2014版高中物理《課時(shí)講練通》人教版課件選修3-1-1.8電容器的電容資料

8電容器的電容1.知道電容器的概念，相識(shí)常見的電容器，通過試驗(yàn)感知電容器的充、放電現(xiàn)象。2.理解電容器的概念及定義方法，駕馭電容器的定義、公式、單位，并會(huì)應(yīng)用定義式進(jìn)行簡(jiǎn)潔的計(jì)算。3.通過試驗(yàn)了解影響平行板電容器電容大小的因素，了解平行板電容器的電容公式，知道變更電容器的電容大小的方法。重點(diǎn)：電容的概念及影響電容器電容大小的因素。難點(diǎn)：1.電容的引入與理解。2.探討影響平行板電容器電容大小的因素的試驗(yàn)探究。一、電容器電容1.電容器兩個(gè)彼此_____又相距很___的導(dǎo)體就組成了一個(gè)電容器。電容器可以儲(chǔ)存容納電荷。2.(1)電容器充電：使電容器極板_____的過程。(2)電容器放電：使充電后的電容器極板_________的過程。(3)電容器充電后帶電特點(diǎn)：兩極板帶_________電荷。絕緣近帶電失去電荷等量異種3.電容電容器所帶的_______與電容器兩極板間的_______的比值叫電容。定義式C=___。4.電容的物理意義電容是描述電容器儲(chǔ)存電荷本事的物理量。5.電容的單位_____，符號(hào)F。1F=106μF＝1012pF。電荷量電勢(shì)差法拉二、平行板電容器的電容常用電容器1.確定電容大小的因素平行板電容器的電容C與平行板_________S、電介質(zhì)的相對(duì)_________εr成正比，與_____________d成反比。平行板電容器電容的公式：C=_________，式中k為靜電力常量。此式為平行板電容器電容的確定式。正對(duì)面積介電常數(shù)極板間的距離2.常用電容器(1)分類①按電介質(zhì)分：空氣電容器、_________電容器、陶瓷電容器、_____電容器等；②按是否可變分：_____電容器、_____電容器等。(2)電容器的額定電壓和擊穿電壓①額定電壓：電容器能夠_________工作時(shí)的電壓。②擊穿電壓：電介質(zhì)被擊穿時(shí)加在電容器兩極板上的_____電壓，若電壓超過這一限度，電容器就會(huì)損壞。聚苯乙烯電解可變固定長(zhǎng)期正常極限【判一判】(1)靜電計(jì)是測(cè)電勢(shì)差的儀器。()(2)電容器所帶電量是指兩極板帶電量之和。()(3)電容器的電容與它所帶的電荷量成正比。()(4)電容在數(shù)值上等于使兩極板間的電壓增加1V時(shí)所需增加的電荷量()提示：(1)靜電計(jì)是測(cè)電勢(shì)差的儀器，從指針的偏角就可以測(cè)出兩個(gè)導(dǎo)體間的電勢(shì)差，故(1)正確。(2)電容器帶電量指的是一個(gè)極板的帶電量，故(2)錯(cuò)誤。(3)電容的大小是由電容器本身結(jié)構(gòu)確定的，與兩板間電壓及電容器所帶電荷量無關(guān)，故(3)錯(cuò)誤。(4)由C=可知電容在數(shù)值上等于使兩極板間的電壓增加1V時(shí)所需增加的電荷量，故(4)正確。電容器電容1.探究電容器的工作狀態(tài)(1)按圖連接電路，當(dāng)S先后接a和接b時(shí)，會(huì)視察到電流表指針的偏轉(zhuǎn)狀況是怎樣的呢？提示：當(dāng)S接a時(shí),電流表指針發(fā)生偏轉(zhuǎn)；當(dāng)S接b時(shí),電流表指針反向偏轉(zhuǎn)。(2)電容器的工作過程是怎樣的？工作過程中能量是如何轉(zhuǎn)化的？提示：①充電過程和放電過程。②充電過程中其他形式的能轉(zhuǎn)化為電能，放電過程中電能轉(zhuǎn)化為其他形式的能。2.電容的定義式為,怎樣理解這三個(gè)量之間的關(guān)系？某一電容器的是否變更?為什么電容的定義式又可寫作？提示：電容器兩極板間的電勢(shì)差隨電荷量的增加而增加，電荷量和電勢(shì)差成正比，它們的比值是一個(gè)恒量，每一個(gè)電容器都有一個(gè)屬于自己的常數(shù)，與所帶電荷量的多少無關(guān)。這個(gè)比值反映了電容器容納電荷的實(shí)力大小。