高中物理人教版選修1-1課件：14 電容器

1、-1-四、電容器-2-四、電容器ZHISHISHULI知識梳理DIANLITOUXI典例透析ZHONGNANJUJIAO重難聚焦目標導航1.了解電容器的功能,電容器如何工作,知道常見的電容器有哪些。2.了解不同電容器的電容量不同,知道決定電容器電容的因素。-3-四、電容器ZHISHISHULI知識梳理DIANLITOUXI典例透析ZHONGNANJUJIAO重難聚焦目標導航一二一、電容器1.萊頓瓶是最早出現(xiàn)的電容器,電容器是儲存電荷的裝置。2.在兩個正對的平行金屬板中間夾上一層絕緣物質(zhì)電介質(zhì),就形成一個最簡單的電容器,叫作平行板電容器。3.兩個彼此絕緣而又互相靠近的導體,都可以組成一個電容器。

2、4.使電容器的兩個極板分別帶上等量異種電荷的過程叫作電容器的充電。 -4-四、電容器ZHISHISHULI知識梳理DIANLITOUXI典例透析ZHONGNANJUJIAO重難聚焦目標導航一二二、電容器的電容1.一般來說,電容器極板的正對面積越大,極板間的距離越近,電容器的電容就越大,極板間電介質(zhì)的性質(zhì)也會影響電容器的電容量。2.在國際單位制中,電容的單位是法拉,簡稱法,符號是F。3.法拉這個單位太大,常用的較小的單位還有微法和皮法。4.1 F=10-6 F;1 pF=10-12 F。-5-四、電容器ZHISHISHULI知識梳理DIANLITOUXI典例透析ZHONGNANJUJIAO重難聚

3、焦目標導航一二電容式話筒的示意圖如圖所示。話筒的振動膜前面鍍有薄薄的金屬層,膜后有一金屬板,振動膜上的金屬層和這個金屬板構成電容器的兩極板,在兩極板間加一電壓U,人對著話筒說話時,膜前后振動,使聲音信號轉化為電信號。導致該電容器電容變化的原因是什么?提示:人對著話筒講話時,振動膜前后振動,從而引起振動膜(金屬層)與金屬板間距離的變化,即引起電容的變化。-6-四、電容器ZHISHISHULI知識梳理DIANLITOUXI典例透析ZHONGNANJUJIAO重難聚焦目標導航一二一、電容器的充、放電過程分析1.充電過程如圖所示,原來不帶電的電容器與電源連接后,有順時針方向的電流,使電容器上極板帶正電

4、,下極板帶負電,且電荷量越來越大,電壓也越來越高。-7-四、電容器ZHISHISHULI知識梳理DIANLITOUXI典例透析ZHONGNANJUJIAO重難聚焦目標導航一二(1)在充電過程中,電路中電流由電源正極流向電容器正極板,電流大小逐漸減小。(2)在充電過程中,電容器兩板間電壓越來越高,板間電場強度越來越大。從能量觀點看,充電過程就是電源提供的電能轉化為電容器的電場能的過程。(3)充電完畢,電容器兩個極板分別帶上等量異種電荷。注意:充電電壓不能超過電容器的額定電壓,否則電容器可能被擊穿。-8-四、電容器ZHISHISHULI知識梳理DIANLITOUXI典例透析ZHONGNANJUJI

5、AO重難聚焦目標導航一二2.放電過程如果充電后的電容器兩極板用導線接通(如圖中開關由1合向2后),兩極板上的電荷將中和,這就是電容器的放電過程。電容器放電示意圖(1)在放電過程中,電路中電流由正極板流出,流入負極板,極板上的電荷越來越少,電流逐漸減小。(2)在放電過程中,電容器兩板間電壓越來越低,板間電場強度越來越小。從能量觀點看,放電過程就是電容器把儲存在兩板間的電場能轉化為電路中的電能的過程。(3)在放電過程中,電容器相當于電源,放電完畢,電容器不再帶電。-9-四、電容器ZHISHISHULI知識梳理DIANLITOUXI典例透析ZHONGNANJUJIAO重難聚焦目標導航一二3.判斷充、

