電容器與電容第一課時分析

攝影時如光線不足,你一定知道用閃光燈,在如此短的時間內(nèi),僅靠電池直接給閃光燈供電就能發(fā)出如此強(qiáng)的光嗎?請你探究分析其中的奧妙!內(nèi)置閃光燈的相機(jī)第一頁第二頁，共41頁。萊頓瓶-----存儲電荷的裝置也可稱為“電容器”探究感應(yīng)起電機(jī)的構(gòu)造與工作原理第二頁第三頁，共41頁。電腦主板第三頁第四頁，共41頁。一.電容器1.電容器的構(gòu)造:任何兩個彼此絕緣又相互靠近的導(dǎo)體都可以構(gòu)成電容器.

在兩個相距很近的平行金屬板中間夾上一層絕緣物質(zhì)(電介質(zhì)),就組成一個最簡單的電容器,叫做平行板電容器第四頁第五頁，共41頁。2.電容器的工作狀態(tài):①作用:可以容納電荷.②充電：

把電容器的一個極板與電池組的正極相連，另一個極板與負(fù)極相連，兩個極板就分別帶上了等量的異種電荷，這個過程叫做充電。第五頁第六頁，共41頁。第六頁第七頁，共41頁。2.電容器的工作狀態(tài):①作用:可以容納電荷.充電：②使電容器帶電的過程,叫充電.特點：A.兩極板帶等量異種電荷B.兩極板間有電壓C.極板間有電場D.極板間有電場能第七頁第八頁，共41頁。③放電:使電容器兩極板上的電荷中和的過程.是電場能轉(zhuǎn)化為其它能的過程第八頁第九頁，共41頁。2、放電過程的實質(zhì)：使電場能轉(zhuǎn)化為其它形式的能1、用導(dǎo)線把充電后的電容器的兩極板接通，兩極板上的電荷互相中和，電容器不再帶電，這個過程叫做放電。電容器是一種儲存電場能的裝置電容器的放電第九頁第十頁，共41頁。④

電容器的電荷量Q

電容器所帶的電荷量，是指每個極板所帶的電荷量Q的絕對值第十頁第十一頁，共41頁。思考與討論

電容器可以充入的電量是無限的么？電容器容納電荷多少與什么有關(guān)？不同的電容器容納電荷的本領(lǐng)相同嗎？理論研究告訴我們，電容器可以充入的電量并不是無限的，隨著充電電壓的增大，電量也隨之增大，不同的電容器容納電荷的本領(lǐng)是不同的，就像不同的容器的裝水量各不相同一樣。為了衡量電容器這種本領(lǐng)的異同，我們引入一個新的物理量——電容。第十一頁第十二頁，共41頁。那電容器儲存電荷的本領(lǐng)如何表征呢？第十二頁第十三頁，共41頁。二電容.實驗表明：電容器所帶的電荷量Q與電容器兩極板間的電勢差成正比，比值Q/U是一個常量。不同的電容器，這個比值一般是不同的。.這個比值表征了電容器儲存電荷的特性第十三頁第十四頁，共41頁。二、電容（C)1.定義：把電容器帶電量Q與兩極板間的電壓U的比值叫這個電容器的電容，用C表示。2.定義式：C=Q/U3.單位：法拉（F）1F=1C/V

其它單位：1F=106μF=1012pF4.物理意義：反映電容器容納電荷的本領(lǐng)。任意一個極板帶電量的絕對值叫電容器的帶電量第十四頁第十五頁，共41頁。V與h的關(guān)系=S

+++++++-------++++----類比QU＝CS的大小與V、h無關(guān)UUQQ類比法理解電容概念（水容器與電容器）類比結(jié)果：C不由Q和U來決定，由電容器本身來決定。第十五頁第十六頁，共41頁。對一個確定的電容器而言，電容是不變的，C與Q、U無關(guān)。對一個確定的水容器而言，水容是不變的，與m、h無關(guān)。第十六頁第十七頁，共41頁。理解2.電容器的Q—U圖象U/VQ/C△U△Q1C1C2△Q2C=Q/UC=△Q/△U第十七頁第十八頁，共41頁。最簡單的電容器是平行板電容器

猜想：平行板電容器的電容跟哪些因素有關(guān)？兩極板間的距離d兩極板間的正對面積S是否插入電介質(zhì)或電介質(zhì)的種類。第十八頁第十九頁，共41頁。認(rèn)識靜電計

靜電計：由驗電器改造而成，是測量電容器兩極間電勢差的儀器，由靜電計指針的偏轉(zhuǎn)角度可知電勢差的大小。第十九頁第二十頁，共41頁。實驗探究第二十頁第二十一頁，共41頁。C和d成反比C與S成正比

C與ε成正比相對介電常數(shù)正對面積靜電力常量兩極板間的距離（平行板電容器）三.平行板電容的決定因素電容器的電容是電容器本身的結(jié)構(gòu)決定，與是否帶電或與帶電量的多少無關(guān)。幾種常用電介質(zhì)的相對介電常數(shù)第二十一頁第二十二頁，共41頁。平行板電容器典型問題：十十十十十十十十

一一一一一一一一類型一：保持電容器的兩極板與電源相連恒量：U變量：C（d，S，ε），Q，EQ=CU第二十二頁第二十三頁，共41頁。平行板電容器典型問題：Q=CU十十十十十十十十

一一一一一一一一類型二：充電后，切斷與電源的連接恒量：Q變量：C（d，S，ε），U，E第二十三頁第二十四頁，共41頁。第二十四頁第二十五頁，共41頁。第二十五頁第二十六頁，共41頁。

