學(xué)年高二物理教科選修課件：電容器

第一章靜電場(chǎng)目標(biāo)定位1.知道電容器的概念和平行板電容器的主要構(gòu)造.2.理解電容的概念及其定義式和決定式.3.了解平行板電容器電容與哪些因素有關(guān)，并能用其討論有關(guān)問(wèn)題.4.了解靜電的應(yīng)用以及防止靜電危害的辦法.學(xué)案9電容器和電容學(xué)案10

靜電的應(yīng)用及危害知識(shí)探究自我檢測(cè)一、電容器電容知識(shí)探究

問(wèn)題設(shè)計(jì)照相機(jī)的閃光燈是通過(guò)電容供電的，拍照前先對(duì)電容器充電，拍照時(shí)電容器瞬間放電，閃光燈發(fā)出耀眼的白光.拍照前、后的充電過(guò)程和放電過(guò)程，能量發(fā)生怎樣的變化？答案

拍照前的充電過(guò)程由電源獲得的電能儲(chǔ)存在電容器中；拍照后的放電過(guò)程，兩極板間的電場(chǎng)能轉(zhuǎn)化為其他形式的能量.`要點(diǎn)提煉1.電容器：任意兩個(gè)彼此

又互相靠近的

都可以看成一個(gè)電容器.2.電容器的充電和放電：(1)充電：把電容器的一個(gè)極板與電池組的正極相連，另一個(gè)極板與負(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)程叫做充電.(2)放電：用導(dǎo)線(xiàn)把充電后的電容器的兩極板接通，兩極板上的電荷中和，電容器又不帶電了，這個(gè)過(guò)程叫做放電.絕緣導(dǎo)體3.電容：(1)定義：電容器所帶的電荷量Q與電容器兩極板間的電勢(shì)差U的比值.(2)公式C＝

，其中Q指一個(gè)極板上帶電荷量的絕對(duì)值.(3)單位：

，符號(hào)是F,1F＝1C/V,1F＝106μF＝1012pF.(4)意義：電容是表示電容器儲(chǔ)存電荷的特性的物理量.法拉二、平行板電容器的電容常用電容器

問(wèn)題設(shè)計(jì)(1)平行板電容器由兩塊平行放置的金屬板組成.利用平行板電容器進(jìn)行如下實(shí)驗(yàn)：(1)如圖1所示，保持Q和d不變，增大(或減小)兩極板的正對(duì)面積S，觀(guān)察電勢(shì)差U(靜電計(jì)指針偏角)的變化，依據(jù)C＝

，分析電容C的變化.答案

實(shí)驗(yàn)結(jié)論：S增大，電勢(shì)差U減小，電容C增大.圖1(2)如圖2所示，保持Q和S不變，增大(或減小)兩極板間的距離d，觀(guān)察電勢(shì)差U(靜電計(jì)指針偏角)的變化，依據(jù)C＝

，分析電容C的變化.答案

實(shí)驗(yàn)結(jié)論：d增大，電勢(shì)差U增大，電容C減小.圖2(3)如圖3所示，保持Q、S、d不變，插入電介質(zhì)，觀(guān)察電勢(shì)差U(靜電計(jì)指針偏角)的變化，依據(jù)C＝

，分析電容C的變化.答案

實(shí)驗(yàn)結(jié)論：插入電介質(zhì)，電勢(shì)差U減小，電容C增大.圖2要點(diǎn)提煉1.平行板電容器的電容：平行板電容器的電容與兩平行極板正對(duì)面積S成

，與電介質(zhì)的相對(duì)介電常數(shù)εr成

，與極板間距離d成

，其表達(dá)式為C＝

，兩板間為真空時(shí)相對(duì)介電常數(shù)εr＝1，其他任何電介質(zhì)的相對(duì)介電常數(shù)εr都大于1.2.C＝

適用于

電容器；C＝

僅適用于

電容器.正比正比反比所有平行板3.常見(jiàn)的電容器，從構(gòu)造上看，可以分為

和

兩類(lèi).4.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

電壓.電容器外殼上標(biāo)的是工作電壓，或稱(chēng)

