電容器的電容 (3)課件

課堂引入前面，我們學(xué)了摩擦可以使塑料棒帶上電荷，可是，將這塑料棒放在空中，過(guò)一段時(shí)間它所帶的電荷就會(huì)慢慢地失去，為了保存電荷，我們就需要有一個(gè)能“容納電荷的容器”——電容器。電容器在日常生活中的應(yīng)用電容器是電器中是一個(gè)不可缺少的關(guān)鍵元件之一：感應(yīng)起電機(jī)萊頓瓶----現(xiàn)在叫“電容器”形形色色多種多樣的電容器都有三個(gè)基本組成

一、電容器（電容器是一種常用的電學(xué)儀器）1）兩個(gè)絕緣相離很近的導(dǎo)體－－極板1.構(gòu)造：電介質(zhì)2）中間夾一層絕緣物物質(zhì)－－電介質(zhì)注：任何兩個(gè)彼此絕緣又相隔很近導(dǎo)體，都可以看成是一個(gè)電容器3）兩條引線極板錫箔絕緣紙電容器的工作原理1、開(kāi)關(guān)打向1，電流計(jì)G內(nèi)有短暫電流，指針?biāo)查g右偏即恢復(fù)，電容器上板帶上正電荷，下板帶上等量的負(fù)電荷，板間有電場(chǎng)存在；2、開(kāi)關(guān)打向2，電流計(jì)G內(nèi)有短暫電流，指針?biāo)查g左偏即恢復(fù)，電容器兩板所帶電荷消失。電容器的充電2、充電過(guò)程的實(shí)質(zhì)：使電源中的電能轉(zhuǎn)化為兩板間的電場(chǎng)能，在電容器中儲(chǔ)存。1、把電容器的一個(gè)極板與電池組的正極相連，另一個(gè)極板與負(fù)極相連，兩個(gè)極板就分別帶上了等量的異種電荷，這個(gè)過(guò)程叫做充電。3、電容器所帶的電荷量（帶電量）：是指一個(gè)極板所帶電荷量的絕對(duì)值1）充電后，電容器兩個(gè)極板帶上等量異種電荷2）儲(chǔ)存能量充電過(guò)程由電源獲得電能儲(chǔ)存在電場(chǎng)中，稱為電場(chǎng)能注：電容器所帶電荷量Q是指每個(gè)極板帶電的絕對(duì)值充電：3）充電有瞬間電流一、電容器1定義

兩個(gè)彼此絕緣又相互靠近的導(dǎo)體，就構(gòu)成了電容器。2作用

電容器是一種裝電荷和儲(chǔ)存電場(chǎng)能的容器問(wèn)題電容器能無(wú)限地儲(chǔ)存能量嗎？電荷能無(wú)限地充入電容器嗎？小結(jié)：電容器可以儲(chǔ)存電能，當(dāng)需要時(shí)再將電場(chǎng)能釋放出來(lái)！圓柱型水杯容器的儲(chǔ)水問(wèn)題:hhABC1.水位每升高h(yuǎn)，試比較A、B、C的儲(chǔ)水量2.哪個(gè)儲(chǔ)水本領(lǐng)大？如何反映其儲(chǔ)水本領(lǐng)？1、電容器所帶電量Q與電容器兩極板間的電勢(shì)差U的比值，叫電容器的電容。符號(hào)C。2、電容的定義式:Q指每一個(gè)極板帶電量絕對(duì)值,U表示電容器兩板的電勢(shì)差—電壓.理解：

電容器的電容與Q、U無(wú)關(guān)，由電容器本身的結(jié)構(gòu)決定。二.電容電容器的Q—U圖象U/VQ/C△UC1C2△Q1△Q2C=Q/UC=△Q/△U3、電容在數(shù)值上等于使兩極板間的電勢(shì)差增加1V時(shí)，所需要的電荷量。4、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。5、單位：國(guó)際單位制：法拉——法（F）1F=1C/V常用單位：微法（μF);皮法（pF)1F=106μF=1012pF2、某電解電容器上標(biāo)有“36Ｖ3×10-5F”的字樣，下列說(shuō)法正確的是[]A、增加1V的電壓，需增電量是3×10-5CB、此電容器必須加36V的電壓，才能工作C、工作電壓是36V時(shí)，電容才是3×10-5FD、使用時(shí)，須考慮引線的極性AD靜電計(jì)是在驗(yàn)電器的基礎(chǔ)上制成的，用來(lái)測(cè)量電勢(shì)差，它把金屬球跟一個(gè)導(dǎo)體相連接，把它的金屬外殼跟另一個(gè)導(dǎo)體連接（或者同時(shí)接地），從指針的偏轉(zhuǎn)角就可以測(cè)出兩個(gè)導(dǎo)體間的電勢(shì)差。靜電計(jì)影響電容大小的因素——控制變量法

