新教材人教版《電容器的電容》教學(xué)課件1

§1.8電容器的電容一、電容器1、構(gòu)造：任何兩個(gè)彼此絕緣而又相互靠近的導(dǎo)體，都可以看作是一個(gè)電容器兩極板電介質(zhì)2、作用：儲(chǔ)存電荷平行板電容器是最簡(jiǎn)單、最基本的電容器，由兩塊彼此絕緣、互相靠近的平行金屬板組成。＋＋＋＋＋＋－

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＋Q－Q充電：使電容器兩極板帶上等量異種電荷（1）有短暫的充電電流。電流方向?yàn)閺碾娫凑龢O流出。（2）充電完畢，電容器兩板帶上等量異種電荷，電荷分布在兩極板相對(duì)的內(nèi)側(cè)，板間形成勻強(qiáng)電場(chǎng)。（3）充電完畢，電路中無(wú)電流，電容器板間電壓等于電源電壓。此時(shí)切斷與電源聯(lián)系，電容器帶電量不變。（4）充電過(guò)程中，電容器把從電源獲得的電能轉(zhuǎn)化成電場(chǎng)能，儲(chǔ)存在電容器中。（5）電容器帶電量：一個(gè)極板帶電量的絕對(duì)值Q＋＋＋＋＋＋－

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＋Q－Q放電：使充電后的電容器失去電荷（1）有短暫的放電電流，電流從正極板流出。（2）放電結(jié)束，兩板上電荷中和，板間電場(chǎng)消失。（3）放電完畢，電路中無(wú)電流。（4）放電過(guò)程中，電容器中的電場(chǎng)能轉(zhuǎn)化為其他形式能量。注意：電容器充電或放電，這兩個(gè)過(guò)程進(jìn)行得都很快，電流持續(xù)時(shí)間都非常短。二、電容1、物理意義：表示電容器容納電荷的本領(lǐng)2、定義：電荷量Q跟兩極電勢(shì)差U的比值3、定義式：4、單位：法拉，簡(jiǎn)稱法（F）

1F=106μF=1012pFh?hBCA電容是電容器本身屬性，其數(shù)值由電容器的構(gòu)造決定。

與電容器帶不帶電、帶多少電、電壓如何無(wú)關(guān)。6、電容器的額定電壓 電容器上一般都標(biāo)明電容和額定電壓的數(shù)值。額定電壓是指電容器長(zhǎng)期工作時(shí)所能承受的電壓，比擊穿電壓要低。比值法定義三、平行板電容器的電容平行板電容器電容與什么因素有關(guān)？

靜電計(jì)是在驗(yàn)電器的基礎(chǔ)上制成的，用它可以測(cè)量帶電的電容器兩極板間的電勢(shì)差。使用時(shí)，把它的金屬球與一個(gè)極板連接，把它的金屬外殼跟另一個(gè)極板連接（或同時(shí)接地），從指針的偏轉(zhuǎn)角度就可以測(cè)量出兩板間的電勢(shì)差。控制變量法：（1）保持Q、d不變，改變正對(duì)面積S（2）保持Q、S不變，改變板間距d（3）保持Q、S、d不變，在板間充滿電介質(zhì)實(shí)驗(yàn)結(jié)論：平行板電容器的電容

相對(duì)介電常數(shù)k是靜電力常量k=9.0×109N·m2/C21、公式從上表可以看出，空氣的相對(duì)介電常數(shù)與1非常接近，所以在一般情況下，空氣對(duì)電容的影響可以忽略不計(jì)。人教版高中物理選修3-11.8電容器的電容(共26張PPT)人教版高中物理選修3-11.8電容器的電容(共26張PPT)例1、如圖所示的實(shí)驗(yàn)裝置中，平行板電容器的極板B與一靈敏的靜電計(jì)相接，極板A接地。若極板A稍向上移動(dòng)一點(diǎn)，平行板電容器電容＿＿＿，

平行板電容器極板上的電量＿＿＿＿，

兩極板間的電壓＿＿，

觀察到靜電計(jì)指針偏角＿＿。變大變大幾乎不變變小人教版高中物理選修3-11.8電容器的電容(共26張PPT)人教版高中物理選修3-11.8電容器的電容(共26張PPT)例2、有一個(gè)平行板電容器，當(dāng)兩板間加上30V電壓時(shí)，它的電量是1.5×10-4C。則這個(gè)電容器的電容是＿＿＿＿F，合＿＿μF。

