高二上學(xué)期物理人教版（2019）必修第三冊10.4.2電容器的電容課件

1、10.4.2 電容器的電容本節(jié)目標(biāo)1.理解電容的定義。2.掌握電容的計算公式，并能用來進(jìn)行有關(guān)的計算。3.了解影響平行板電容器電容大小的因素。4.了解平行板電容器電容公式，知道改變平行板電容器電容大小的方法。課前預(yù)習(xí)預(yù)習(xí)教材4042頁，思考下列問題：1.什么是電容器的電容？2.影響平行板電容器電容大小的因素有哪些？預(yù)習(xí)檢測1.（多選）某一電容器標(biāo)注的是：“300V,5F”，則下述說法正確的是（ ）A.該電容器可在300V以下電壓正常工作B.該電容器只能在300V電壓時正常工作C.電壓是200V時，電容仍是5FD.電壓超過300V，該電容器可能會被擊穿ACD預(yù)習(xí)檢測2.平行板電容器充電后與電源斷

2、開, 電容器所帶電荷量為Q=410-8 C,兩板電壓為U=2V.1.該電容器電容為多少？2.因放電,兩板電壓變?yōu)閁=1V,該電容為多少?3.若再將兩板距離變?yōu)樵瓉淼?倍,其電壓為多少？210-8 F210-8 F2 V3.如圖所示，平行板電容器A、B間有一帶電油滴P正好靜止在極板正中間，現(xiàn)將兩極板間稍錯開一些，其它條件不變。則（ ）A油滴將向上加速，電流計中電流由b流向aB油滴將向下加速，電流計中電流由a流向bC油滴將靜止不動，電流計中電流由b流向aD極板帶電量減少，兩板間電勢差和場強不變預(yù)習(xí)檢測 D預(yù)習(xí)檢測4.（多選）平行板電容器充電平衡后仍與電源相連，兩極板間的電壓是U，充電荷量為Q，兩極

3、板間場強為E，電容為C，現(xiàn)將兩極板間距離減小，則（ ）A.Q變大 B.C變大C.E不變 D.U變小AB容納儲存水容納儲存電荷電荷量 Q水量 V電容器水容器電勢差 U水位差 h課堂探究 電容器用來儲存電荷的，怎樣描述其儲存電荷的本領(lǐng)呢？課堂探究hhABC水位每升高 h，比較 A、B、C 的儲水量, 哪個儲水本領(lǐng)大如何反映其儲水本領(lǐng)？課堂探究容納儲存水容納儲存電荷電荷量 Q水量 V電勢差 U水位差 h橫截面 S電容器水容器電容C課堂探究一、電容1.定義：電容器所帶電量 Q 與電容器兩極板間電勢差U 的比值，叫電容器的電容。（符號：C） 定義式： 課堂探究2.在數(shù)值上等于使電容器兩極板間的電勢差增加

4、1V所需要增加的電荷量。 3.電容器的電容由本身結(jié)構(gòu)決定，與Q、U 無關(guān)。4.單位：法拉（F） 1F=1C/ V 1F=106 F=1012 pF5.物理意義：描述電容器容納電荷的本領(lǐng)。電容越大，表明在相同電勢差情況下，電容器所帶的電荷越多。課堂探究擊穿電壓和額定電壓 加在電容器兩極板上的電壓不能超過某一個限度，超過這個限度，電介質(zhì)將被擊穿，這個電壓稱為擊穿電壓。電容器正常工作時兩極板上的最大電壓，稱為額定電壓。額定電壓比擊穿電壓低外殼上標(biāo)的電壓是額定電壓典例精析例1.某電容器上標(biāo)有“20F 100V”，則（）A該電容器加上50V電壓時，其電容為10F B該電容器加的電壓不能低于100V C該

5、電容器的最大電容為20F，當(dāng)其帶電荷量較少時，電容小于20F D該電容器的電容總等于20F D典例精析解析：ACD：電容器的電容與電容器板間電壓無關(guān)，加電壓或不加電壓、電荷量多或少時，電容總等于20F故AC錯誤，D正確；B、100V是電容器的額定電壓值，電容器所加電壓可以低于100V，故B錯誤。故選：D。方法歸納本題要掌握電容表征電容容納電荷的本領(lǐng)大小，與板間電壓和電量無關(guān)，對于給定的電容器，電容是一定的，電量與電壓成正比。變式.心室纖顫是一種可能危及生命的疾病。有一種叫作心臟除顫器的醫(yī)療設(shè)備，其工作原理是通過一個充電的電容器對心室纖顫患者皮膚上安裝的兩個電極板放電，讓一定量的電荷通過心臟，使

