電容器的電容課件

電容器是一種儲能元件，在電路中用于調(diào)諧、濾波、耦合、旁路、能量轉(zhuǎn)換和延時。按其結(jié)構(gòu)可分為固定電容器、半可變電容器、可變電容器三種。第八節(jié)

電容器的電容帶電體放在空中，它所帶的電荷是會慢慢失去的，為了保存電荷，我們就需要有一個能“裝電荷的容器”——電容器。第一課時1、知道什么是電容器以及常用的電容器。2、理解電容器的電容概念及其定義式，并能用來進(jìn)行有關(guān)的簡單計算。閃光燈說明：照相機的閃光燈，在不到0.001s的短暫時間內(nèi)發(fā)出強烈閃光，瞬間電流很大，各種電池都不能承受。在實際中，常常用電容器幫助閃光燈實現(xiàn)它的功能。多媒體實驗室閃光燈的內(nèi)部結(jié)構(gòu)電容器電容器的應(yīng)用點擊任意圖片一些常見的電容器是一種重要的電學(xué)元件1、構(gòu)造：在兩個相距很近的平行金屬板中間夾上一層絕緣物質(zhì)—電介質(zhì),就組成一個簡單的電容器。2、電路圖符號：金屬極板絕緣物質(zhì)(電介質(zhì))斷路幾乎所有電容器都是平行板電容器的變形閱讀課本P29第一段說明電容器的構(gòu)造一、電容器該元件有兩片錫箔（導(dǎo)體），中間是一層薄紙。

3、電容器的充、放電過程：閱讀課本P29第第二、三段回答以下問題：（1）充電過程是一個怎樣的過程？（2）充電后，切斷電源，兩極板上還存有電荷嗎？（3）充電過程中有怎樣的能量轉(zhuǎn)化？（4）放電過程是一個怎樣的過程？（5）放電過程中有怎樣的能量轉(zhuǎn)化？1、電容器的充電：＋＋＋＋＋＋＋＋－

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＋Q－Q將電容器兩個極板帶上等量異種電荷的過程，叫電容器的充電。電能—電場能

正極板負(fù)極板有短暫的電流兩極間有電壓E二、電容器的充電和放電注意：①電容器充電的過程中，在兩極間加電壓、兩板帶等量異種電荷不斷增大,直到兩極電壓等于電源電壓為止，該過程中電路中有短暫的充電電流；

②電容器充電后切斷電源電荷不消失，從電源獲得的電能儲存在了電場中——電場能。③電容器的電量：指一個極板所帶電量的絕對值。2、電容器的放電：＋＋＋＋＋＋＋＋

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＋Q－Q

用導(dǎo)線將充電后的電容器兩極接通，兩極失去電荷的過程，叫電容器的放電。在放電過程中導(dǎo)線上有短暫的電流產(chǎn)生U=0注意：

①充電后的電容器兩極間短路時（一根導(dǎo)線相連）兩板電量會中和，直到兩極電壓等于零為止，該過程中電路中有短暫的放電電流；

②電容器放電后，兩板間不再有電場，電場能——其他形式的能量。

2、電容器的充放電

充電：使電容器帶上電荷的過程(Q增加U增加E增加電場能增加)充電時兩個極板總是帶等量的異種電荷,

放電：使電容器失去電荷的過程（Q減少U減少E減少電場能減少）

3、電容器的作用：容納儲存電荷

如何描述電容器容納電荷的本領(lǐng)?（類比法）圓柱型水杯容器的儲水問題:hhABC1.水位每升高h(yuǎn)，試比較A、B、C的儲水量2.哪個儲水本領(lǐng)大？如何反映其儲水本領(lǐng)？類比法學(xué)習(xí)電容器的電容：思考與討論

那電容器儲存電荷的本領(lǐng)如何表征呢？對一個確定的電容器而言，電容C是不變的，C與Q、U無關(guān)。對一個確定的水容器而言，底面積S是不變的，與V、h無關(guān)。

電容器所帶電量Q與電容器兩極板間的電勢差U的比值，叫電容器的電容。符號C。2、電容的定義式:（1）

Q指每一個極板帶電量絕對值,U表示電容器兩板的電勢差—電壓.二.1.電容定義:

電容電電容器的電容在數(shù)值上等于兩極板間的電勢差為1V時電容器需帶的電荷量。3、意義：電容是一個反映電容器容納電荷本領(lǐng)大小的物理量。4、單位：國際單位制：法拉——法（F）1F=1C/V

常用單位：微法（μF);皮法（pF)1F=106μF=1012pF

小結(jié)一、電容器1、任何兩個彼此絕緣又相互靠近的導(dǎo)體都可以構(gòu)成電容器。2、電容器的充電：電容器與電源相連，電源能量→電場能電容器的放電：電容器與導(dǎo)線相連，電場能→其他形式能二、電容1、定義式:C與Q、U無關(guān)

