電容器-人教版高中物理必修第三冊(cè)課件完美版

第十章靜電場(chǎng)中的能量

第四節(jié)電容器的電容人教版高中物理必修三水可以用容器儲(chǔ)存起來(lái)，電荷也可以用一個(gè)“容器”儲(chǔ)存起來(lái)。怎么存？電容器++++++++++++

-----------極板電介質(zhì)1、構(gòu)造：在兩個(gè)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)（空氣也是一種電介質(zhì)），就組成一個(gè)最簡(jiǎn)單的電容器，叫作平行板電容器。這兩個(gè)金屬板叫作電容器的極板。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。一、電容器紙介電容器玻璃介質(zhì)真空導(dǎo)體板二、電容器的充、放電過(guò)程1、電容器的充電過(guò)程1、把直流電源、電阻、電容器、電流表、電壓表以及單刀雙擲開(kāi)關(guān)組裝成實(shí)驗(yàn)電路。2、把開(kāi)關(guān)S接1，此時(shí)電源給電容器充電?，F(xiàn)象：在充電過(guò)程中，（1）電壓表示數(shù)迅速增大，隨后逐漸穩(wěn)定在某一數(shù)值，表示電容器兩極板具有一定的電勢(shì)差。（2）通過(guò)觀察電流表可以知道，充電時(shí)電流由電源的正極流向電容器的正極板。同時(shí)，電流從電容器的負(fù)極板流向電源的負(fù)極。（3）隨著兩極板之間電勢(shì)差的增大，充電電流逐漸減小至0。結(jié)果：此時(shí)電容器兩極板帶有一定的等量異種電荷。即使斷開(kāi)電源，兩極板上的電荷由于相互吸引而仍然被保存在電容器中。能量變化：電容器充電的過(guò)程中，兩極板的電荷量增加，極板間的電場(chǎng)強(qiáng)度增大，電源的能量不斷儲(chǔ)存在電容器中?！半娙萜鞯膸щ姾闪縌”，是指一個(gè)極板所帶電荷量的絕對(duì)值。2、電容器的放電過(guò)程1、操作：把開(kāi)關(guān)S接2，電容器對(duì)電阻R放電。2、現(xiàn)象：（1）觀察電流表可以知道，放電電流由電容器的正極板經(jīng)過(guò)電阻R流向電容器的負(fù)極板，正負(fù)電荷中和。（2）此時(shí)兩極板所帶的電荷量減小，電勢(shì)差減小，放電電流也減?。?）最后兩極板電勢(shì)差以及放電電流都等于03、結(jié)果：電容器帶電量為零4、能量轉(zhuǎn)化：放電的過(guò)程中，電容器把儲(chǔ)存的能量通過(guò)電流做功轉(zhuǎn)化為電路中其他形式的能量。面積表示放電過(guò)程中電容器的放電量

一個(gè)電容器最多可以儲(chǔ)存多少電荷??？實(shí)驗(yàn)電路圖如圖，取一個(gè)電容器A和電壓表相連，操作步驟：1、把開(kāi)關(guān)S接1，用幾節(jié)干電池串聯(lián)后給A充電，可以看到A充電后兩極板具有一定的電壓。2、把開(kāi)關(guān)S接2，使另一個(gè)相同的但不帶電的電容器B圖實(shí)驗(yàn)電路圖跟A并聯(lián)；現(xiàn)象：可以看到電壓表示數(shù)變?yōu)樵瓉?lái)的一半；3、斷開(kāi)開(kāi)關(guān)S1，閉合開(kāi)關(guān)S2，讓B的兩極板完全放電，隨后再斷開(kāi)開(kāi)關(guān)S2，把B和A并聯(lián)，電壓表示數(shù)再次減少一半還可以繼續(xù)這樣操作。

實(shí)驗(yàn)表明，電容器的電荷量變?yōu)樵瓉?lái)的一半時(shí)其兩極板間的電勢(shì)差也變?yōu)樵瓉?lái)的一半。結(jié)論：一個(gè)電容器所帶的電荷量Q與兩極板之間的電勢(shì)差U之比是不變的。探究：電容器兩極板間電勢(shì)差跟所帶電荷量的關(guān)系（1）概念：電容器所帶電荷量Q與兩極板間電勢(shì)差U的比值叫電容器的電容。（2）定義式：（3）單位：法拉（簡(jiǎn)稱法），符號(hào):F1μF=10-6F，1pF=10-12F。

