電容器的電容-課件-ppt

1、第一課時第一課時.2電容器的充放電電容器的充放電思考：圓柱型水杯容器的儲水問題思考：圓柱型水杯容器的儲水問題: :hhABC1. 1.水位升高相同高度水位升高相同高度h h，試比較，試比較A A、B B、C C的儲水的儲水量量2 如何反映水杯的儲水本領？如何反映水杯的儲水本領？hQ深度水量S截面積UQCUQC或或UQCUQC或或【針對練習針對練習1】 BC一個電容器，充電后所帶電荷量為一個電容器，充電后所帶電荷量為Q=410-6C時，它的兩極板間的電勢差時，它的兩極板間的電勢差U=2V，由此可知，由此可知，該電容器的電容是該電容器的電容是_F。如果再充進如果再充進410-6C的電荷量，其電容為

2、的電荷量，其電容為_F。如果用導線將電容器兩極相連，放電完畢后，如果用導線將電容器兩極相連，放電完畢后，其電容為其電容為_F。 C取決于取決于電容器自身結構電容器自身結構， 而而與是否帶電及帶電多少無關。與是否帶電及帶電多少無關。210-6【針對練習針對練習2】 210-6210-6猜想猜想: :平行板電容器的電容的大小可能由哪些因素決平行板電容器的電容的大小可能由哪些因素決定呢？定呢？三三 平行板電容器的電容平行板電容器的電容間距間距d正對正對面積面積s電介質電介質思考思考 怎樣使電容器所帶的電荷量不變？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將電容器充電后與電源斷開由由 得：

3、當?shù)茫寒擰 Q不變時，不變時，C C的變化可由的變化可由U U的變化反映出來，例如：的變化反映出來，例如：U U變大時，表示變大時，表示C C一定減小了。一定減小了。思考思考 怎樣測電容器兩極板間的電勢差的大??？怎樣測電容器兩極板間的電勢差的大?。?它是由驗電器改裝而它是由驗電器改裝而成的，它的金屬球接一導成的，它的金屬球接一導體，金屬外殼接另一導體，體，金屬外殼接另一導體，從從指針的偏角指針的偏角可測出兩導可測出兩導體間的體間的電勢差電勢差。靜電計：靜電計：測量電勢差。測量電勢差。間距間距d正對正對面積面積s電介質電介質板間電勢差板間電勢差U U 電容電容C C板間距板間距d d增大增大 增

4、大增大減小減小減小減小減小減小增大增大正對面積正對面積S S增大增大減小減小增大增大減小減小增大增大減小減小電介質電介質插入插入減小減小增大增大拔出拔出增大增大減小減小板間電勢差板間電勢差U U 電容電容C C板間距板間距d d 正對面積正對面積S S 電介質電介質 板間充滿某種介質時，板間充滿某種介質時，C C會變?yōu)榘彘g為真空時的會變?yōu)榘彘g為真空時的若干倍，這一倍數(shù)叫這種電介質的相對介電常數(shù)，若干倍，這一倍數(shù)叫這種電介質的相對介電常數(shù)，用用r r表示表示。公式：公式：幾種電介質的介電常數(shù)幾種電介質的介電常數(shù)r電介質電介質空氣空氣石蠟石蠟陶瓷陶瓷玻璃玻璃云母云母介電常數(shù)介電常數(shù)1.0005 2

5、.02.1641168理論及實驗表明：理論及實驗表明：平行板電容器兩極板間是真空時，平行板電容器兩極板間是真空時，電容電容C C跟跟正對面積正對面積S S成正比成正比，跟兩，跟兩極板間距離極板間距離d d成反比成反比。公式：公式：注意：一般性研究中，空氣對電容的影響可忽略注意：一般性研究中，空氣對電容的影響可忽略QCU4SCkd電容電容定義式定義式?jīng)Q定決定式式（平行板電容器）（平行板電容器）FEq電場強度電場強度定義式定義式?jīng)Q定式?jīng)Q定式2QEkr（真空中的點電荷）（真空中的點電荷）類比理解類比理解普適普適普適普適（一）分類（一）分類（二）電容器使用時應注意的問題（二）電容器使用時應注意的問題1

6、 1、電容器的擊穿電壓：、電容器的擊穿電壓： 加在電容器兩極板上的電壓不能超過某一加在電容器兩極板上的電壓不能超過某一限度，超過這個限度，電介質將被擊穿，電限度，超過這個限度，電介質將被擊穿，電容器損壞，這個極限電壓稱為擊穿電壓。容器損壞，這個極限電壓稱為擊穿電壓。2 2、電容器的額定電壓：、電容器的額定電壓： 電容器正常工作時的最大電壓電容器正常工作時的最大電壓 額定電壓低于擊穿電壓額定電壓低于擊穿電壓3 3、電解電容器電解電容器正負極不能接反，正負極不能接反，不能接交不能接交流電。流電。 指出圖中銘牌的含義指出圖中銘牌的含義【例題例題1】AB【例題例題2】 對于給定的電容器，在描述對于給定

