電容器的電容課件ppt

1、1.8 電容器的電容,第一課時(shí),一.電容器,1.電容器的結(jié)構(gòu),在兩個(gè)正對(duì)的平行金屬板中間夾上一層絕緣物質(zhì)(電介質(zhì)),就構(gòu)成了最簡(jiǎn)單的電容器,叫平行板電容器.兩個(gè)金屬板叫電容器的極板,強(qiáng)調(diào)：任意兩個(gè)彼此絕緣又相隔很近的導(dǎo)體,都可以看成是一個(gè)電容器,電容器的充電,把電容器的兩個(gè)極板和電池的正負(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)程叫充電.充電過(guò)程中電路中有短暫的充電電流,強(qiáng)調(diào)：一個(gè)極板上所帶電量的絕對(duì)值叫電容器的電量Q,充了電的電容,兩極板間就有電場(chǎng),電勢(shì)差U.從電源獲得的電能儲(chǔ)存在電場(chǎng)中,這種能量叫電場(chǎng)能,電容器有儲(chǔ)存電荷和電場(chǎng)能的本領(lǐng),2電容器的充放電,電容器的放電,把充電后的電

2、容器兩極板接通,兩極板上的電荷中和,電容器不再帶電,這個(gè)過(guò)程叫放電.并有短暫的放電電流,放電后,兩極板就不再有電場(chǎng)和電勢(shì)差, 電場(chǎng)能轉(zhuǎn)化為其它形式的能,思考：圓柱型水杯容器的儲(chǔ)水問(wèn)題,h,h,A,B,C,1.水位升高相同高度h，試比較A、B、C的儲(chǔ)水量,2 如何反映水杯的儲(chǔ)水本領(lǐng),二.電容,討論,對(duì)同一電容器,帶電量Q大,電勢(shì)差U大,Q/U不變,對(duì)不同電容器,增加相同電量,增加相同電勢(shì)差,Q/U不變,1.電容,電容器所帶的電量Q與電容器兩極板間的電勢(shì)差U的比值,叫做電容器的電容,或者電容器增加的電量Q與兩極板間增加的電勢(shì)差U的比值,叫電容器的電容,這個(gè)比值就表征了電容器儲(chǔ)存電荷的特性,Q/U或

3、Q/U是不同的,4.注意,C=Q/U是比值定義式 C與Q、U無(wú)關(guān).C由電容器本身結(jié)構(gòu)性質(zhì)決定, 反映了電容器容納電荷本領(lǐng),2.公式,3.單位,1C/V=1F(法拉,1F=106F=1012pF,二.電容,1.電容,電容器所帶的電量Q與電容器兩極板間的電勢(shì)差U的比值,叫做電容器的電容,2.公式,3.單位,1C/V=1F(法拉,1F=106F=1012pF,4.注意,C=Q/U是比值定義式 C與Q、U無(wú)關(guān).C由電容器本身結(jié)構(gòu)性質(zhì)決定, 反映了電容器容納電荷本領(lǐng),針對(duì)練習(xí)1,1.下列說(shuō)法正確的是 A.由公式可知,電容大小和電量成正比和電壓成反比 B.電容器的電容大小和電容器兩端電壓,電容器帶電量均無(wú)

4、關(guān) C.電容器的帶電量是指電容器每個(gè)極板所帶電量的絕對(duì)值 D.某一電容器帶電量越多,它的電容就越大,BC,一個(gè)電容器，充電后所帶電荷量為Q=410-6C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)410-6C的電荷量，其電容為_(kāi)F。 如果用導(dǎo)線(xiàn)將電容器兩極相連，放電完畢后，其電容為_(kāi)F,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),210-6,針對(duì)練習(xí)2,210-6,210-6,猜想:平行板電容器的電容的大小可能由哪些因素決定呢,三 平行板電容器的電容,思考 怎樣使電容器所帶的電荷量不變,將電容器充電后與電源斷開(kāi),由 得：當(dāng)Q不變時(shí)，C的變化可由U的變