思考與討論⑴：平行板電容器充電后，繼續(xù)保持電容器的兩極板與電源相連接。在這種情況下，如果增大兩極板間的距離d，那么，兩極板間的電勢差U、電容器所帶的電量Q、兩極板間的場強(qiáng)E各如何變化？解析：平行板電容器充電后，繼續(xù)保持電容器的兩極板與電源相連接，其電勢差恒等于電源電壓，并保持不變。⑴C=εS/4πkd∝εS/d⑶E=

U/d∝1/d⑵Q=CU=

UεS/4πkd∝εS/d第二十六頁第二十七頁，共41頁。思考與討論⑵：平行板電容器充電后，切斷與電源的連接。在這種情況下，如果增大d，則U、Q、E各如何變化？解析：平行板電容器充電后，切斷與電源的連接，電容器不存在充、放電的可能性，兩極板上的帶電量Q始終不變。C=εS/4πkd∝εS/dU=Q/C=Q/（εS/4πkd）∝d/εSE=U/d=Q/Cd=Q/（εSd/4πkd）=πkQ/εS∝1/εS第二十七頁第二十八頁，共41頁。四

常用電容器展示各種電容器實物第二十八頁第二十九頁，共41頁。電容器是一儲能元件。紙質(zhì)電容器陶瓷電容器電解電容器鉭電容器可變電容器第二十九頁第三十頁，共41頁。該元件有兩片錫箔（導(dǎo)體），中間是一層薄紙。第三十頁第三十一頁，共41頁。3、擊穿電壓和額定電壓：加在電容器兩極板上的電壓不能超過某一個限度，超過這個限度，電介質(zhì)將被擊穿，這個電壓稱為擊穿電壓。電容器正常工作時兩極板上的最大電壓，稱為額定電壓。額定電壓比擊穿電壓低外殼上標(biāo)的電壓是額定電壓第三十一頁第三十二頁，共41頁。電容器固定電容器可變電容器聚苯乙烯電容器陶瓷電容器電解電容器紙質(zhì)電容器+-定片動片常見電容器第三十二頁第三十三頁，共41頁?！纠?】兩平行金屬板，正對放置，充電后兩極間的電勢差為2V，兩極板帶電量分別為+6×10-6C和-6×10-6C，求：(1)電容C；(2)若電勢差升高1V，電容C’和所帶電量Q’為多少?【解析】電容器的電容C=Q/U，但電容是由電容器的構(gòu)造決定的，跟Q、U無關(guān).(1)根據(jù)電容的定義式

C=Q/U=(6×10-6/2)F=3×10-6F(2)若電勢差升高1V，電容器的電容仍不變，而此時所帶電量

Q′=CU′=3×10-6×3C=9×10-6C第三十三頁第三十四頁，共41頁。練習(xí)一如圖所示，是描述對給定的電容器充電時極板上帶電量Ｑ極板間電壓Ｕ和電容Ｃ之間的關(guān)系的圖象，其中正確的是答案：ＢＣＤ第三十四頁第三十五頁，共41頁。BCD3、（全國高考）對于水平放置的平行板電容器,下列說法正確的是()A、將兩板間距加大，電容將增大B、將兩板平行錯開，使正對面積減小，電容將減小C、在下板的內(nèi)表面上放置一面積和極板相等，厚度小于極板間距的陶瓷板，電容將增大D、在下板的內(nèi)表面上放置一面積和極板相等，厚度小于極板間距的鋁板，電容將增大課堂練習(xí)第三十五頁第三十六頁，共41頁。4、(北京2010)用控制變量法，可以研究影響平行板電容器的因素（如圖）。設(shè)兩極板正對面積為Ｓ，極板間的距離為ｄ，靜電計指針偏角為θ。實驗中，極板所帶電荷量不變，若()A、保持S不變，增大d，θ則變大；B、保持S不變，增大d，θ則變小C、保持d不變，增大S，θ則變大；D、保持d不變，增大S，θ則不變

課堂練習(xí)A第三十六頁第三十七頁，共41頁。例題２：如圖所示，是一種通過測量電容器電容的變化來檢測液面高低的儀器原理圖，電容器的兩個電極分別用導(dǎo)線接到指示器上，指示器可顯示出電容的大小，下列關(guān)于該儀器的說法正確的是Ａ．該儀器中電容器的電極分別是金屬芯柱和導(dǎo)電液體Ｂ．金屬芯柱外套的絕緣層越厚，該電容器的電容越大Ｃ．如果指示器顯示電容增大了，則說明電容器中的液面升高了Ｄ．如果指示器顯示電容減小了，則說明電容器中的液面升高了答案：ＡＣ第三十七頁第三十八頁，共41頁。B5、如圖所示，

C1和

C2是兩個相同的平行板電容器，帶有相等的電荷量，用導(dǎo)線連接如圖。今在電容器

C1的兩極板間插入一塊電介質(zhì)，在電介質(zhì)插入的過程中，下列哪些現(xiàn)象會發(fā)生（

）A、導(dǎo)線上有電流通過，方向為a流向b,c流向d

B、導(dǎo)線上有電流通過，方向為b流向a,d流向c

C、達(dá)到穩(wěn)定時，

C1兩極板間的電壓高于

C2兩極板間的電壓D、

C2的帶電量保持不變課堂練習(xí)第三十八頁第三十九頁，共41頁。例題分析6．兩塊大小、形狀完全相同的金屬平板平行放置，構(gòu)成一平行板電容器，與它相連接的電