2、單位：法拉F1F=106μF=1012pF1、對于一個確定的電容器的電容正確的理解是：（）A．電容與帶電量成比。B．電容與電勢差成反比。C．電容器帶電量越大時，電容越大。D．對確定的電容器，每板帶電量增加，兩板間電勢差必增加。課堂訓(xùn)練Ｄ2.如圖所示，是描述對給定的電容器充電時極板上帶電量Ｑ極板間電壓Ｕ和電容Ｃ之間的關(guān)系的圖象，其中正確的是答案：ＢＣＤBCD3、某電容C=20PF，那么用國際單位表示，它的電容為_________F．

4、兩個電容器電量之比為2：1，電壓之比為1：2，則它們的電容之比為_________。

5、某一電容器，當(dāng)所帶電量為4×10-6C，兩極板間的電勢差為20v，求：1）電容器的電容.2）當(dāng)所帶電量減半時，電容器的電容為多少?3）如果電容器不帶電呢？教學(xué)目標(biāo)1、通過實驗觀察影響電容大小的因素。2、掌握平行板電容器電容的決定式，并能用其討論有關(guān)問題。第八節(jié)

電容器的電容第二課時1、兩塊彼此靠近而又絕緣的導(dǎo)體在一起就組成了電容器。2、電容器的作用是容納電荷，儲存能量。3、電容器所帶電量與兩極板間電勢差的比值叫電容器的電容。4、定義式：5、電容描述了電容器容納電荷本領(lǐng)的大小，由電容器本身的屬性決定。復(fù)習(xí)回顧：電容的大小由電容器本身決定，與哪些因素有關(guān)？極板面積極板距離電介質(zhì)研究這些問題該用什么方法？方法：控制變量法++++++實驗探究：影響平行板電容器電容的因素

------改變d改變S改變電介質(zhì)說明：靜電計是在驗電器的基礎(chǔ)上制成的，用來測量導(dǎo)體間的電勢差，從指針的偏轉(zhuǎn)角度就可以知道兩個導(dǎo)體間的電勢差的大小。平行板電容器的電容公式：兩極板間距離兩極板正對面積靜電力常量介電常數(shù)真空

=1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+-定片動片電容器的額定電壓和擊穿電壓(1)額定電壓：電容器能夠_________工作時的電壓．(2)擊穿電壓：電介質(zhì)被擊穿時加在電容器兩極板上的_____電壓，若電壓超過這一限度，則電容器就會被損壞．長期正常最小擊穿電壓是電容器的極限電壓，超過這個電壓，電容器內(nèi)的介質(zhì)將被擊穿．額定電壓是電容器長期工作時所能承受的電壓，它比擊穿電壓要低．電容器在不高于額定電壓下工作都是安全可靠的，不要誤認(rèn)為電容器只有在額定電壓下工作才是正常的。思考與討論⑴：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。在這種情況下，如果增大兩極板間的距離d，那么，兩極板間的電勢差U、電容器所帶的電量Q、兩極板間的場強E各如何變化？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，其電勢差恒等于電源電壓，并保持不變。⑴C=εS/4πkd∝εS/d⑶E=

U/d∝1/d⑵Q=CU=

UεS/4πkd∝εS/d思考與討論⑵：平行板電容器充電后，切斷與電源的連接。在這種情況下，如果增大d，則U、Q、E各如何變化？解析：平行板電容器充電后，切斷與電源的連接，電容器不存在充、放電的可能性，兩極板上的帶電量Q始終不變。(1)C=εS/4πkd∝εS/d(2)U=Q/C=Q/（εS/4πkd）∝d/εS(3)E=U/d=Q/Cd=Q/（εSd/4πkd）

=πkQ/εS∝1/εS本題的思路是：比較⑴、⑵兩類題型的解析過程，可以看到，抓住Q（或U）不變這個條件是一個關(guān)鍵。最后用E=U/d=Q/Cd判斷E的變化。再用C=Q/U判斷出Q（或U）的變化，用C=εS/4πkd判斷C的變化，當(dāng)d（或變化ε、S）發(fā)生變化，教學(xué)目標(biāo)第八節(jié)

電容器的電容第三課時1、理解電容定義式的應(yīng)用。2、理解電容決定式的應(yīng)用。3、掌握關(guān)于電容器的兩類不變問題。一、公式例1.如圖所示，是描述對給定的電容器充電時極板上帶電量Ｑ極板間電壓Ｕ和電容Ｃ之間的關(guān)系的圖象，其中正確的是答案：ＢＣＤBCD的應(yīng)用公式的應(yīng)用例2：一平行板電容器，當(dāng)極板上所帶電荷量增加2.0X10-4C時，極板間的電壓增加40V，則當(dāng)電容器兩端所加電壓為200V時電容器所帶電荷量為多少？變式訓(xùn)練：有一充電的平行板電容器，兩極板間電壓為3V，使它的電荷量減少3X10-4C，電容器兩極板間的電壓降低了三分之一，此電容器的電容為

F。電容器原來的電荷量為____C,若把該電容器極板上的電荷全部導(dǎo)走，電容器的電容為____PF.