5、化反映出來(lái)，例如：U變大時(shí)，表示C一定減小了,思考 怎樣測(cè)電容器兩極板間的電勢(shì)差的大小,它是由驗(yàn)電器改裝而成的，它的金屬球接一導(dǎo)體，金屬外殼接另一導(dǎo)體，從指針的偏角可測(cè)出兩導(dǎo)體間的電勢(shì)差,靜電計(jì)：測(cè)量電勢(shì)差,板間充滿(mǎn)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r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。 公式,注意：一般性研究中，空氣對(duì)電容的影響可忽略,平行板電容器,真空中的點(diǎn)電荷,類(lèi)比理解,普適,普適,四 常用電容器,固定電容器,可變電容器,一）分類(lèi),二）電容器使用時(shí)應(yīng)注意的問(wèn)題,1、電容

6、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(chēng)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、電解電容器正負(fù)極不能接反，不能接交流電,指出圖中銘牌的含義,例題1】如圖所示,平行金屬板A、B組成的電容器,充電后與靜電計(jì)相連.要使靜電計(jì)指針張角變大,下列措施中可行的是: A.將A板向上移動(dòng) B.將B板向右移動(dòng) C.將A、B之間充滿(mǎn)電介質(zhì) D.將A板放走部分電荷,AB,例題2】 對(duì)于給定的電容器，在描述電容量C、 帶電量Q、兩板間電勢(shì)差U的相互關(guān)系中，下列圖116中正確的是(,ACE,如圖

7、所示，A、B為兩塊豎直放置的平行金屬板，G是靜電計(jì)，電鍵K合上后，靜電計(jì)指針張開(kāi)一個(gè)角度。下述哪些做法可使指針張角增大？( ) A、使A、B兩板靠近些； B、使A、B兩板正對(duì)面積錯(cuò)開(kāi)些； C、斷開(kāi)K后，使B板向右平移拉開(kāi)一些； D、斷開(kāi)K后，使A、B正對(duì)面錯(cuò)開(kāi)些,CD,例題3,布置作業(yè) 1完成課后習(xí)題 2完成自學(xué)叢書(shū)三維達(dá)標(biāo)題,2、有一正充電的平行板電容器，若使它的電荷量減少 310-4C，其電壓降為原來(lái)的三分之一，則電容器原來(lái)的帶電量可能是,4.510-4C,3、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

8、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,二）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(chēng)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、電解電容器正負(fù)極不能接反，不能接交流電,3.一平行板電容器的兩個(gè)極板分別與一電源的正負(fù)極相連,在保持開(kāi)關(guān)閉合的情況下,將電容器兩極板間的距離增大,則電容器的電容C,電容器所帶電量Q和極板間的電場(chǎng)強(qiáng)度E的變化情況是 A.C,Q,E都逐漸增大 B. C,Q,E都逐漸減小 C.C,Q逐漸減小,E不變 D.

9、 C,E逐漸減小,Q不變,在上題中,待電容器充電后將開(kāi)關(guān)斷開(kāi),再將電容器兩極板間距離逐漸增大,則電容器的電容C,極板間的電壓U和極板間的電場(chǎng)強(qiáng)度E的變化情況是 A.C變小,U變大,E不變 B. C變小,U,E均變大 C.C變大,U變小,E不變 D. C變小,U不變,E變小,4.一平行板電容器充電后與電源斷開(kāi),負(fù)極板接地,在兩極板間有一正電荷(電量很小)固定在P點(diǎn).如圖所示,用E表示兩極板間場(chǎng)強(qiáng),U表示電容器的電壓,表示正電荷在P點(diǎn)的電勢(shì)能,若保持負(fù)極板不動(dòng),將正極板移到圖中虛線(xiàn)所示的位置,則 A.U變小,E不變 B.E變大,不變 C.U變小,不變 D.U不變,不變,1)電容器充電后保持和電源連