從能的觀點(diǎn)分析：電介質(zhì)板插入過(guò)程中，由于束縛電荷與極板上電荷相互吸引而做功，電勢(shì)能減少，故電勢(shì)差降低，從而電容增大。介電常數(shù)rGqE充電后，開(kāi)關(guān)S閉合（

保持不變）SＡB⑴平移Ａ板⑵上移Ａ板⑶插入電介質(zhì)ＣQEＣQEＣQEＣ=4πkdεrS=QUε

epsilonUGqE充電后，斷開(kāi)開(kāi)關(guān)SS（

保持不變）⑴平移Ａ板ＡB⑵上移Ａ板⑶插入電介質(zhì)ＣUEＣUEＣUEＣ=4πkdεrS=QUQ平行板電容器的兩類問(wèn)題：A、充電后仍連接電源，電容器兩端電壓不變；B、充電后斷開(kāi)電源，電容器上的電荷量保持不變。d增加C減小Q=CUQ減小E=U/dE減小S減小C減小Q=CUQ減小E=U/dE不變電容器始終與電源連接，U保持不變。解題關(guān)鍵解題關(guān)鍵電容器充電后與電源斷開(kāi)，Q保持不變。d增加C減小U=Q/CU增加E=U/dE不變S減小C減小U==Q/CU增加E=U/dE增加分析（1）分析（2）鞏固與練習(xí)1.平行板電容器充電后，繼續(xù)保持電容器的兩極板與電源連接，在這種情況下如果增大板間的距離d，那么，兩極板的電勢(shì)差U、電容器所帶的電量Q、極板間的場(chǎng)強(qiáng)E各如何改變？U不變：增大dC減小Q減小C＝Q/UE減小E＝U/d2、連接在電池兩極上的平行板電容器，當(dāng)兩極板間的距離減小時(shí)A.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(shì)差U變大D.電容器兩極板間的電場(chǎng)強(qiáng)度E變大（ABD）A、電容器帶電量不變B、塵埃仍靜止C、電流計(jì)中有a→b的電流D、電流計(jì)中有b→a的電流3、如圖，將平行板電容器與電池相連，兩板間的帶電塵埃恰好處于靜止?fàn)顟B(tài)．若將兩板緩慢地錯(cuò)開(kāi)一些，其它條件不變，則[]GabBC4、在下圖所示的實(shí)驗(yàn)裝置中，平行板電容器的極板A與一個(gè)靈敏的靜電計(jì)相接，極板B接地，若極板B稍向上移動(dòng)一點(diǎn)，由觀察到的指針變化做出平行板電容器電容變小的依據(jù)是（

）A、兩極板間的電壓不變，極板上的電荷量變小B、兩極板間的電壓不變，極板上的電荷量變大C、極板上電荷量幾乎不變，兩極板間電壓變小D、極板上電荷量幾乎不變，兩極板間電壓變大四常用電容器1、常用電容器從構(gòu)造上看，分為固定電容器和可變電容器兩類2、固定電容器：電容是固定不變的，常用的是以云母、陶瓷、聚苯乙烯等為電介質(zhì)的電容器和電解電容器。符號(hào)電解電容器符號(hào)注意：電解電容器兩接線電極有正、負(fù)之分，使用時(shí)極性不能接錯(cuò)聚丙烯電容器3、可變電容器：電容是可以改變的，一般是以改變正對(duì)面積來(lái)改變電容的可變電容器符號(hào)可變電容器四常用電容器各種電容器的性能1、紙介電容器：容量大，價(jià)格低，體積小；損耗大，有電感。2、云母電容器：介質(zhì)損耗小，絕緣性能好，較穩(wěn)定。3、瓷介電容器：耐磨，壽命長(zhǎng)；易破碎。4、電解電容器：容量大（介質(zhì)薄且兩極近)，體積??；有極性，易漏電。五、電容器使用時(shí)應(yīng)注意的問(wèn)題1、電容器的擊穿電壓：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，這個(gè)極限電壓稱為擊穿電壓。2、電容器的額定電壓：電容器正常工作時(shí)的最大電壓額定電壓低于擊穿電壓3、注意電解電容器的極性電容器放電過(guò)程中