電壓，這個(gè)數(shù)值比擊穿電壓

.固定電容器擊穿額定可變電容器低三、平行板電容器的動(dòng)態(tài)分析

問(wèn)題設(shè)計(jì)1.如圖4所示，平行板電容器充電后保持和電源相連，此時(shí)電容器兩極板間的電壓不變.(1)當(dāng)兩極板的正對(duì)面積S增大時(shí)，電容器的C、Q、E如何變化？圖4(2)當(dāng)兩極板間距d增大時(shí)，電容器的C、Q、E如何變化？2.在圖4中，電容器充電后和電源斷開(kāi)，此時(shí)電容器的帶電荷量不變.(1)當(dāng)兩極板的正對(duì)面積增大時(shí)，電容器的C、U、E將如何變化？(2)當(dāng)兩極板間距d增大時(shí)，電容器的C、U、E將如何變化？要點(diǎn)即提煉2.兩種鎮(zhèn)典型撲題型(1摸)電壓豈不變末時(shí)：滔若電言容器池始終怪與電勞源相礦連，怪這時(shí)嬸電容勻器兩糊極板婆間的是不變歐的，忙以此肢不變鼻量出薪發(fā)可乏討論討其他耍量的幣變化宮情況.(2榨)電荷食量不健變時(shí)烤：若月電容憲器在擴(kuò)充電猴后與龜電源勞斷開(kāi)憲，這祖時(shí)電廢容器俘兩極繳板上的保持不變稀，在跪此基串礎(chǔ)上里討論室其他疫量的約變化.電壓電荷設(shè)量四、摟靜電鼓的應(yīng)望用及焰危害問(wèn)題設(shè)計(jì)靜電竊是自展然界送中普蕩遍存捏在的擠物理愧現(xiàn)象.它既胸可以辮為人競(jìng)類(lèi)所顛利用戴，造釘福人顧類(lèi)，具也會(huì)勸給人胡類(lèi)造愈成麻獵煩，警甚至歸危害.請(qǐng)閱狀讀教黃材本哨節(jié)內(nèi)仗容回飯答下繼列問(wèn)碌題.(1石)人類(lèi)肥利用穩(wěn)靜電卵的例不子有私哪些副？靜圣電又遼給人肌類(lèi)帶蜻來(lái)了駝哪些同危害??？答案靜電錄的應(yīng)淡用：毅靜電劫?lài)娡看?、靜袍電除頸塵器膀、靜網(wǎng)電屏噸蔽、跌靜電狐復(fù)印拐機(jī)、氣激光羞打印移機(jī)等.靜電牛的危護(hù)害：持雷鳴籃閃電否造成昌人畜涌傷亡由，靜刮電火嬌花引丟發(fā)的鐘爆炸嶺和火災(zāi)，靜蹈電放負(fù)電導(dǎo)癥致電蠶子設(shè)恰備的然故障月，以紛及工賠業(yè)中另的一兩些靜遍電危勒害等.(2獨(dú))如何晝防止鍛靜電撤的危毀害？答案防止頭靜電鈔危害旋的措摩施有曉：①耀盡快爆導(dǎo)走庸多余胃電荷默，避戲免靜嗎電積割累；宴②調(diào)慚節(jié)空淋氣的款濕度質(zhì)；③模易燃卸易爆罷環(huán)境歌中保敗持良腥好的付通風(fēng)幅、消柔除靜滋電火膝花的話(huà)引爆只條件.典例精那析一、疾對(duì)電霧容的啦理解例1有一充口電的言電容云器，秋兩板糞間的庸電壓抄為3常V，所冷帶電葬荷量鉗為4.朗5×享10－4C，此珍電容足器的奇電容寇是多潑少？條將電兵容器世的電摘壓降狼為2倍V，電鵝容器瞞的電查容是俯多少羽？所功帶電箭荷量忙是多燦少？解析由C夾=可求電棕容.電容張器電艷壓降串為2見(jiàn)V時(shí)，撈電容腔不變謝，仍轟為1.段5×逝10－4F.此時(shí)瞞電荷推量為Q′＝CU′＝1.資5×望10－4×2關(guān)C＝3×納10－4C.答案1.嫩5×使10－4F1.圣5×滋10－4F3×逢10－4C二、如平行連板電謀容器我的電匯容例2對(duì)于日水平性放置熄的平濱行板撈電容陜器，國(guó)下列噸說(shuō)法將正確濁的是()A.將兩云極板姐的間英距加紹大，氏電容境將增淋大B.將兩例極板選平行敏錯(cuò)開(kāi)醋，使墻正對(duì)螞面積筒減小納，電這容將禿減小C.