高中物理電容器與電容課件新人教版選修

1、第一章靜電場(chǎng)第八節(jié)電容器與電容教學(xué)目標(biāo)教學(xué)目標(biāo) （一）知識(shí)與技能（一）知識(shí)與技能 1、知道什么是電容器及常見(jiàn)的電容器； 2、知道電場(chǎng)能的概念，知道電容器充電和放電時(shí)的能量轉(zhuǎn)換； 3、理解電容器電容的概念及定義式，并能用來(lái)進(jìn)行有關(guān)的計(jì)算； 4、知道平行板電容器的電容與哪些因素有關(guān)，有什么關(guān)系；掌握平行板電容器的決定式并能運(yùn)用其討論有關(guān)問(wèn)題。 （二）過(guò)程與方法（二）過(guò)程與方法 結(jié)合實(shí)物觀察與演示，在計(jì)算過(guò)程中理解掌握電容器的相關(guān)概念、性質(zhì)。 （三）情感態(tài)度與價(jià)值觀（三）情感態(tài)度與價(jià)值觀 體會(huì)電容器在實(shí)際生活中的廣泛應(yīng)用，培養(yǎng)學(xué)生探究新事物的興趣。 重點(diǎn)：重點(diǎn)： 掌握電容器的概念、定義式及平行板電容

2、器的電容。 難點(diǎn)：難點(diǎn)： 電容器的電容的計(jì)算與應(yīng)用 教具準(zhǔn)備：常見(jiàn)的電容器示教板,帶電羽的平行板電容器,靜電計(jì),介質(zhì)板,感應(yīng)起電機(jī),電線 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

3、的電極電極。2 2、電容器的充放電、電容器的充放電 充電充電：使電容器帶上電荷的過(guò)程：使電容器帶上電荷的過(guò)程( (Q Q增加增加 U U增加增加 E E增加增加 電場(chǎng)能增加電場(chǎng)能增加) )充電時(shí)兩個(gè)極板總是帶等量的異種電荷充電時(shí)兩個(gè)極板總是帶等量的異種電荷, ,每個(gè)極板帶每個(gè)極板帶電量的絕對(duì)值叫做電容器的帶電量電量的絕對(duì)值叫做電容器的帶電量 放電放電：使電容器失去電荷的過(guò)程：使電容器失去電荷的過(guò)程（Q Q減少減少 U U減少減少 E E減少減少 電場(chǎng)能減少電場(chǎng)能減少）3 3、電容器的作用：、電容器的作用： 容納儲(chǔ)存電荷容納儲(chǔ)存電荷 注意：注意： 電容器充電的過(guò)程中，在兩極間加電壓、兩電容器充電

4、的過(guò)程中，在兩極間加電壓、兩板帶等量異種電荷不斷增大板帶等量異種電荷不斷增大, ,直到兩極電壓等于直到兩極電壓等于電源電壓為止，該過(guò)程中電路中有電源電壓為止，該過(guò)程中電路中有短暫的充電短暫的充電電流電流； 電容器充電后切斷電源電荷不消失，從電容器充電后切斷電源電荷不消失，從電源電源獲得的獲得的電能電能儲(chǔ)存在了電場(chǎng)中儲(chǔ)存在了電場(chǎng)中電場(chǎng)能電場(chǎng)能。電容器的電量：指一個(gè)極板所帶電量的電容器的電量：指一個(gè)極板所帶電量的絕對(duì)絕對(duì)值值。圓柱型水杯容器的儲(chǔ)水問(wèn)題圓柱型水杯容器的儲(chǔ)水問(wèn)題: :hhABC1.1.水位每升高水位每升高h(yuǎn) h，試比較，試比較A A、B B、C C的儲(chǔ)水的儲(chǔ)水量量2.2.哪個(gè)儲(chǔ)水本領(lǐng)大

5、？哪個(gè)儲(chǔ)水本領(lǐng)大？如何反映其儲(chǔ)水如何反映其儲(chǔ)水本領(lǐng)？本領(lǐng)？hQ深度水量S截面積思考與討論思考與討論 那電容器儲(chǔ)存電荷的本領(lǐng)如何表那電容器儲(chǔ)存電荷的本領(lǐng)如何表征呢？征呢？UQC 1 1、電容器所帶電量、電容器所帶電量Q Q與電容器兩極板間的與電容器兩極板間的電勢(shì)差電勢(shì)差U U的比值，叫電容器的電容。符號(hào)的比值，叫電容器的電容。符號(hào)C C。2 2、電容的定義式、電容的定義式: : Q Q指每一個(gè)極板帶電量絕對(duì)值指每一個(gè)極板帶電量絕對(duì)值, , U U表示電容器兩板的電勢(shì)差表示電容器兩板的電勢(shì)差電壓電壓. .理解：理解： 電容器的電容與電容器的電容與Q Q、U U無(wú)關(guān)，由電容無(wú)關(guān)，由電容器本身的結(jié)構(gòu)決

6、定。器本身的結(jié)構(gòu)決定。二二. .電容電容UQC 3 3、電容在數(shù)值上等于使兩極板間的電勢(shì)差增、電容在數(shù)值上等于使兩極板間的電勢(shì)差增加加1V1V時(shí)，所需要的電荷量。時(shí)，所需要的電荷量。 4 4、意義：電容是一個(gè)反映電容器容納電荷本、意義：電容是一個(gè)反映電容器容納電荷本領(lǐng)大小的物理量。領(lǐng)大小的物理量。5 5、單位：、單位： 國(guó)際單位制：法拉國(guó)際單位制：法拉法（法（F F） 1F=1C / V1F=1C / V 常用單位：微法（常用單位：微法（FF););皮法（皮法（pFpF) ) 1F=10 1F=106 6F=10F=101212pFpFUQC課堂訓(xùn)練課堂訓(xùn)練1 1、某一電容器，當(dāng)帶電量為、某一

