋁片組成，其中一組固定不動器，通常由兩組鋁片組成，其中一組固定不動的叫定片，另一組可以轉(zhuǎn)動的叫動片，轉(zhuǎn)動動的叫定片，另一組可以轉(zhuǎn)動的叫動片，轉(zhuǎn)動動片時，兩組鋁片的正對面積發(fā)生變化，電容就片時，兩組鋁片的正對面積發(fā)生變化，電容就隨著改變可變電容器的絕緣物質(zhì)通常為空氣隨著改變可變電容器的絕緣物質(zhì)通常為空氣或塑料介質(zhì)或塑料介質(zhì)四、

11、常見電容器四、常見電容器(2)按照電介質(zhì)不同按照電介質(zhì)不同有紙介電容器、陶瓷電容器和電解電容器等有紙介電容器、陶瓷電容器和電解電容器等2電容器的符號(1)固定電容器：符號為“”(2)可變電容器：符號為“”(3)電解電容器：符號為“”3擊穿電壓和額定電壓擊穿電壓和額定電壓(1)擊穿電壓：加在電容器兩極板上的電壓不能超擊穿電壓：加在電容器兩極板上的電壓不能超過某一限度，超過這個限度，電介質(zhì)將被擊穿，過某一限度，超過這個限度，電介質(zhì)將被擊穿，電容器損壞，這個極限電壓稱為擊穿電壓電容器損壞，這個極限電壓稱為擊穿電壓(2)額定電壓：電容器長期工作時所能承受的電額定電壓：電容器長期工作時所能承受的電壓電容

12、器外殼上標的就是額定電壓，它比擊壓電容器外殼上標的就是額定電壓，它比擊穿電壓要低穿電壓要低(1)電容器兩板間所加的電壓不能超過額定電壓電容器兩板間所加的電壓不能超過額定電壓(2)電容器的額定電壓略小于擊穿電壓電容器的額定電壓略小于擊穿電壓.注意注意1.1.關(guān)于電容器電容的理解和辨析關(guān)于電容器電容的理解和辨析 有一充電的平行板電容器，兩板間電壓為 3 V，現(xiàn)使它的電荷量減少 3104C，于是電容器兩板間的電壓降為原來的13，此電容器的電容是多大？電容器原來的帶電荷量是多少？若電容器極板上的電荷量全部放掉，電容器的電容是多大？【答案答案】150 F4.5104 C150 F 練習(xí)一、練習(xí)一、 下列

13、關(guān)于電容器和電容的說法中，錯誤下列關(guān)于電容器和電容的說法中，錯誤的是的是()A電容器電容器M的體積比的體積比N大，說明大，說明M的電容一定比的電容一定比N的大的大B對于確定的電容器，其帶的電荷量與兩板間對于確定的電容器，其帶的電荷量與兩板間的電壓的電壓(小于擊穿電壓且不為零小于擊穿電壓且不為零)成正比成正比C無論電容器的電壓如何變化無論電容器的電壓如何變化(小于擊穿電壓且小于擊穿電壓且不為零不為零)，它所帶的電荷量與電壓比值恒定不變，它所帶的電荷量與電壓比值恒定不變D電容器的電容是表示電容器容納電荷本領(lǐng)的電容器的電容是表示電容器容納電荷本領(lǐng)的物理量，其大小與加在兩板上的電壓無關(guān)物理量，其大小與

14、加在兩板上的電壓無關(guān)解析：解析： 答案：答案：A 兩塊大小、形狀完全相同的金屬平板平行放置，構(gòu)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成一平行板電容器，與它相連接的電路如圖所示接通開關(guān)示接通開關(guān)S，電源即給電容器充電則，電源即給電容器充電則()2.關(guān)于平行板電容器的兩類典型問題的求解方法關(guān)于平行板電容器的兩類典型問題的求解方法A保持保持S接通，減小兩極板間的距離，接通，減小兩極板間的距離，則兩極板間電場的電場強度減小則兩極板間電場的電場強度減小B保持保持S接通，在兩極板間插入一塊接通，在兩極板間插入一塊介質(zhì)，則極板上的電荷量增大介質(zhì)，則極板上的電荷量

15、增大C斷開斷開S，減小兩極板間的距離，則兩極板間的，減小兩極板間的距離，則兩極板間的電勢差減小電勢差減小D斷開斷開S，在兩極板間插入一塊介質(zhì)，則兩極板，在兩極板間插入一塊介質(zhì)，則兩極板間的電勢差增大間的電勢差增大【解析】【答案答案】BC練習(xí)二、練習(xí)二、如圖所示，用靜電計可以測量已充電的平如圖所示，用靜電計可以測量已充電的平行板電容器兩極之間的電勢差行板電容器兩極之間的電勢差U.現(xiàn)使現(xiàn)使B板帶電，板帶電，則下列判斷正確的是則下列判斷正確的是()A增大兩極板之間的距離，指針張角變大增大兩極板之間的距離，指針張角變大B將將A板稍微上移，靜電計指針張角將變大板稍微上移，靜電計指針張角將變大C若將玻璃板