(4)物理意義：表征電容器容納（儲(chǔ)存）電荷本領(lǐng)的物理量。三、電容器的電容比值定義法：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。（5）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。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(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)極限電壓叫作擊穿電壓。電容器外殼上標(biāo)的是工作電壓，或稱額定電壓，電容器長(zhǎng)期工作所能承受的電壓。這個(gè)數(shù)值比擊穿電壓低。C2.一個(gè)電容器，充電后所帶電荷量為Q=4×10-6C時(shí)，它的兩極板間的電勢(shì)差U=2V，由此可知，該電容器的電容是_________F。如果再充進(jìn)4×10-6C的電荷量，其電容為_(kāi)______F。如果用導(dǎo)線將電容器兩極相連，放電完畢后，其電容為_(kāi)______F。2×10-62×10-62×10-6

C取決于電容器自身結(jié)構(gòu)，而與是否帶電及帶電多少無(wú)關(guān)。BCD3、如圖所示，是描述對(duì)給定的電容器充電時(shí)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（）平行板電容器由相互絕緣的兩個(gè)平行的金屬板構(gòu)成的電容器靜電計(jì)用來(lái)測(cè)兩個(gè)導(dǎo)體導(dǎo)體間的電勢(shì)差（電壓），指針張角越大，說(shuō)明電壓越大。

把靜電計(jì)的金屬球與一個(gè)導(dǎo)體連接，金屬外與另一個(gè)導(dǎo)體連接（或金屬外與另一個(gè)導(dǎo)體同時(shí)接地）從指針偏轉(zhuǎn)角度的大小可以推知兩個(gè)導(dǎo)體電勢(shì)差的大小。結(jié)論：s越大，C越大。操作：電量不變，A板上移，減小正對(duì)面積現(xiàn)象：張角變大。說(shuō)明：U變大，C減小。操作：電量不變，A左移，d變大現(xiàn)象：指針張角變大。說(shuō)明：U變大，C減小。結(jié)論：C隨d的增大而減小操作：Q不變，插入電介質(zhì)現(xiàn)象：張角變小，說(shuō)明：U變小，C增大結(jié)論：插入電介質(zhì)電容增大。

板間充滿某種介質(zhì)時(shí)，C會(huì)變?yōu)榘彘g為真空時(shí)的若干倍，這一倍數(shù)叫這種電介質(zhì)的相對(duì)介電常數(shù)，用εr表示。公式：理論及實(shí)驗(yàn)表明：平行板電容器兩極板間是真空時(shí)，電容C跟正對(duì)面積S成正比，跟兩極板間距離d成反比。注意：一般性研究中，空氣介電常數(shù)對(duì)電容的影響可忽略符號(hào)：四、常用電容器１、從結(jié)構(gòu)上來(lái)看，常用的電容器分為（1）固定電容器（2）可變電容器２、按電介質(zhì)的種類，常用的電容器分為

以聚苯乙烯薄膜為電介質(zhì)，用兩層鋁箔為極板。（1）聚苯乙烯電容器＋－符號(hào)：電容較大（2）電解電容器：

用鋁箔做一個(gè)極板，以鋁箔上很薄的一層氧化膜為電介質(zhì)，用浸過(guò)電解液的紙做另一個(gè)極板。3、可變電容器：

兩極由兩組鋁片組成，固定的一組鋁片叫做定片，可以轉(zhuǎn)動(dòng)的一組鋁片叫做動(dòng)片;空氣為電介質(zhì)。

轉(zhuǎn)動(dòng)動(dòng)片，使兩組鋁片的正對(duì)面積發(fā)生變化，電容相應(yīng)變化。符號(hào)：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

1.電容器充電后，如果繼續(xù)保持電容器的兩極與電源相連，則兩極板U怎樣？

2.電容器充電后，如果切斷電容器的兩極與電源的連接，則電容器的帶電量Q怎樣？思考兩極板間的U保持不變電容器的帶電量Q保持不變五、電容器常見(jiàn)的兩種工作狀態(tài)平行板電容器的兩類典型題1、電容器充完電后，電鍵閉合，增大d，C、U、Q、E怎樣變化？減小S，U、Q、E？解析：始終與電源的連接，極板間電勢(shì)差U不變

增大d，則：2、電容器充完電后，電鍵斷開(kāi)，增大d，C、U、Q、E怎樣變化？減小S，U、Q、E？解析：切斷與電源的連接，極板上的電量Q不變，增大d，則：課堂訓(xùn)練1、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)（）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不變AD2、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，兩極板間場(chǎng)強(qiáng)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AB3、平行板電容器充電平衡后與電源斷開(kāi)，兩極板間的電壓是U，充電荷量為Q，兩極板間場(chǎng)強(qiáng)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BCD4、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(cuò)開(kāi)一些，其它條件不變。則（）A．油滴將向上加速，電流計(jì)中電流由b流向aB．油滴將向下加速，電流計(jì)中電流由a流向bC．油滴將靜止不動(dòng)，電流計(jì)中電流由b流向aD．極板帶電量減少，兩板間電勢(shì)差和場(chǎng)強(qiáng)不變D電容器—人教版高中物理必修第三冊(cè)課件完美版電容器—人教版高中物理必修第三冊(cè)課件完美版5、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(shí)，一個(gè)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