7、電容器，當(dāng)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，求，求（1 1）電容器的電容）電容器的電容（2 2）當(dāng)所帶電量減半時(shí)，電容器的電容）當(dāng)所帶電量減半時(shí)，電容器的電容為多少為多少（3 3）如果電容器不帶電呢？）如果電容器不帶電呢？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)三、平行板電容器的電容三、平行板電容器的電容4sCkd1.1.板間是板間是真空真空時(shí)：時(shí)：2 .2 .板間板間充滿(mǎn)介質(zhì)充滿(mǎn)介質(zhì)時(shí)：時(shí)：4rsCkd式中式中 S S表示兩板的表示兩板的正對(duì)面積正對(duì)面積 d d表示兩板間的表示兩板間的距離距離 r是電介質(zhì)的

8、是電介質(zhì)的相對(duì)介電常數(shù)相對(duì)介電常數(shù)，與電介質(zhì)的性，與電介質(zhì)的性質(zhì)有關(guān)。質(zhì)有關(guān)。幾種常用介質(zhì)的相對(duì)介電常數(shù)：見(jiàn)課本幾種常用介質(zhì)的相對(duì)介電常數(shù)：見(jiàn)課本P P3030 四、常用電容器四、常用電容器1 1、固定電容器：電容固定不變、固定電容器：電容固定不變 聚苯乙烯電容器聚苯乙烯電容器 電解電容器電解電容器 ： 正負(fù)極不能接反，不能接交流電正負(fù)極不能接反，不能接交流電 2 2、可變電容器、可變電容器通過(guò)改變兩極間的通過(guò)改變兩極間的正對(duì)面積或距離來(lái)正對(duì)面積或距離來(lái)改變電容改變電容五、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：、電容器的擊穿電壓：加在電容器兩極板上的電壓

9、不能超過(guò)某一限度，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，電容器損壞，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。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小小 結(jié)結(jié)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)成電容器。都可以構(gòu)成電容器。2 2、 電容器的充電：電容器與電源相連，電源能量電容器的充電：電容器與電

10、源相連，電源能量電場(chǎng)能電場(chǎng)能 電容器的放電：電容器與導(dǎo)線相連，電場(chǎng)能電容器的放電：電容器與導(dǎo)線相連，電場(chǎng)能其他形式能其他形式能二、電容二、電容1 1、定義、定義: : C C與與QQ、U U無(wú)關(guān)無(wú)關(guān) 2 2、單位：法拉、單位：法拉F F 1F=106F=1012pF三、平行板電容器的電容三、平行板電容器的電容 C C與與r r 、S S、d d有關(guān)有關(guān) 四、常用電容器四、常用電容器 電解電容器電解電容器 可變電容器可變電容器 五、電容器使用時(shí)注意的問(wèn)題五、電容器使用時(shí)注意的問(wèn)題 工作電壓工作電壓額定電壓額定電壓擊穿電壓擊穿電壓 電解電容器有極性，正負(fù)極不能接反，不能接交流電電解電容器有極性，正

11、負(fù)極不能接反，不能接交流電UQC UQ4rsCkd例題例題 1 1、平行板電容器充電后，繼續(xù)保持電、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，如增容器的兩極板與電源相連，在這種情況下，如增大兩板間距大兩板間距d d，則電容器電容，則電容器電容C C、板間電勢(shì)差、板間電勢(shì)差U U、電容器所帶電量電容器所帶電量Q Q，板間場(chǎng)強(qiáng)，板間場(chǎng)強(qiáng)E E分別如何改變？分別如何改變？ 充電后，繼續(xù)保持電容器與電源相連，電充電后，繼續(xù)保持電容器與電源相連，電容器兩板間電勢(shì)差容器兩板間電勢(shì)差U U不變不變. .如增大如增大d d，則，則由由 ， C C 將減小，再，將減小，再，Q Q減小，

12、依減小，依E E= =U U/ /d d，E E將增大。將增大。 kdSCr42 2、平行板電容器充電后，切斷與電源、平行板電容器充電后，切斷與電源的連接。在這種情況下，如增大的連接。在這種情況下，如增大d d，則則C C、 U U、Q Q、E E分別如何改變分別如何改變 ？ C C變小、變小、Q Q不變、不變、U U變大、變大、E E不變不變課堂訓(xùn)練課堂訓(xùn)練2 2、平行板電容器充電后，與電池兩極斷開(kāi)、平行板電容器充電后，與電池兩極斷開(kāi)連接，當(dāng)兩極板間的距離減小時(shí)（連接，當(dāng)兩極板間的距離減小時(shí)（ ）A A電容器的電容電容器的電容C C變大變大B B電容器極板的帶電量電容器極板的帶電量QQ變大變

13、大C C電容器兩極間的電勢(shì)差電容器兩極間的電勢(shì)差U U變大變大D D電容器兩極板間的電場(chǎng)強(qiáng)度電容器兩極板間的電場(chǎng)強(qiáng)度E E不變不變ADAD電容器放電過(guò)程中電容器放電過(guò)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(huà)一個(gè)狹長(zhǎng)矩形，它、在圖中畫(huà)一個(gè)狹長(zhǎng)矩形，它的面積的物理意義是什么？的面積的物理意義是什么？ 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(guò)程中釋放的電荷量？全部放電過(guò)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