定義式中，Q、U是正比關(guān)系，反映在Q-U圖像中是一條直線，電容C就是直線的斜率，所以?！菊`區(qū)警示】在此問題中學(xué)生易出現(xiàn)以下錯(cuò)誤：認(rèn)為電容與電量成正比，與電勢(shì)差成反比。為此老師要講清晰兩個(gè)問題：(1)電容的物理意義：電容是反映電容器容納電荷本事的物理量；(2)是電容的定義式，而非確定式?！緦W(xué)問點(diǎn)撥】對(duì)電容器和電容的三點(diǎn)理解(1)電容器是一個(gè)儀器，而電容是一個(gè)物理量，它表征了電容器容納電荷的本事。(2)電容器的電荷量是一個(gè)極板上電荷量的確定值。(3)電容C是用比值定義法定義的，本章學(xué)過的電場(chǎng)強(qiáng)度E、電勢(shì)φ，都是用比值法定義的。電容。但不能說電容C與Q成正比、與U成反比，電容C由電容器本身的性質(zhì)確定,與Q、U的大小無關(guān)?！咎骄繗w納】1.電容器的工作過程：充電過程和放電過程。2.電容器所帶的電荷量：一個(gè)極板所帶電荷量的確定值。3.電容是反映電容器容納電荷本事的物理量，電容C與Q和U無關(guān)?！镜淅?】如圖所示是描述對(duì)給定的電容器充電時(shí)其電荷量Q、電勢(shì)差U、電容C之間相互關(guān)系的圖像，其中正確的是()【思路點(diǎn)撥】解答本題應(yīng)明確以下兩點(diǎn)：(1)理解電容器電容的物理意義；(2)理解電容的定義式中各物理量間的關(guān)系?！窘馕觥窟xC、D。電容器的電容是由電容器本身確定的，與電容器所帶電荷量Q的大小和兩極板間的電勢(shì)差U的大小無關(guān)，不能認(rèn)為C與Q成正比，與U成反比，故D正確，A、B錯(cuò)誤；而C圖中表示電容器所帶電荷量與極板間的電勢(shì)差成正比，其比值即電容器的電容不變，故C正確。【變式訓(xùn)練】(2012·保定高二檢測(cè))關(guān)于電容器的電容，下列說法正確的是()A．電容器所帶的電荷量越多，電容就越大B．電容器兩極板間的電壓越高，電容就越大C.電容器所帶電荷量增加一倍，電容就增加一倍D.電容是描述電容器容納電荷本事的物理量，由電容器本身確定，與所帶電量【解析】選D。電容是描述電容器容納電荷本事的物理量，與電容器所帶的電荷量、電容器兩極板間的電壓無關(guān)，A、B、C錯(cuò)誤，D正確。平行板電容器的電容1.探究平行板電容器的電容試驗(yàn)：探究影響平行板電容器電容的因素。如圖，把一已充電的平行板電容器和一靜電計(jì)相連。探究影響平行板電容器電容的因素。(1)本試驗(yàn)應(yīng)用的方法是什么？提示：限制變量法。(2)怎樣通過試驗(yàn)確定平行板電容器的電容與什么因素有關(guān)。提示：①保持極板上的電荷量Q不變，變更兩極板的正對(duì)面積S，S越大，靜電計(jì)指示的電勢(shì)差越小?？傻玫剑篠越大，U越小，則C越大。②保持極板上的電荷量Q不變，變更兩極板間的距離d,d越小,靜電計(jì)指示的電勢(shì)差越小?？傻玫剑篸越小，U越小，則C越大。③保持Q、S、d都不變，在兩極板中間插入電介質(zhì)，靜電計(jì)指示的電勢(shì)差減小?？傻玫剑翰迦腚娊橘|(zhì)，U減小，C增大。2．探究平行板電容器的兩類典型問題(1)平行板電容器充電后，接著保持電容器兩極板與電源兩極相連接，電容器的d、S、εr發(fā)生變更，將引起電容器的C、Q、U、E怎樣變更？提示：①由于電容器始終接在電源上，因此兩極板間電勢(shì)差U保持不變，可依據(jù)下列幾式探討C、Q、E的變更狀況。②由可知C與εr、S成正比，與d成反比，即隨εr、S的增大而增大，隨d的增大而減小。③由可知Q與εr、S成正比，與d成反比，即隨εr、S的增大而增大，隨d的增大而減小。④由可知E與d成反比，即隨d的增大而減小。(2)若平行板電容器充電后與電源斷開,電容器的C、Q、U、E將隨d、S、εr的變更而如何變更？提示：①由于電容器與電源斷開，所以電容器上的電荷量Q不變。②由可知C與εr、S成正比，與d成反比，即隨εr、S的增大而增大，隨d的增大而減小。③由可知，U與d成正比，與εr、S成反比，即隨d的增大而增大，隨εr、S的增大而減小。