16、插入兩板之間，則靜電計指針張若將玻璃板插入兩板之間，則靜電計指針張角變大角變大D若將若將A板拿走，則靜電計指針張角變?yōu)榱惆迥米撸瑒t靜電計指針張角變?yōu)榱愦鸢福捍鸢福篈B 如圖所示，是一個由電池、電阻如圖所示，是一個由電池、電阻R與平行板電容器與平行板電容器組組成的串聯(lián)電路，在增大電容器兩極板間距離的過程成的串聯(lián)電路，在增大電容器兩極板間距離的過程中中()3.電容器的充放電問題的分析方法電容器的充放電問題的分析方法A電阻電阻R中沒有電流中沒有電流B電容器的電容變小電容器的電容變小C電阻電阻R中有從中有從a流向流向b的電流的電流D電阻電阻R中有從中有從b流向流向a的電流的電流【答案答案】BC 練習(xí)三

17、、練習(xí)三、如圖所示，電源電壓恒定，則接通開關(guān)如圖所示，電源電壓恒定，則接通開關(guān)S的的瞬間，通過電阻瞬間，通過電阻R的電流方向是從的電流方向是從_到到_；平行板電容器充電穩(wěn)定后，在將兩板；平行板電容器充電穩(wěn)定后，在將兩板間距離增大的過程中，通過間距離增大的過程中，通過R的電流方向是從的電流方向是從_到到_；如果電容器充電平衡后，；如果電容器充電平衡后，先斷開開關(guān)先斷開開關(guān)S，再將兩板間距離增大，在此過程中，再將兩板間距離增大，在此過程中，R上上_ (填填“有有”或或“無無”)電流通過電流通過答案：答案：ABBA無無 如圖所示，一平行板電容器跟一電源相接，當(dāng)如圖所示，一平行板電容器跟一電源相接，當(dāng)

18、S閉合時，平行板電容器極板閉合時，平行板電容器極板A、B間的一帶電間的一帶電液滴恰好靜止若將兩板間距離增大為原來的液滴恰好靜止若將兩板間距離增大為原來的兩倍，那么液滴的運動狀態(tài)如何變化？若先將兩倍，那么液滴的運動狀態(tài)如何變化？若先將S斷開，再將兩板間距離增大為原來的兩倍，斷開，再將兩板間距離增大為原來的兩倍，液滴的運動狀態(tài)又將如何變化？液滴的運動狀態(tài)又將如何變化？4.關(guān)于平行板電容器的綜合問題【答案答案】見解析見解析【方法總結(jié)】【方法總結(jié)】 平行板電容器之間的電場為勻強電場，帶電體平行板電容器之間的電場為勻強電場，帶電體可以在內(nèi)部處于平衡狀態(tài)，也可以做勻變速直可以在內(nèi)部處于平衡狀態(tài)，也可以做勻

19、變速直線、曲線運動所以平行板電容器很容易與牛線、曲線運動所以平行板電容器很容易與牛頓定律、運動學(xué)方程聯(lián)合考查同時，電場力頓定律、運動學(xué)方程聯(lián)合考查同時，電場力做功又會引起帶電體的電勢能變化，所以又有做功又會引起帶電體的電勢能變化，所以又有必要分析平行板電容器內(nèi)部的電勢或電勢差，必要分析平行板電容器內(nèi)部的電勢或電勢差，有的甚至需用功能關(guān)系求解有的甚至需用功能關(guān)系求解.總結(jié)總結(jié)1.下列說法正確的是下列說法正確的是()A任何兩個靠得很近的導(dǎo)體都能構(gòu)成電容器，與是否任何兩個靠得很近的導(dǎo)體都能構(gòu)成電容器，與是否帶電無關(guān)帶電無關(guān)B電容器是盛放電荷和電能的儀器，只有帶電的電容電容器是盛放電荷和電能的儀器，只

20、有帶電的電容才能稱為電容器才能稱為電容器C電容器的帶電荷量為電容器的帶電荷量為2 C，說明每個極板的帶電荷量，說明每個極板的帶電荷量為為1 CD電容器的帶電荷量為電容器的帶電荷量為2 C，說明每個極板的帶電荷量，說明每個極板的帶電荷量的絕對值均為的絕對值均為2 C課堂練習(xí)課堂練習(xí) 解析：解析：兩導(dǎo)體靠得很近，且相互絕緣才是電容兩導(dǎo)體靠得很近，且相互絕緣才是電容器，故器，故A錯是否為電容器與是否盛放電荷無錯是否為電容器與是否盛放電荷無關(guān)，故關(guān)，故B錯電容器所帶的電荷量是一個極板所錯電容器所帶的電荷量是一個極板所帶電量的絕對值，帶電量的絕對值，C錯，錯，D對對 答案：答案：D 2.如圖所示，四個圖

21、象描述了對給定的電容器如圖所示，四個圖象描述了對給定的電容器充電時，電容器電量充電時，電容器電量Q、電壓、電壓U和電容和電容C三者的三者的關(guān)系，正確的圖象有關(guān)系，正確的圖象有() 解析：解析：電容器電容的大小是由其本身因素決定的，電容器電容的大小是由其本身因素決定的，與電壓與電壓U及電量及電量Q無關(guān)，故無關(guān)，故A、B錯，錯，D對；由公對；由公式式QCU可知，電量可知，電量Q與電壓與電壓U成正比，故成正比，故C對，對，正確答案為正確答案為C、D. 答案：答案：CD3某電容器上標有某電容器上標有“1.5 F,9 V”的字樣，則的字樣，則()A該電容器所帶電荷量不能超過該電容器所帶電荷量不能超過1.5106 CB該電容器所加電壓不能超過該電容器所加電壓不能超過9 VC該電容器擊穿電壓為該電容器擊穿電壓為9 VD當(dāng)給該