如果使它的電量增加一倍，此時(shí)電容為＿＿＿＿F。若使兩板間距縮小成原來(lái)的一半，則電容為＿＿μF。例3、一平行板電容器與電源相連，如圖所示，如果在電容器兩極板間插入一塊介電常數(shù)為ε的電介質(zhì)薄板（小于板間距離）則A、電容器的電容變?yōu)樵瓉?lái)電容的ε倍B、穩(wěn)定后，電容器上所帶電量增加C、插入介質(zhì)的瞬間，導(dǎo)線上有從a到b的電流D、插入介質(zhì)的瞬間，導(dǎo)線上有從b到a的電流BC5×10-655×10-610人教版高中物理選修3-11.8電容器的電容(共26張PPT)人教版高中物理選修3-11.8電容器的電容(共26張PPT)2、平行板電容器的動(dòng)態(tài)分析（1）確定不變量

C與電源相連，板間U不變；C與電源斷開(kāi)，電荷量Q不變；之后若僅改變板間距d，則場(chǎng)強(qiáng)E也不變。人教版高中物理選修3-11.8電容器的電容(共26張PPT)人教版高中物理選修3-11.8電容器的電容(共26張PPT)例1、一個(gè)平行板電容器，與它相連接的電路如圖所示，接通開(kāi)關(guān)S，電源即給電容器充電A、保持S接通，減小兩極板間的距離，則兩極板間電場(chǎng)的電場(chǎng)強(qiáng)度減小B、保持S接通，在兩極板間插入一塊介質(zhì)，則極板上的電量增大C、斷開(kāi)S，減小兩極板間的距離，則兩極板間的電勢(shì)差減小D、斷開(kāi)S，在兩極板間插入一塊介質(zhì)，則兩極板間的電勢(shì)差增大BC人教版高中物理選修3-11.8電容器的電容(共26張PPT)人教版高中物理選修3-11.8電容器的電容(共26張PPT)例2、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?。┕潭ㄔ赑點(diǎn)，如圖，E表示板間場(chǎng)強(qiáng)，U表示板間電壓，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E

，U

，Ep

。不變變小不變?nèi)私贪娓咧形锢磉x修3-11.8電容器的電容(共26張PPT)人教版高中物理選修3-11.8電容器的電容(共26張PPT)3、暫態(tài)電流判斷電容器內(nèi)Q增加，充電，電流從電源正極流向電容器正極板，從電容器負(fù)極板流向電源負(fù)極。電容器內(nèi)Q減少，放電，電流從電容正極板流出。例1、電容器C，電阻器R，和電源E連接成如圖所示的電路，當(dāng)把絕緣板P從電容器極板間a、b之間拔出的過(guò)程中，電路里A、沒(méi)有電流產(chǎn)生B、有電流產(chǎn)生，

方向是從a極板經(jīng)過(guò)電阻器R流向b極板C、有電流產(chǎn)生，

方向是從b極板經(jīng)過(guò)電阻器R流向a極板D、有電流產(chǎn)生，電流方向無(wú)法判斷B人教版高中物理選修3-11.8電容器的電容(共26張PPT)人教版高中物理選修3-11.8電容器的電容(共26張PPT)例2、如圖所示，將平行板電容器兩極板分別與電池正負(fù)極相連，兩板間一帶電液滴恰好處于靜止?fàn)顟B(tài)，現(xiàn)貼著下極板插入一定厚度的金屬板，則在插入過(guò)程中A電容器的帶電量不變B電路將有順時(shí)針?lè)较虻亩虝弘娏鰿帶電液滴仍將靜止D帶電液滴將向上做加速運(yùn)動(dòng)D注意：