④由可知，E隨εr、S的增大而減小，在εr、S不變的狀況下E為定值?！緦W(xué)問點(diǎn)撥】平行板電容器電荷量和場(chǎng)強(qiáng)(1)兩極板電荷量相同，帶電性質(zhì)相反。電容器所帶的電荷量是指一個(gè)極板所帶電荷量的確定值。(2)平行板電容器的電容與極板距離d、正對(duì)面積S、電介質(zhì)的相對(duì)介電常數(shù)εr間的關(guān)系為。(3)平行板電容器內(nèi)部是勻強(qiáng)電場(chǎng)，。(4)電容器所帶電荷量Q＝CU?！疽?guī)律方法】電容與電介質(zhì)運(yùn)動(dòng)方向的關(guān)系電介質(zhì)板插入電容器兩極板間的部分越多，相對(duì)介電常數(shù)εr越大，電容C越大，故只有電介質(zhì)板移動(dòng)的方向會(huì)影響εr的大小，而與加速、減速無關(guān)。如圖：通常利用此關(guān)系來推斷物體的運(yùn)動(dòng)方向。【探究歸納】1.影響電容器電容大小的因素電容器電容大小與極板正對(duì)面積S、極板間電介質(zhì)的相對(duì)介電常數(shù)εr、兩極板間距d有關(guān)，公式是。2.與電容器相關(guān)的電路動(dòng)態(tài)分析(1)電容器兩極板干脆與電源相連，并始終保持連接，則電容器兩極板電壓不變。(2)電容器充電完成，與電源斷開，變更正對(duì)面積或板間距或板間的填充介質(zhì)，電容器極板的帶電量不變?！镜淅?】如圖所示的試驗(yàn)裝置中，極板A接地，平行板電容器的極板B與一個(gè)靈敏的靜電計(jì)相接。將A極板向左移動(dòng)，增大電容器兩極板間的距離時(shí)，電容器所帶的電量Q、電容C、兩極間的電壓U、電容器兩極板間的場(chǎng)強(qiáng)E的變更狀況是()A．Q變小，C不變，U不變，E變小B．Q變小，C變小，U不變，E不變C．Q不變，C變小，U變大，E不變D．Q不變，C變小，U變大，E變小【思路點(diǎn)撥】解答本題應(yīng)明確以下兩點(diǎn)：(1)電容器兩類典型問題的特點(diǎn)；(2)Q、C、E、U、d各量間的關(guān)系?！窘馕觥窟xC。平行板電容器充電完畢后斷開，電量不變；板間距離d變大，依據(jù)可知，電容減??；依據(jù)可知，U變大；依據(jù)可知，E不變。故C正確?！疽?guī)律方法】電容器兩類典型問題的基本分析思路(1)明確不變量：是兩板間電勢(shì)差U不變還是所帶電荷量Q不變。(2)依據(jù)確定電容的變更狀況。(3)依據(jù)確定電容器所帶電荷量Q或兩極板間電勢(shì)差U的變化狀況。(4)電容器兩板間可視為勻強(qiáng)電場(chǎng)，故用分析板間場(chǎng)強(qiáng)的變更?！咀兪接?xùn)練】(2012·牡丹江高二檢測(cè))如圖所示，把一個(gè)平行板電容器與一個(gè)靜電計(jì)相連接后，給電容器帶上確定電量，靜電計(jì)指針的偏轉(zhuǎn)角度反映出電容器兩極板間的電勢(shì)差的大小，現(xiàn)要使靜電計(jì)指針的偏角減小，可實(shí)行的方法是()A.B板向上移一些B.B板向左移一些C.B板向右移一些D.在A、B之間插入有機(jī)玻璃板【解析】選C、D。使靜電計(jì)指針的偏角減小，即使兩極板間的電勢(shì)差減小，依據(jù)可知，C、D正確，A、B錯(cuò)誤?！緶剀疤崾尽侩娙萜魇且环N特殊重要的電學(xué)元件，學(xué)習(xí)中要明確電容器的物理意義、影響因素以及在實(shí)際生活中的應(yīng)用原理，要學(xué)會(huì)用靜電場(chǎng)的有關(guān)學(xué)問探討電容器?！镜淅咳鐖D所示是一種通過測(cè)量電容器電容的變更來檢測(cè)液面凹凸的儀器的原理圖。電容器的兩個(gè)電極分別用導(dǎo)線接到指示器上，指示器可顯示出電容的大小。下列關(guān)于該儀器的說法正確的是()考查內(nèi)容電容器的應(yīng)用A．該儀器中電容器的電極分別是金屬芯柱和導(dǎo)電液體B．金屬芯柱外套的絕緣層越厚，該電容器的電容越大C．假如指示器顯示電容增大了