C。

mgF提示：電容器—人教版高中物理必修第三冊(cè)課件完美版電容器—人教版高中物理必修第三冊(cè)課件完美版6、平行金屬板A、B間距離為6cm，電勢(shì)差UAB=300V保持不變，將一塊3cm厚的矩形導(dǎo)體平行放入A、B板之間，它左側(cè)面P與A平行正對(duì)且離A板1cm，以B板電勢(shì)為零，則A、B兩板正中央一點(diǎn)C的電勢(shì)由此而發(fā)生怎樣的變化？（）

A、變?yōu)榱鉈、仍為150VC、升高50VD、降低50VABPCC分析：原來(lái)UCB=UAB/2=150v，φB=0,φC=150V插入導(dǎo)體后，因靜電感應(yīng)，導(dǎo)體為等勢(shì)體，表面為等勢(shì)面，C與導(dǎo)體表面電勢(shì)相等，AB間距相當(dāng)于減小了3cm場(chǎng)強(qiáng)E‘=300v/3cm=104v/m,UCB'=E'd'=200vφC'=200v,升高了50vd'=2cm電容器—人教版高中物理必修第三冊(cè)課件完美版電容器—人教版高中物理必修第三冊(cè)課件完美版7、平行板電容器充電后與電源斷開(kāi)，負(fù)極板接地，在兩板間有一正電荷（電荷量很少）固定在P點(diǎn)，如圖所示，以U表示電容兩極板間的電壓，E表示兩極板間的場(chǎng)強(qiáng)，Ep表示正電荷在P點(diǎn)的電勢(shì)能，若保持負(fù)極板不動(dòng)，而將正極板移至圖中虛線所示的置，則A、U變大，Ep不變

B、E變大，Ep不變C、U變小，Ep變大

D、U不變，Ep不變A解：由U=4kπQd/εrS及E=4kπQ/εrS可知：d增大，則U增大而E不變；Ep=qφp=q·Ed1

也不變。電容器—人教版高中物理必修第三冊(cè)課件完美版電容器—人教版高中物理必修第三冊(cè)課件完美版8、如圖所示，

C1和

C2是兩個(gè)相同的平行板電容器，帶有相等的電荷量，用導(dǎo)線連接如圖。今在電容器

C1的兩極板間插入一塊電介質(zhì)，在電介質(zhì)插入的過(guò)程中，下列哪些現(xiàn)象會(huì)發(fā)生（

）

A、導(dǎo)線上有電流通過(guò)，方向?yàn)閍b,cd

B、導(dǎo)線上有電流通過(guò)，方向?yàn)閎a,dc

C、達(dá)到穩(wěn)定時(shí)，

C1兩極板間的電壓高于

C2兩極板間的電壓

D、

C2的帶電量保持不變

B分析：穩(wěn)定時(shí)：U1=U2,插入電介質(zhì)C1增大，若Q1不變，則U1'>U2,則C1應(yīng)該放電，電流abcd方向，Q1減少，Q2增大，U2增大，穩(wěn)定后二者電壓相等，比原來(lái)都增大。電容器—人教版高中物理必修第三冊(cè)課件完美版電容器—人教版高中物理必修第三冊(cè)課件完美版謝謝收看再見(jiàn)電容器—人教版高中物理必修第三冊(cè)課件完美版電容器—人教版高中物理必修第三冊(cè)課件完美版1.學(xué)習(xí)可以徹底的改變自己，即使失去原來(lái)改變的條件，人也不會(huì)退回到原來(lái)的樣子，因?yàn)榻?jīng)過(guò)“輮”。人已經(jīng)脫離一個(gè)舊我，變成一個(gè)新我.2.這一段介紹了怎樣學(xué)習(xí)，也就是學(xué)習(xí)的要素。荀子認(rèn)為積累是學(xué)習(xí)的第一要素，也是學(xué)習(xí)的根本。學(xué)習(xí)可以達(dá)到奇妙的效果，可以“興風(fēng)雨”“生蛟龍”?！吧衩髯缘?，圣心備焉”從人的角度，來(lái)說(shuō)學(xué)習(xí)的效果。接著運(yùn)用正反對(duì)比的手法來(lái)說(shuō)明積累的效果，體現(xiàn)了荀子文章說(shuō)理的生動(dòng)性。3.家庭在西洋是一種界限分明的團(tuán)體。在英美，家庭包括他和他的妻以及未成年的孩子。而在我們中國(guó)“家里的”