插入電介質(zhì)→介電常數(shù)ε增大，電容C增大插入金屬板→相當(dāng)于兩極板間距d減小，電容C增大

人教版高中物理選修3-11.8電容器的電容(共26張PPT)人教版高中物理選修3-11.8電容器的電容(共26張PPT)4、帶電粒子在平行板電容器內(nèi)運(yùn)動(dòng)和平衡問(wèn)題例、如圖所示，水平放置的兩平行金屬板A、B相距d，電容C，開(kāi)始兩板均不帶電，A板接地且中央有孔。現(xiàn)將帶電量為+q，質(zhì)量為m的帶電液滴一滴一滴地從小孔正上方h處無(wú)初速地滴下，落向B板的電荷全部傳給B板，問(wèn)：（1）第幾滴液滴在A、B間做勻速直線運(yùn)動(dòng)？（2）能夠到達(dá)B板的液滴不會(huì)超過(guò)多少滴？（1）（2）人教版高中物理選修3-11.8電容器的電容(共26張PPT)人教版高中物理選修3-11.8電容器的電容(共26張PPT)四、常用電容器固定電容器：聚苯乙烯電容器和電解電容器

（電解電容器在接入電路時(shí)，應(yīng)注意其極性）可變電容器人教版高中物理選修3-11.8電容器的電容(共26張PPT)人教版高中物理選修3-11.8電容器的電容(共26張PPT)五、電容式傳感器人教版高中物理選修3-11.8電容器的電容(共26張PPT)人教版高中物理選修3-11.8電容器的電容(共26張PPT)*六、孤立導(dǎo)體電容可以理解為孤立導(dǎo)體與無(wú)窮遠(yuǎn)處的另一個(gè)無(wú)限大極板間的電容，兩者的電勢(shì)差就是孤立導(dǎo)體的電勢(shì)。孤立導(dǎo)體球的電容

人教版高中物理選修3-11.8電容器的電容(共26張PPT)人教版高中物理選修3-11.8電容器的電容(共26張PPT)*七、電容器的連接1、電容器的串聯(lián)（1）各電容器所帶電量相等。

Q1=Q2=…=Qn=Q（2）各電容器電壓之和等于電容器組的總電壓。

U1+U2+…+Un=U

（4）串聯(lián)電容器間的電壓分配與各電容器的電容成反比。

C1U1=C2U2=…=

CnUn=CU人教版高中物理選修3-11.8電容器的電容(共26張PPT)人教版高中物理選修3-11.8電容器的電容(共26張PPT)2、電容器的并聯(lián)（1）各電容器的電壓相等。

U1=U2=…=Un=U（2）各電容器所帶電量之和等于

電容器組所帶的的總電量。

Q1+Q2+…+Qn=Q（3）并聯(lián)電容組的總電容C等于各個(gè)電容器的電容之和。

C1+C2+…+Cn=C

人教版高中物理選修3-11.8電容器的電容(共26張PPT)人教版高中物理選修3-11.8電容器的電容(共26張PPT)三塊平行金屬板構(gòu)成兩個(gè)電容器，（a）、（b）兩圖中哪種接法是串聯(lián)？哪種接法是并聯(lián)？人教版高中物理選修3-11.8電容器的電容(共26張PPT)人教版高中物理選修3-11.8電容器的電容(共26張PPT)例、電容器甲的電容為0.2μF，帶電量4×10?6C，電容器乙的電容為0.3μF，帶電量3×10?6C。用導(dǎo)線把兩個(gè)電容器的正極連接在一起，負(fù)極板也連接在一起，連接后各電容器帶電量多少？總電量Q=7×10?6C并聯(lián)電容C=C甲+C乙

=0.5μF

Q甲’=C甲U=

2.8×10?6CQ乙’=C乙U=

4.2×10?6C人教版高中物理選修3-11.8電容器的電容(共26張PPT)人教版高中物理選修3-11.8電容器的電容(共26張PPT)*八、電容器中儲(chǔ)存的能量給電容器充電，可以看做是電源把電子從一個(gè)極板移到另一個(gè)極板。開(kāi)始電容器不帶電，板間電壓為0；之后隨著極板上電量q增大，板間電壓u也增大，把負(fù)電荷從電容器的正極板移到負(fù)極板，要反抗電場(chǎng)力做功u?q。當(dāng)板間電壓u跟電源電壓U相等時(shí)，充電結(jié)束。

人教版高中物理選修3-11.8電容器的電容(共26張PPT)人教版高中物理選修3-11.8電容器的電容(共26張PPT)串聯(lián)電容器間的能量分配與各電容器的電容成反比