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第一章靜電場1.8電容器

電容教科版(2019)高中物理必修第三冊目錄1234新課導入學習目標新課講解經典例題5課堂練習6課堂小結

水可以用容器儲存起來,電荷也可以用一個“容器”儲存起來。圖中的元件就是這樣的“容器”——電容器。那么,它內部的構造是怎樣的?它是怎樣“裝進”和“倒出”電荷的呢?電容器課堂導入一、電容器絕緣物質(電介質)1.定義:任意兩個相互靠近但彼此絕緣的導體構成的電學元件。3.作用:存儲電荷(存儲電場能)。4.電路圖符號:2.平行板電容器:由兩個相距很近的平行金屬板中間夾上一層絕緣物質(電介質)構成。5.電容器分類符號:(1)固定電容器②電解電容器:用鋁箔做一個極板,以鋁箔上很薄的一層氧化膜為電介質,用浸過電解液的紙做另一個極板。有正負極之分,連接時不能接錯,不能接交流電符號:①聚苯乙烯電容器:以聚苯乙烯薄膜為電介質,兩層鋁箔為極板.(2)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;可以轉動的一組鋁片叫做動片;空氣為電介質。通過轉動動片,使兩組鋁片的正對面積發(fā)生變化,使得電容器的電容變化。符號:二、平行板電容器的充放電過程1.充電過程:電子從電源的負極出發(fā),流向下極板,電子從上極板出發(fā)流向電源正極(電子定向移動),導致兩極板帶等量異號電荷。

充電現象(將開關撥到1):(1)電流表指針右偏,說明有順時針的電流;

(2)與電源正極連接的極板失電子,帶正電;與電源負極連接的極板得電子,帶負電;(3)極板間形成從上到下的勻強電場;(4)充電時,電容器儲存電場能;(5)充電完畢,電流表指針回到原位,電路中電流為0。2.放電過程:用導線將充電后的電容器兩極接通,電子從負極板出發(fā),流向正極板,兩極板電荷發(fā)生中和,最終不帶電。

放電現象(將開關撥到2):

(1)電流表指針左偏,說明有逆時針的電流(2)放電時,電容器儲存電場能放出;

(3)放電完畢,電場極板間電場為零;極板所帶電量為零;電路中電流為零;兩極板之間電壓為0。

3.充電(放電)過程中電流(電壓)隨時間的變化圖像充電過程放電過程充

電放

電電流方向電

壓電

量電源正極流向電容器正極板電容器負極板流向電源負極兩極所帶電荷量增加兩極間電壓逐漸增加直到與充電電壓相等電源的能量轉化為電場能電容器正極板流向電容器負極板兩極所帶電荷量減少兩極間電壓逐漸減小直至為0電場能轉化為其他形式能量設平行板電容器兩個極板的正對面積和距離一定,討論以下問題:電容器兩極板之間的場強與電容器的帶電量有什么關系?電容器兩極板之間的電勢差與場強有什么關系?你能通過推理,得出電容器兩極板之間的電勢差與電容器帶電量的關系嗎?不同的電容器存儲電荷的能力是不同的,為了描述電容器這種能力的異同,我們引入一個新的物理量——”電容“。三、電容4、物理意義:表示電容器存儲電荷能力的物理量2、電容的定義式:3、電容的單位:法拉,簡稱法,符號是F.微法(μF)和皮法(pF)1μF=10-6F1pF=10-12F1F=1C/V1.定義

電容器所帶電量Q與兩極板間的電勢差U比值叫電容器的電容,用C表示5.固定電容器(C一定)兩極板間電壓與電荷量關系圖像:ΔQUQ1Q2U1U2QΔU

注:該公式是電容的定義式,但電容本身不由Q、U決定!實驗表明:平行板電容器的的電容與兩板的正對面積、板間距離有關。

兩板之間的正對面積S越大,電容C越大;板間距離d越小,電容C則越大;插入電介質后電容增大。實驗探究平行板電容器的電容與哪些因素有關決定式ε為一個常數,與電介質的性質有關,稱為電介質的相對介電常數。電介質空氣煤油石蠟陶瓷玻璃云母水ε1.000522.0—2.164—116—881四、平行板電容器的電容1、按電介質分:紙質電容器、電解電容器、陶瓷電容器、云母電容器2、按是否可變分:固定電容器、可變電容器五、常用電容器典例分析例1.如圖所示電容器充電結束后保持與電源連接,電源電壓恒定,帶電油滴在極板間靜止,若將板間距變大些,則油滴的運動將()A.向上運動B.向下運動C.保持靜止D.向左運動B典例分析例1.如圖所示電容器充電結束后保持與電源連接,電源電壓恒定,帶電油滴在極板間靜止,若將板間距變大些,則油滴的運動將()A.向上運動B.向下運動C.保持靜止D.向左運動B課堂練習1.電容是表征_____________________的物理量。如果某電容器的電量每增加10-6C,兩極板之間電勢差增加1V,則該電容器電容為_______,影響電容器電容大小的因素為_____________、________________和_______。電容器容納電荷本領10-6F兩極板間距離兩極板正對面積電介質課堂練習2.如圖為電容C與電壓U,的電源連成的電路.當電鍵K與1接通,電容器A極板帶____電,B板帶____電,這一過程稱為電容器___________,電路穩(wěn)定后,兩極板間電勢差為____。K1。。。AB2acb負正充電過程當K與2接通,流過導體acb的電流方向為____________,稱為電容器______。Ub→c→a放電課堂練習3.下列關于常用電容器,說法正確的是()A.電解電容器的極性固定,作用時極性不能錯B.可變電容器是通過改變鋁片正對面積來改變電容C.電容器的額定電壓就是擊穿電壓D.額定電壓是長期工作所承受電壓,比擊穿電壓小ABC課堂練習4.據國外某媒體報道,科學家發(fā)明了一種新型超級電容器,能讓手機幾分鐘內充滿電。某同學假日登山途中用該種電容器給手機電池充電,下列說法正確的是()A.該電容器給手機電池充電時,電容器的電容變大B.該電容器給手機電池充電時,電容器所帶的電荷量可能不變C.該電容器給手機電池充電時,電容器存儲的電能變少D.充電結束后,電容器不帶電,電容器的電容為零C課堂練習5、用兩節(jié)相同的電池分別給兩個原來不帶電的電容器充電,已知C1<C2,當電容器達到穩(wěn)定時,電容器C1和C2的帶電量分別為Q1和Q2,則()A.Q1<Q2

B.Q1>Q2

C.Q1=Q2

D.無法確定A課堂練習6(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,電荷量為Q,兩極板間場強為E,電容為C,現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ABC課堂練習7.如圖所示,指紋采集裝置中的半導體基板上有大量相同的小極板,外表面絕緣。當手指的指紋一面與絕緣表面接觸時,由于指紋凸凹不平,凸點處與凹點處分別與半導體基板上的小極板形成一個

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