10、接,E=U/d減小,Q=UC減小,Q=UC增大,E=U/d不變,2)電容器充電后斷開(kāi)和電源連接,U=Q/C增大,E=U/d,U=Q/C減小,E=U/d,兩類(lèi)常見(jiàn)問(wèn)題(判斷C、U、Q、E的變化,不變,減小,例題2】平行板電容器保持與直流電源兩極連接，充電平衡后，兩極板間的電壓為U，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，則引起變化的情況是( ) A.Q變大 B.C變大 C.E不變 D.U變小 討論:上題中,如果電容器充電平衡后與電源斷開(kāi)，將兩板間距離減小，則引起變化情況是( ) A.Q變大 B.C變大 C.E不變 D.U變小,AB,BCD,例2,平行板電容器下板接地，兩板與

11、電源相連，b為正中央的點(diǎn)，將不帶電的厚金屬板插入兩板正中間的如圖所示位置后，a、b、c三點(diǎn)場(chǎng)強(qiáng)及電勢(shì)變化情況為：( ) A、E= E 且均增大，E減為零； B、U U U ，且三點(diǎn)電勢(shì)均減小； C、E= E 且不變，E減為零； D、U U U ，且U減小， U 不變，U 增大,AD,如圖所示，在平行板電容器正中有一個(gè)帶電微粒。K閉合時(shí)，該微粒恰好能保持靜止。在保持K閉合；充電后將K斷開(kāi)；兩種情況下，各用什么方法能使該帶電微粒向上運(yùn)動(dòng)打到上極板？ A.上移上極板M B.上移下極板N C.左移上極板M D.把下極板N接地,答案：選B，選C,例3,傳感器是把非電學(xué)里（如速度、溫度、壓力等）的變化轉(zhuǎn)換

12、成電學(xué)里變化的一種測(cè)定液面高度的電容式傳感器的示意圖，金屬芯線(xiàn)與導(dǎo)電液體形成一個(gè)電容器，從電容C大小的變化就能反映液面的升降情況，兩者的關(guān)系是（ ） AC增大表示h增大 BC增大表示h減小 CC減小表示h減小 DC減小表示h增大,AC,例4,電容C隨兩板間距離的增大而減小， 減小而增大； 電容C隨正對(duì)面積的增大而增大， 減小而減小； 電容C隨電介質(zhì)的介電常數(shù)的增大而增大， 減小而減小,常用電容器，從構(gòu)造上看，可以分為哪些類(lèi)型？ 常用的固定電容器有哪些？ 電解電容器與其他常用電容器相比有什么顯著特征？ 圖1342的電容器上標(biāo)的“0.002F，400V”指的是什么,紙質(zhì)電容器,陶瓷電容器,常用電容

13、器,電容器的最大耐壓值,擊穿電壓,額定電壓,電容器長(zhǎng)期工作所能承受的最大電壓,額定電壓低于擊穿電壓,首頁(yè),例2.有一個(gè)充電的平行板電容器,兩極板間的電壓為3v，為使它的電荷量減少310-4C,于是電容器兩極板間的電壓降為原來(lái)的1/3，則此時(shí)電容的電容為多少F ?電容器原來(lái)的帶電量為多少C?若兩極板的電荷全部放掉,電容器的電容是多少,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(huà)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=3.210-3C,3、根據(jù)以上數(shù)據(jù)估算出的電容是多少？ C=410-4F,電容器,電容,1.電容：表示電容器容納電荷本領(lǐng)的物理量。定義式,3.常見(jiàn)電容器：紙質(zhì)電容器、電解電容器、可變電容器、平行板電容器。電解電容器連接時(shí)應(yīng)注意其“+”、“-”極。平行板電容器,2.平行板電容器的電容,4.電容器的充電和放電,一、電容、電容器,思考題： 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，在這種情況下，如增大兩板間距d,則板間電勢(shì)差U、電容器所帶電量Q，板間場(chǎng)強(qiáng)E各如何改變？ 平行板電容器充電后，切斷與電源的連接。在這種情況下，如增大d，則U、Q、E各如何改變,電容器與電源相連，電容器兩板間電勢(shì)差U不變,充電