在下紹極板鎮(zhèn)的內(nèi)仔表面需上放繞置一當(dāng)面積雪和極戲板相徐等、速厚度葉小于旗極板定間距膝的陶枯瓷板英，電跪容將今增大D.在下噴極板特的內(nèi)造表面紙上放筑置一廣面積匆和極統(tǒng)板相你等、帽厚度睡小于拋極板伴間距習(xí)的鋁穗板，樹(shù)電容版將增捧大解析影響賣(mài)平行聯(lián)板電章容器危電容忌大小齒的因歌素有刪：(1航)隨正搜對(duì)面越積的抽增大踢而增瓦大；(2)隨兩皇極板征間距疲離的普增大等而減懸??；(3)在兩蠢極板悼間放演入電屈介質(zhì)傘，電顆容增驅(qū)大.據(jù)上便面敘僵述可侮直接鴿判斷讓出B、C選項(xiàng)盜正確；對(duì)D選項(xiàng)軌，實(shí)兔際上么是減粥小了求兩極盞板間濾的距書(shū)離.所以羊本題音正確我選項(xiàng)滾應(yīng)為B、C、D.答案BC獄D三、滋平行腹板電毅容器成的動(dòng)撐態(tài)分稀析例3如圖5所示嫁，用輝靜電作計(jì)可達(dá)以測(cè)駕量已叼充電禿的平逼行板糧電容嘗器兩蘇極板怖間的漁電勢(shì)逮差U，現(xiàn)被使B板帶紀(jì)正電港，則辱下列彼判斷虎正確丙的是()A.增大段兩極愈板之蛾間的拒距離寫(xiě)，靜裂電計(jì)漿指針單張角斬變大B.將A板稍框微上謊移，卷靜電錦計(jì)指揉針張紡角將螞變大C.若將蠟玻璃縣板插快入兩歌板之運(yùn)間，瀉則靜敞電計(jì)爛指針張角變大D.若將A板拿僑走，碎則靜哥電計(jì)才指針?biāo)膹埥禽p變?yōu)榱銏D5答案AB課堂蕩要點(diǎn)伐小結(jié)自我低檢測(cè)1.托(對(duì)電暢容器擱及電內(nèi)容的愚理解)電容展器是鋒一種群常用潛的電雞子元演件.對(duì)電虹容器棵認(rèn)識(shí)巨正確鋪的是()A.電容蠟器的園電容英表示執(zhí)其儲(chǔ)漂存電鬼荷的恥能力B.電容凱器的昌電容突與它豆所帶莊的電用荷量禾成正揉比C.電容壁器的賠電容虧與它隸兩極筋板間萍的電縮慧壓成領(lǐng)正比D.電容泡的常卵用單侍位有μF和pF便,1川μ佳F＝103pF1234解析電容隔是表拔示電贏容器說(shuō)儲(chǔ)存岔電荷筐本領(lǐng)對(duì)大小送的物奴理量.電容聽(tīng)的大結(jié)小是包由電示容器謎本身誤結(jié)構(gòu)終決定踏的，究與兩嫁極板縱間電腥壓及匙電容糠器所杰帶電吼荷量拋無(wú)關(guān).單位μF與pF的換管算關(guān)拖系為1友μF＝106pF副.答案A12342.欣(對(duì)電貸容器環(huán)及電顆容的怎理解)某電雅容器輝上標(biāo)杰有“25揮μ餡F45輪0噸V”字樣，下列對(duì)該西電容塘器的味說(shuō)法份中正塔確的構(gòu)是()A.要使植該電給容器義兩極省板之酸間電蕉壓增條加1膨V，所必需電題荷量尾為2.勾5×匯10－5CB.要使良該電蝦容器微帶電燈荷量縱為1搞C，兩橋極板經(jīng)之間季需加桑電壓2.析5×詠10－5VC.該電后容器脾能夠返容納栽的電遇荷量績(jī)最多貸為2.丟5×驅(qū)10－5CD.該電翼容器揚(yáng)能夠黨承受部的最轉(zhuǎn)大電恩壓為45瀉0材V1234答案A當(dāng)電論容器趁的電顛壓為45針0儲(chǔ)V時(shí)，黑電容羅器的抓電荷清量Q′＝CU′＝2.四5×塌10－5×4捕50東C＝1.約12鞋5×框10－2C，C錯(cuò)誤.45岸0油V是電榆容器分的額臣定電坐壓，醬低于母擊穿港電壓漂，D錯(cuò)誤.12343.爽(平行記板電各容器橡的動(dòng)壇態(tài)分肉析)連接靜在電轎池兩頓極上鍵的平疲行板筋電容糠器，致當(dāng)兩寄極板下間的招距離工減