電流隨時(shí)間變化的圖像1、在圖中畫一個(gè)狹長(zhǎng)矩形，它的面積的物理意義是什么？

電荷量2、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？

圖像與坐標(biāo)軸間的面積40格Q=3.2×10-3C3、根據(jù)以上數(shù)據(jù)估算出的電容是多少？

C=4×10-4F注意：①充電后的電容器兩極間短路時(shí)（一根導(dǎo)線相連）兩板電量會(huì)中和，直到兩極電壓等于零為止，該過(guò)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(chǎng)，電場(chǎng)能——其他形式的能量。

小結(jié)一、電容器1、任何兩個(gè)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(chǎng)能電容器的放電：電容器與導(dǎo)線相連，電場(chǎng)能→其他形式能二、電容1、定義:C與Q、U無(wú)關(guān)

2、單位：法拉F1F=106μF=1012pF三、平行板電容器的電容

C與εr、S、d有關(guān)

四、常用電容器電解電容器可變電容器五、電容器使用時(shí)注意的問(wèn)題工作電壓≤額定電壓<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4.如圖,平行板電容器經(jīng)開(kāi)關(guān)S與電池連接,a處有一帶電荷量非常小的點(diǎn)電荷,S是閉合的,φa表示a點(diǎn)的電勢(shì),F表示點(diǎn)電荷受到的電場(chǎng)力,現(xiàn)將電容器的B板向下稍微移動(dòng),使兩板間的距離增大φ

a變大,F變大;B.φ

a變大,F變小;C.φ

a不變,F不變;D.φ

a不變,F變小;(B)ABaS5.如圖，面積足夠大的兩平行金屬板豎直放置,極板間距離為d,接直流電壓U,極板中央放一半徑為R(2R<d)的絕緣金屬球殼,C、D是球殼水平直徑上的兩點(diǎn)，關(guān)于金屬球殼，以下判斷正確的是：A.由于靜電感應(yīng),球殼上C、D兩點(diǎn)的電勢(shì)差為RU/d;B.由于靜電感應(yīng)，球殼中心點(diǎn)O的場(chǎng)強(qiáng)為零；C.若用手摸一下球殼后，再拿走平行金屬板，球殼帶正電；D.若用手摸一下球殼后，再拿走平行金屬板，球殼的電勢(shì)為零。CDU（BC）－＋（2003江蘇）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，與它相連的電路如圖所示，接通開(kāi)關(guān)S，電源即給電容器充電（）A保持S接通，減小兩極板間的距離，則兩極板間電場(chǎng)的電場(chǎng)強(qiáng)度減??；B保持S接通，在兩極間插入一塊電介質(zhì)，則極板上的電荷量增大；C斷開(kāi)S，減小兩極板間的距離，則兩極板間的電勢(shì)差減?。籇斷開(kāi)S，在兩極間插入一塊電介質(zhì)，則兩極板間的電勢(shì)差增大。BCRS（2001全國(guó)）如圖所示是一個(gè)平行板電容器，其電容為C，帶電量為Q，上極板帶正電，現(xiàn)將一個(gè)試探電荷q由兩極板間的A點(diǎn)移動(dòng)到B點(diǎn)，A、B兩點(diǎn)間的距離為S，連線AB與極板間的夾角為30度，則電場(chǎng)力對(duì)試探電荷q所做的功等于（）。ABCD---------++++++++++++-d300ABC3.如圖，A、B為平行金屬板，兩板相距為d，分別與電源兩極相連，兩板的中央各有一小孔M和N，今有一帶電質(zhì)點(diǎn)，自A板上方相距為d的P點(diǎn)由靜止自由下落（P、M、N在同一豎直線上），空氣阻力忽略不計(jì)，到達(dá)N孔時(shí)速度恰好為零，然后沿原路返回，若保持兩極板間的電壓不變，則A.把A板向上平移一小段距離,質(zhì)點(diǎn)自P點(diǎn)自由下落后仍能返回;B.把A板向下平移一小段距離,質(zhì)點(diǎn)自P點(diǎn)自由下落后將穿過(guò)N孔繼續(xù)下落;C.把B板向上平移一小段距離,質(zhì)點(diǎn)自P點(diǎn)自由下落后仍能返回；D.把B板向下平移一小段距離,質(zhì)點(diǎn)自P點(diǎn)自由下落后將穿過(guò)N孔繼續(xù)下落;MNABP(ACD)4.如圖所示，有三個(gè)質(zhì)量相等，分別帶正電、負(fù)電和不帶