7、的電容器，在描述電容量電容量C、帶電量帶電量Q、兩板間電勢差、兩板間電勢差U的相互關系中，的相互關系中，下列圖下列圖116中正確的是中正確的是( )ACE 如圖所示，如圖所示，A A、B B為兩塊豎直放為兩塊豎直放置的平行金屬板，置的平行金屬板，G G是靜電計，電鍵是靜電計，電鍵K K合上后，靜電計指針張開一個角度。合上后，靜電計指針張開一個角度。下述哪些做法可使指針張角增大？下述哪些做法可使指針張角增大？( )( )A A、使、使A A、B B兩板靠近些；兩板靠近些； B B、使、使A A、B B兩板正對面積錯開些；兩板正對面積錯開些；C C、斷開、斷開K K后，使后，使B B板向右平移拉開

8、一板向右平移拉開一些；些； D D、斷開、斷開K K后，使后，使A A、B B正對面錯開些。正對面錯開些。CDCD【例題例題3】 布置作業(yè)布置作業(yè)1完成課后習題完成課后習題2完成自學叢書三維達標題完成自學叢書三維達標題2 2、有一正充電的平行板電容器，若使它的、有一正充電的平行板電容器，若使它的電荷量減少電荷量減少 3 31010-4-4C C，其電壓降為原來的，其電壓降為原來的三分之一，則電容器原來的帶電量可能是三分之一，則電容器原來的帶電量可能是4.54.51010-4-4C C3 3、連接在電池兩極上的平行板電容器，、連接在電池兩極上的平行板電容器，當兩極板間的距離減小時當兩極板間的距離

9、減小時A.A.電容器的電容電容器的電容C C變大變大B.B.電容器極板的帶電量電容器極板的帶電量Q Q變大變大C.C.電容器兩極間的電勢差電容器兩極間的電勢差U U變大變大D.D.電容器兩極板間的電場強度電容器兩極板間的電場強度E E變大變大 ABD（二）電容器使用時應注意的問題（二）電容器使用時應注意的問題1 1、電容器的擊穿電壓：、電容器的擊穿電壓： 加在電容器兩極板上的電壓不能超過某一加在電容器兩極板上的電壓不能超過某一限度，超過這個限度，電介質將被擊穿，電限度，超過這個限度，電介質將被擊穿，電容器損壞，這個極限電壓稱為擊穿電壓。容器損壞，這個極限電壓稱為擊穿電壓。2 2、電容器的額定電

10、壓：、電容器的額定電壓： 電容器正常工作時的最大電壓電容器正常工作時的最大電壓 額定電壓低于擊穿電壓額定電壓低于擊穿電壓3 3、電解電容器電解電容器正負極不能接反，正負極不能接反，不能接交不能接交流電。流電。 兩類常見問題兩類常見問題(判斷判斷C、U、Q、E的變化的變化）skQdUE4skQdUE4skQdkdsQCdQdUE44 【例題例題2】平行板電容器保持與直流電源平行板電容器保持與直流電源兩極連接，充電平衡后，兩極板間的電兩極連接，充電平衡后，兩極板間的電壓為壓為U U，電荷量為，電荷量為Q Q，兩極板間場強為，兩極板間場強為E E，電容為，電容為C,C,現(xiàn)將兩極板間距離減小，則現(xiàn)將兩

11、極板間距離減小，則引起變化的情況是引起變化的情況是( )( ) A.Q A.Q變大變大 B.CB.C變大變大 C.EC.E不變不變 D.UD.U變小變小討論討論: :上題中上題中, ,如果電容器充電平衡后與電如果電容器充電平衡后與電源斷開，將兩板間距離減小，則引起變源斷開，將兩板間距離減小，則引起變化情況是化情況是( )( ) A.Q A.Q變大變大 B.CB.C變大變大 C.EC.E不變不變 D.UD.U變小變小ABBCD 例例2 平行板電容器下板接地，兩板平行板電容器下板接地，兩板與電源相連，與電源相連，b b為正中央的點，將為正中央的點，將不帶電的厚金屬板插入兩板正中間不帶電的厚金屬板插

12、入兩板正中間的如圖所示位置后，的如圖所示位置后，a a、b b、c c三點三點場強及電勢變化情況為：場強及電勢變化情況為：( )( )A A、E= E E= E 且均增大，且均增大，E E減為零；減為零； B B、U U U U U U ，且三點電勢均減??；，且三點電勢均減?。籆 C、E= E E= E 且不變，且不變，E E減為零；減為零； D D、U U U U U U ，且，且U U減小，減小， U U 不變，不變，U U 增大增大。AD 如圖所示，在平行板電容器如圖所示，在平行板電容器正中有一個帶電微粒。正中有一個帶電微粒。K K閉合時，閉合時，該微粒恰好能保持靜止。在該微粒恰好能保持

