電容器問(wèn)題的動(dòng)態(tài)分析教學(xué)課件-PPT課件

1、 電容器問(wèn)題的動(dòng)態(tài)分析電容器的充電(放電)當(dāng)電容器充電(放電)結(jié)束,電容器所在電路中無(wú)電流,電容器兩板間電壓(等于零)與電源電壓相等.有電流,電流方向流入(出)電容器正極板,電流強(qiáng)度由大變小; 電容器所帶電量增加(減少);電容器兩極板電壓升高(降低);電容器中勻強(qiáng)電場(chǎng)的場(chǎng)強(qiáng)增大(減小);電源的化學(xué)能轉(zhuǎn)化為電容器中勻強(qiáng)電場(chǎng)的電場(chǎng)能.(勻強(qiáng)電場(chǎng)的電場(chǎng)能轉(zhuǎn)化為其它形式的能. )一、理解電容器的充電和放電過(guò)程及其特點(diǎn)放電過(guò)程實(shí)際是正、負(fù)電荷中和的過(guò)程 .例1S閉合的瞬間和平行板電容器充電穩(wěn)定后增大兩極板距離的過(guò)程中，對(duì)電阻R來(lái)說(shuō)，有無(wú)電流通過(guò)，如果有，方向怎樣?ABRSC解析:過(guò)程一：電源給電容器充電

2、,R上有從A到B的電流,當(dāng)電容器的電壓等于電源電壓時(shí),充電結(jié)束,電容器的上、下極板帶等量正、負(fù)電荷。過(guò)程二:當(dāng)增大兩板距離時(shí),電容器的電容減小；當(dāng)電路穩(wěn)定后,電容器的電壓跟電源的電壓相等,說(shuō)明電容器的電量減小,因此在增大兩極板距離的過(guò)程中,電容器放電,R上有從B到A的電流.（過(guò)程和狀態(tài)分析是物理解題的生命線）二、對(duì)電容器電容的兩個(gè)公式的理解任意電容器電容的定義式(度量式).平行板電容器電容的決定式(函數(shù)式).對(duì)一個(gè)確定的電容器,其電容已確定,不會(huì)隨其帶電量和兩板電壓的改變而改變.平行板電容器電容的大小由、s和d共同決定.例1如圖是描述對(duì)給定的電容器充電時(shí)電量Q、電壓U、電容C之間相互關(guān)系的圖象

3、，其中正確的有（ ）QCQOACUOBQUOCCODB C D構(gòu)建和諧社會(huì)比值法定義物理量一覽表物理量的定義式即度量式（普適）物理量的決定式即函數(shù)式（特殊）例2有一充電的平行板電容器，兩板間電壓為3V，現(xiàn)使它的電量減少3104 C是電容器兩極間電壓降為原來(lái)的1/3此電容器的電容是_F，電容器原來(lái)的帶電量是_C，若電容器極板上的電量全部放掉，電容器的電容是_F. 150150解析：當(dāng)電壓降為原來(lái)的1/3即為1V時(shí),電壓的減小量為2V電容器的電容是反映電容器本身容納電荷本領(lǐng)的物理量，與電容器是否帶電以及兩板電壓高低無(wú)關(guān)。公式C=Q/U=Q/U是任意電容器電容的度量式，注意區(qū)分狀態(tài)量和過(guò)程量。4.5

4、10-4例3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之間充滿電介質(zhì) D.將A板放走部分電荷A B解析：ABC. 電容器充電后與電源切斷聯(lián)系,電量Q不變.D.C不變討論問(wèn)題,先看常量,再看變量.AB(S、d)的變化C的變化U的變化Q變小Q不變U變小例4把平行板電容器的兩板分別和電源的正、負(fù)極相接，兩板相距d，電源電壓為U，電容器電容為C。將電鍵K閉合 ，將A板向上移，使A、B板間的距離為2d，通過(guò)電源的電量為多大？ABS解析：過(guò)程一:電源給電容器充電,電容器所帶電量即通過(guò)電源的電量

5、為U不變、S不變過(guò)程二:電容器放電過(guò)程中通過(guò)電源的電量為CU/2第二類問(wèn)題:平行板電容器充電后，繼續(xù)保持電容器兩極板與電池兩極相連接，兩板間的電壓U保持不變 。三 、平行板電容器的動(dòng)態(tài)分析解題程序:1. 寫出上述前三個(gè)公式;2.先看常量，后看變量;3,在變量中先看自變量，后看因變量,進(jìn)而確定函數(shù)關(guān)系;4.先定性分析,再定量計(jì)算.第二類問(wèn)題:平行板電容器充電后，繼續(xù)保持電容器兩極板與電池兩極相連接，兩板間的電壓U保持不變。物理依據(jù)任意電容器電容的度量式平行板電容器電容的決定式勻強(qiáng)電場(chǎng)場(chǎng)強(qiáng)的度量式第一類問(wèn)題:平行板電容器充電后，切斷與電源的連接，電容器的帶電量Q保持不變。勻強(qiáng)電場(chǎng)場(chǎng)強(qiáng)的決定式例1連

6、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.電容器兩極間的電勢(shì)差U變大 D.電容器兩極板間的電場(chǎng)強(qiáng)度E變大A B D 、S不變d減小C變大U不變Q變大U不變E變大第二類問(wèn)題:U不變例2一平行板電容器充電后與電源斷開，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，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)，將正極板移到圖中虛線所示的位置，則：（ ） A.U變小，E不變 B.E變大， EP不變 C.U變小，EP不變 D.U不變，EP不變+PA C 電容器充電

7、后與電源斷開，電量不變，根據(jù)勻強(qiáng)電場(chǎng)場(chǎng)強(qiáng)的決定式可知，場(chǎng)強(qiáng)E不變。場(chǎng)強(qiáng)E不變，P點(diǎn)到下極板間的距離不變，P點(diǎn)與零勢(shì)面的電勢(shì)差不變, 把點(diǎn)電荷從P點(diǎn)移到零勢(shì)面電場(chǎng)力所做的功不變,故點(diǎn)電荷在P點(diǎn)的電勢(shì)能EP不變d減小、S不變C變大Q不變U減小解析：第一類問(wèn)題:Q不變，E與d無(wú)關(guān)。例3兩塊平行金屬板帶等量異號(hào)電荷，要使兩板間的電壓加倍， 而板間的電場(chǎng)強(qiáng)度減半，可采用的辦法有： A.兩板的電量加倍，而距離變?yōu)樵瓉?lái)的4倍 （ ） B.兩板的電量加倍，而距離變?yōu)樵瓉?lái)的2倍 C.兩板的電量減半，而距離變?yōu)樵瓉?lái)的4倍 D.兩板的電量減半，而距離變?yōu)樵瓉?lái)的2倍C、S不變討論平行板電容器的Q 、U、 C 、E的動(dòng)態(tài)變化,應(yīng)該先看常量,后看變量,并且注意度量式和決定式物理意義的不同.理論根據(jù)四、電容傳感器傳感器是將所感受到的一種非電學(xué)物理量轉(zhuǎn)換成便于檢測(cè)的電學(xué)物理量的器件。常用于檢測(cè)和自動(dòng)控制. 測(cè)角度測(cè)夜面高度測(cè)壓力測(cè)位移例1傳感器是把非電學(xué)量(如速度、溫度、壓力等)的變化轉(zhuǎn)換成電學(xué)量變化的一種元件，在自動(dòng)控制中有著相當(dāng)廣泛的應(yīng)用。如圖所示是一種測(cè)定液面高度的電容式傳感器的示意，金屬芯線與導(dǎo)電液體形成一個(gè)電容