6、放電電流方向的方法在判斷充、放電電流方向時,我們可以用等效的方法,即充電時,電容器可等效成一個用電器,電流從電源的正極流向電源的負極;放電時,電容器等效成電源,電流從等效電源(即電容器)的正極流向等效電源(電容器)的負極。特別提醒無論是充電過程還是放電過程都是很短暫的。當充、放電結束時,充、放電電流消失,此時連接電容器的電路處于斷路狀態(tài)。-10-四、電容器ZHISHISHULI知識梳理DIANLITOUXI典例透析ZHONGNANJUJIAO重難聚焦目標導航一二二、對電容器和電容的理解1.電容器是一個電學元件,而電容是一個物理量,它表征了電容器容納電荷的本領。電容大,電容器儲存電荷的本領強。2

7、.電容器帶的電荷量是一個極板上電荷量的絕對值。3.電容的大小與極板的正對面積、極板間的距離、極板間電介質(zhì)的性質(zhì)有關,與所帶電荷量Q及兩極板間電壓U無關。特別提醒類比法理解電容:向不同形狀的容器注水時,各容器水面都會升高,但是要使不同容器的水面都增加相同高度,所需注入的水量不同,這只決定于容器的形狀和尺寸。-11-四、電容器ZHISHISHULI知識梳理DIANLITOUXI典例透析ZHONGNANJUJIAO重難聚焦目標導航類型一類型二類型三電容器的充、放電過程分析【例1】 如圖所示,當開關S分別接1、2時,分析靈敏電流計G的指針是否發(fā)生偏轉。若不偏轉,為什么?若偏轉,分別說明流過電流計G的電

8、流方向。-12-四、電容器ZHISHISHULI知識梳理DIANLITOUXI典例透析ZHONGNANJUJIAO重難聚焦目標導航類型一類型二類型三解析:當開關S接1時,電容器兩極板分別接在電池兩端,電池給電容器充電,使電容器上極板帶上正電荷,下極板帶上負電荷,電路中有從a流向b的電流,電流計G指針發(fā)生偏轉。當開關S接2時,充了電的電容器的兩極板被導線連接,使兩極板上正、負電荷發(fā)生中和,電路中有從b流向a的電流,電流計G的指針發(fā)生偏轉。兩次電流計指針偏轉的方向相反。答案:當開關S接1時,電路中有從a流向b的電流,電流計G指針發(fā)生偏轉。當開關S接2時,電路中有從b流向a的電流,電流計G的指針發(fā)生

9、偏轉。兩次電流計指針偏轉的方向相反。題后反思電容器充、放電過程中,即電容器的電荷量變化時,電路中會形成瞬間電流。只有明確了電容器是充電還是放電,才能判斷出電路中充、放電電流的方向。-13-四、電容器ZHISHISHULI知識梳理DIANLITOUXI典例透析ZHONGNANJUJIAO重難聚焦目標導航類型一類型二類型三對電容的理解【例2】 下列關于電容的說法中,正確的是()A.一只電容器所帶的電荷量越大,電容越大B.如果一個電容器兩極板間沒有電壓,就沒有電荷量,也就沒有電容C.對于可變電容器而言,在其他條件不變的基礎上,電容器極板的正對面積越大,電容越小D.對于可變電容器而言,在其他條件不變的

10、基礎上,電容器極板的正對面積越大,電容越大-14-四、電容器ZHISHISHULI知識梳理DIANLITOUXI典例透析ZHONGNANJUJIAO重難聚焦目標導航類型一類型二類型三解析:電容是描述電容器容納電荷本領大小的物理量,其大小是由電容器自身性質(zhì)決定的,取決于兩極板的正對面積、極板間的距離及兩極板間電介質(zhì)的種類這三個因素,所以選項A、B錯誤;對于可變電容器,正對面積越大,板間距離越小,電容也就越大,故選項C錯誤,選項D正確。答案:D題后反思電容的大小只取決于電容器本身。-15-四、電容器ZHISHISHULI知識梳理DIANLITOUXI典例透析ZHONGNANJUJIAO重難聚焦目標導航類型一類型二類型三影響電容大小的因素【例3】 傳感器是把非電學量(如速度、溫度、壓力等)轉換成電學量的一類元件,在自動控制中有著相當廣泛的應用。如圖所示,一種測定液面高度的電容式傳感器的示意圖。金屬芯線與導電液體形成一個電容器,從電容C的大小變化就能反映液面的升降情況,兩者的關系是()A.C增大表示h增大B.C減小表示h減小C.C增大表示h減小D.C減小表示h增大-16-四、電容器ZHISHISHULI知識梳理DIANLITOUXI典例透析ZHONGNANJUJIAO重難聚