13、靜止。在保保持持K K閉合；閉合；充電后將充電后將K K斷開；兩斷開；兩種情況下，各用什么方法能使該種情況下，各用什么方法能使該帶電微粒向上運動打到上極板？帶電微粒向上運動打到上極板？A.A.上移上極板上移上極板M M B.B.上移下極板上移下極板N N C.C.左移上極板左移上極板M M D.D.把下極板把下極板N N接地接地 K KM MN N答案：答案：選選B B，選選C C。例例3 傳感器是把非電學里（如速度、傳感器是把非電學里（如速度、溫度、壓力等）的變化轉換成電學里溫度、壓力等）的變化轉換成電學里變化的一種測定液面高度的電容式傳變化的一種測定液面高度的電容式傳感器的示意圖，金屬芯線

14、與導電液體感器的示意圖，金屬芯線與導電液體形成一個電容器，從電容形成一個電容器，從電容C大小的變大小的變化就能反映液面的升降情況，兩者的化就能反映液面的升降情況，兩者的關系是（關系是（ ） AC增大表示增大表示h增大增大 BC增大表示增大表示h減小減小 CC減小表示減小表示h減小減小 DC減小表示減小表示h增大增大導電液體金屬芯線電介質AC 例例4間距間距d正對正對面積面積s電介質電介質電容電容C C隨兩板間距離的增大而減小，隨兩板間距離的增大而減小，減小而增大；減小而增大；電容電容C C隨正對面積的增大而增大，隨正對面積的增大而增大，減小而減?。粶p小而減?。浑娙蓦娙軨 C隨電介質的介電常數(shù)的

15、增大而增大，隨電介質的介電常數(shù)的增大而增大，減小而減小。減小而減小。常用電容器，從構造上看，可以分為哪些類型？常用電容器，從構造上看，可以分為哪些類型？常用的固定電容器有哪些？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？電解電容器與其他常用電容器相比有什么顯著特征？圖圖13134242的電容器上標的的電容器上標的“0.002F0.002F，400V”400V”指的是指的是什么？什么？電容電容器器固定電容器固定電容器可變電容器可變電容器聚苯乙烯電容器聚苯乙烯電容器電解電容器電解電容器紙質電容器紙質電容器陶瓷電容器陶瓷電容器+ +- -常用電容器常用電容器（正負極不能反接

16、）（正負極不能反接）電容器的最大耐壓值電容器的最大耐壓值擊穿電壓：擊穿電壓：額定電壓：額定電壓： 電容器長期工作所電容器長期工作所能承受的最大電壓能承受的最大電壓額定電壓低于擊穿電壓額定電壓低于擊穿電壓例2.有一個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的1/3，則此時電容的電容為多少FF ?電容器原來的帶電量為多少C?若兩極板的電荷全部放掉,電容器的電容是多少? 444123 10(1)21503321.5 1034.5 10150QUUUVFFUQCUCCF解析：由，可知C=電容器的電容是由電容器本身決定的，仍為電容器放電過

17、程中電容器放電過程中電流隨時間變化的圖像電流隨時間變化的圖像1 1、在圖中畫一個狹長矩形，它、在圖中畫一個狹長矩形，它的面積的物理意義是什么？的面積的物理意義是什么？ 電荷量電荷量2 2、怎樣根據(jù)圖像計算電容器在、怎樣根據(jù)圖像計算電容器在全部放電過程中釋放的電荷量？全部放電過程中釋放的電荷量？ 圖像與坐標軸間的面積圖像與坐標軸間的面積 4040格格 Q=3.2Q=3.21010-3-3C C 3 3、根據(jù)以上數(shù)據(jù)估算出的電容是多少？、根據(jù)以上數(shù)據(jù)估算出的電容是多少？ C=4C=41010-4-4F F電容器電容器 電容電容CQ/U=U/Q，C不由不由Q、U決定決定電容電容 CS /4kd,C由

18、由、S、d電容器自身因素決定電容器自身因素決定電容：描述電容器容納電荷的本領電容：描述電容器容納電荷的本領單位：法拉單位：法拉 符號：符號：F 1F1C/V 1F106F1012pF 電容器：任何兩個彼此絕緣又相隔很近的導體，組成一電容器：任何兩個彼此絕緣又相隔很近的導體，組成一個電容器個電容器電容器電容器電容器分類：固定電容器和可變電容器電容器分類：固定電容器和可變電容器充電：電源能量充電：電源能量 電場能電場能放電：電場能放電：電場能 其他形式能其他形式能電容器所帶電荷量：每一極板所帶電荷量的絕對值電容器所帶電荷量：每一極板所帶電荷量的絕對值 1.電容：表示電容器容納電荷本領的物理電容：表示電容器容納電荷本領的物理量。定義式量。定義式kdSC43.常見電容器：紙質電容器、電解電容器、常見電容器：紙質電容器、電解電容器、可變電容器、平行板電容器。電解電容可變電容器、平行板電容器。電解電容器連接時應注意其器連接時應注意其“+”、“-”極。平行板極。平行板電容器電容