小結(jié)：電容器的定義式可以推導(dǎo)為，電容是電容器的屬性，與電容器所帶電荷量、兩極板間的電壓均無關(guān)，解題時要注意這一點。

二、公式的應(yīng)用平行板電容器的電容大小由電容器本身的構(gòu)造決定，討論平行板電容器的電容的變化情況時，應(yīng)根據(jù)平行板電容器的電容的決定式進(jìn)行討論例1、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，電荷量為Q，兩極板間場強為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例2、平行板電容器充電平衡后與電源斷開，兩極板間的電壓是U，充電荷量為Q，兩極板間場強為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BCD例3(2010年全國高考試題)對于水平放置的平行板電容器，下列說法正確的是()A．將兩極板的間距加大，電容將增大B．將兩極扳平行錯開，使正對面積減小，電容將減小C．在下板的內(nèi)表面上放置一面積和極板相等、厚度小于極板間距的陶瓷板，電容將增大D．在下板的內(nèi)表面上放置一面積和極板相等、厚度小于極板間距的鋁板，電容將增大BCD三：平行板電容器的兩類典型問題：審題指導(dǎo)：討論平行板電容器的相關(guān)物理量的關(guān)鍵是：１：要弄清哪些是變量，哪些是不變量，在變量中哪些是自變量，哪些是因變量。２：電容器充電后斷開電源，則所帶電量Q保持不變；電容器始終連接在電源上，則兩極板間的電壓保持不變。例1.平行板電容器充電后，與電池兩極斷開連接，當(dāng)兩極板間的距離減?。ǎ〢．電容器的電容C變大B．電容器極板的帶電量Q變大C．電容器兩極間的電勢差U變大D．電容器兩極板間的電場強度E不變AD例2、用兩節(jié)相同的電池給兩個電容器C1和C2充電，已知C1＜C2，當(dāng)達(dá)到穩(wěn)定狀態(tài)時，兩電容器的電勢差分別為U1和U2，帶電量分別為Q1和Q2，則（）A．U1＞U2B．U1=U2

C．Q1=Q2D．Q1＜Q2

BD例3.如圖所示，一平行板電容器連在U＝10V的直流電源上，電容C=3.0X10-10F，兩極板間距離d=1.2X10-3m，求：(g取10m/s2)1.該電容器所帶電荷量2.若板間有一帶電粒子,其質(zhì)量m=2.0X10-13Kg,恰在板間處于靜止?fàn)顟B(tài),則粒子電荷量為多少?帶何種電荷?Q=CU=3.0X10-9Cq=2.4X10-16C帶負(fù)電ＳKm圖1-7-3例3.

如圖1-7-3所示，兩板間距為d的平行板電容器與一電源連接，開關(guān)S閉合，電容器兩板間的一質(zhì)量為m，帶電荷量為q的微粒靜止不動，下列各敘述中正確的是（）A．微粒帶的是正電B．電源電勢差的大小等于C．?dāng)嚅_開關(guān)S，微粒將向下做加速運動D．保持開關(guān)S閉合，把電容器兩極板距離增大，將向下做加速運動BDAD根據(jù)電荷量變化判斷電容器的充放電，進(jìn)而判斷R中的電流方向B[6、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DA3、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示．接通開關(guān)S，電源即給電容器充電．則(

構(gòu)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)S，電源即給電容器充電．則(

)圖1－8－2A．保持S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B．保持S接通，在兩極板間插入一塊介質(zhì)，則極板上的電荷量增大電流經(jīng)過R時是什么方向？C．?dāng)嚅_S，減小兩極板間的距離，則兩極板間的電勢差減小D．?dāng)嚅_S，在兩極板間插入一塊介質(zhì)，則兩極板間的電勢差增大BC7、

用電壓為U的直流電源給電容為C平行板電容器充電，充完電后電容器兩板間的場強大小為E。（1）充完電后，若仍閉合電鍵K，將電容器兩極板正對面積變?yōu)樵瓉淼囊话?，則電容器的電容變?yōu)?/p>

，流過導(dǎo)線中的電流方向為從

極板流向

極板。

C/2正負(fù)（

（2）充完電后，若仍閉合電鍵K，將一塊厚度為兩板距離一半的平行于極板的矩形金屬塊放入兩極板中間，電容器的電容變

，流過導(dǎo)線中的電流方向為從

極板流向

極板。6.

用電壓為U的直流電源給電容為C平行板電容器充電，充完電后電容器兩板間的場強大小為E2C負(fù)正8.若水平放置的平行板電容器，兩板相距5mm，電容為2μF，當(dāng)將其充電到兩板電壓為100V時，一個質(zhì)量為10-10g的帶電塵埃正好在板間靜止。則塵埃的電荷量為