6、其心臟短暫停止跳動，再刺激心室除顫患者的心臟恢復(fù)正常跳動。若心臟除顫器的電容器電容為15F，充電至9.0kV電壓，則此次放電前該電容器存儲的電荷量為（）A0.135C B135C C6108C D1.710-9C 變式訓(xùn)練A變式訓(xùn)練解析：根據(jù)電容的定義式CQ/U ，得放電前電容器儲存的電量Q=CU=1510-69.0103C=0.135C，故A正確，BCD錯誤。故選：A。課堂探究（C不由Q、U決定 ）Q=CU （Q由C、U決定）（U由Q、C決定）電容器的電容取決于什么因素？電容器的電容與是否帶電或與帶電量的多少無關(guān)課堂探究二、平行板電容器的電容平行板電容器組成結(jié)構(gòu)實驗原理：靜電計在實驗中的作用

7、：反映兩極板之間的電壓，電壓越大，靜電計的指針偏轉(zhuǎn)的角度就越大。實驗設(shè)計及過程：課堂探究實驗公式Q、S保持不變時，d越大，C越小Q、 d 保持不變時， S越大，C越大Q、d、S保持不變時， 插入介質(zhì)，C越大課堂探究兩板間距離兩板正對面積介電常數(shù)真空r=1靜電力常量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關(guān)決定電容大小的因素：課堂探究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+-典例精析例2.“探究影響平行板電容器電容大小因素”的實驗裝置如圖所示，忽略漏電產(chǎn)生的影響，下列判斷正確的是（）A靜電計指針偏轉(zhuǎn)角度的大小顯示了平行板電容器所帶電量的多少

8、 B若用一個電壓表替代靜電計，實驗效果相同 C若在平行板間插入介電常數(shù)更大的電介質(zhì)，板間的電場強度會減小 D若平板正對面積減小時，靜電計指針偏角減小 C方法歸納對于電容器的動態(tài)分析問題，關(guān)鍵抓住電容的兩個公式：電容的決定式和定義式的正確應(yīng)用，同時注意電容與電源相連時電壓不變，充電后斷開時電量不變。變式.“探究影響平行板電容器電容大小因素”的實驗裝置如圖所示，忽略漏電產(chǎn)生的影響，下列判斷正確的是（）A平板正對面積減小時，靜電計指針偏角減小 B靜電計可以用電壓表替代 C靜電計所帶電量與平行板電容器電量不相等 D靜電計測量的是平行板電容器所帶電量 變式訓(xùn)練C變式訓(xùn)練解析：A、平板正對面積減小時，電容

9、C減小，而電容器的電荷量不變，根據(jù)C=Q/U 知極板間電勢差增大，所以靜電計指針偏角增大，故A錯誤。B、靜電計與電壓表的原理不同，電壓表的線圈中必須有電流通過時，指針才偏轉(zhuǎn)，所以不能用電壓表代替靜電計，故B錯誤。C、靜電計與電容器并聯(lián)，電壓相等，但所帶電量不等，故C正確。D、靜電計測量的是平行板電容器極板間的電勢差，不是電量，故D錯誤。故選：C。隨堂檢測1.特斯拉線圈是一種制造人工閃電的裝置，該裝置的簡化結(jié)構(gòu)如圖所示。金屬頂端和大地構(gòu)成一個特殊的電容器。頂端放電后，“電荷補充線圈”給頂端補充電荷，因而能持續(xù)地放電。設(shè)頂端與大地間電壓為U，頂端帶電量為Q，下列說法正確的是（）A放電過程中，該電容

10、器的電容增大 B充電過程中，該電容器的電容增大 C若Q不變，頂端離地面越近U越小 D若Q不變，頂端正對面積越大U越大 B隨堂檢測2.富蘭克林通過用萊頓瓶收集“天電”的實驗，認(rèn)識到“天電”與“地電”本質(zhì)是相同的，消除了人們對雷電的恐懼。萊頓瓶相當(dāng)于電容器，其結(jié)構(gòu)如圖，為了提升其儲存電荷的本領(lǐng)，以下做法正確的是（）A升高連接萊頓瓶的電壓 B增加內(nèi)外錫箔紙的高度 C增加玻璃瓶壁厚度 D把玻璃瓶換為金屬瓶 B隨堂檢測3.如圖所示是一個超級電容器（2.7V，3000F），下列關(guān)于該電容器的說法中正確的是（）A電容器可以儲存電荷，能儲存的電荷越多電容越大 B電容器兩端的電壓低于2.7V時就不能正常工作 C電容器兩端的電壓為1.35V時，它的電容是1500F D電容器兩端電壓每增加1V，它的帶電量將增加3000C D隨堂檢測4.給帶一定電荷量的電容器進(jìn)行充電，所帶電荷量增加。下列說法正確的是（）A電容變小 B電容不變 C電容變大 D電荷量與兩極板間電壓比變大 B隨堂檢測5.在探究“影響平行板電容器電容大小因素”的實驗中