新教材高中物理必修3 第10章静电场中的能量第4节电容器的电容课件(共33张PPT)

(共33张PPT)
１、定义：
任何两个彼此绝缘又相距很近的导体，组成一个电容器。
一、电容器
平行板电容器
电介质
电容器的极板
电容器的极板
2、电容器的充电：
将电容器两个极板带上电荷的过程，叫电容器的充电。
一、电容器
＋ ＋ ＋ ＋ ＋ ＋ ＋ ＋
－ － － － － － － －
＋Q
－Q
正极板
负极板
两板分别带等量异种电荷，每个极板带电量的绝对值叫电容器的带电量
E
有短暂的电流
两极间有电压
3、电容器的放电：
用导线将充电后的电容器两极接通，两极失去电荷的过程，叫电容器的放电。
一、电容器
＋ ＋ ＋ ＋ ＋ ＋ ＋ ＋
－ － － － － － － －
＋Q
－Q
在放电过程中导线上有短暂的电流产生
电容器两极正负电荷通过导线中和。
1、电容器带电的特点：
充电后的电容器两极间的电压，叫电容器的电压。
二、电容器的电容
＋ ＋ ＋ ＋ ＋ ＋ ＋ ＋
－ － － － － － － －
＋Q
－Q
电容器的带电量Q越多，电压U越高。
Q=0.01C，U=100V
Q=0.02C，U=200V
Q=0.03C，U=300V
…………
Q与U成正比
Q/U是定值
两极间有电压U
2、电容的定义：
电容器所带电量Q与电容器两极间的电压U的比值，叫电容器的电容。
＋ ＋ ＋ ＋ ＋ ＋ ＋ ＋
－ － － － － － － －
＋Q
－Q
二、电容器的电容
U
容纳电荷的本领，
与水桶截面积S类比
3、电容器带电与水桶盛水类比：
二、电容器的电容
h=1cm
V=1dm3
h=2cm
V=2dm3
V与h成正比
V/h是定值
水桶截面积
二、电容器的电容
h=1cm
V=1dm3
h=1cm
V=4dm3
水桶V/h=S越大，容纳水的本领越强
3、电容器带电与水桶盛水类比：
S与V 、 h无关
4、电容的单位：
二、电容器的电容
法拉:
F
还有：微法（ Ｆ）、皮法（pＦ）
1F=1C/V
如果一个电容器带1C电量时，两极间电压是1V，这个电容器的电容就是1F
1、关于电容，下列说法中正确的是 （ ）
A．电容器的极板上带电量越大，这只电容器的电容就越大
B．电容器的极板间电压越大，这只电容器的电容就越大
C．如果电容器两极板上没有带电，它的电容为零
D．对某一个电容器来说，两板间的电势差随所带电量的增加而增加
电容器的电容与电量Q及电压U都无关，由电容器本身决定。
与水桶截面积S类似。
例与练
2、如图所示，将平行板电容器两极板分别接在电压是6V的电池组正负极，跟电池组负极相连的极板带电量为-9.0×10-8C ，则电容器的带电量为 C，电容器的电容为 PF。若将此电容器两极接电压12V的电池组正负极，电容器的电容为 PF。
＋ ＋ ＋ ＋ ＋ ＋ ＋ ＋
－ － － － － － － －
＋Q
－Q
9.0×10-8
1.5×104
1.5×104
电容与电压U无关
例与练
3、对于一给定的电容器，在如下图所示中，描述电容C、带电荷量Q、电压U之间的相互关系的图线中正确的是 （ ）
例与练
4、用两节相同的电池分别给两个原来不带电的电容器充电，已知 C1A． Q1Q2
C． Q1=Q2 D．无法确定
例与练
5、电容器的电容C= 2.0×10-8F ，如果电容器两极板电压增加了10V，则电容器的带电量变化了多少？
电容的另一种定义式
例与练
1、电容与两板正对面积S的关系：
三、平行板电容器的电容
静电计
2、电容与板间距离d的关系：
三、平行板电容器的电容
3、电容与电介质的关系：
三、平行板电容器的电容
4、平行板电容器的电容公式：
三、平行板电容器的电容
两板间距离
两板正对面积
介电常数
真空εr=1
静电力常量
5、平行板电容器充电平衡后仍与电源相连，两极板间的电压是U，充电荷量为Q，两极板间场强为E，电容为C，现将两极板间距离减小，则 （ ）
A.Q变大 B.C变大
C.E不变 D.U变小
例与练
6、平行板电容器充电平衡后与电源断开，两极板间的电压是U，充电荷量为Q，两极板间场强为E，电容为C，现将两极板间距离减小，则（ ）
A.Q变大 B.C变大
C.E不变 D.U变小
E与d无关，即E不变。
例与练
7、 用电压为U的直流电源给电容为C平行板电容器充电，充完电后电容器两板间的场强大小为E。 （1）充完电后，若仍闭合电键K，将电容器两极板正对面积变为原来的一半，则电容器的电容变为 ，流过导线中的电流方向为从 极板流向 极板。
C/2
正
负
例与练
7、 用电压为U的直流电源给电容为C平行板电容器充电，充完电后电容器两板间的场强大小为E。 （2）充完电后，若断开电键K，将电容器的两个极板距离变为原来的一半，则电容器的电容变为 ，电容器两极板间的电压变为 ，电容器两极板间的电场强度为 。
2C
U/2
E
例与练
7、 用电压为U的直流电源给电容为C平行板电容器充电，充完电后电容器两板间的场强大小为E。 （3）充完电后，若仍闭合电键K，将一块厚度为两板距离一半的平行于极板的矩形金属块放入两极板中间，电容器的电容变为 ，流过导线中的电流方向为从 极板流向 极板。
2C
负
正
例与练
8、平行板电容器两板距离为4cm，带电量为8×10-8C，板间场强为4×104N/C，则其电容为 ，若保持其它条件不变，而使两板正对面积减为原来的1/2，则其电容为 ，若将两板距离增加为8cm，则两板间场强为 ，电容为 。
5×10-11 F
2.5×10-11 F
4×104 N/C
2.5×10-11 F
例与练
1、固定电容器：
四、常用电容器
（1）聚苯乙烯电容器：
以聚苯乙烯薄膜为电介质，用两层铝箔为极板。
符号：
1、固定电容器：
四、常用电容器
＋
－
（2）电解电容器：
用铝箔做一个极板，以铝箔上很薄的一层氧化膜为电介质，用浸过电解液的纸做另一个极板。
符号：
电容较大
2、可变电容器：
四、常用电容器
两极由两组铝片组成，固定的一组铝片叫做定片，可以转动的一组铝片叫做动片;空气为电介质。
转动动片，使两组铝片的正对面积发生变化，电容相应变化。
符号：
3、击穿电压和额定电压：
四、常用电容器
加在电容器两极板上的电压不能超过某一个限度，超过这个限度，电介质将被击穿，这个电压称为击穿电压。
电容器正常工作时两极板上的最大电压，称为额定电压。
额定电压比击穿电压低
外壳上标的电压是额定电压
12、某电解电容器上标有“25v470μF”的字样，对此，下述说法中正确的是（ ）
A.当电容器两极间电压是25v时，电容器的电容才是470μF
B.电容器两极间电压必须是25v时，电容器才能正常工作
C.电容器两极间电压必须在直流25v以下时，电容器才能正常工作
D.这种电容器使用时，必须考虑电容器的两根引线的极性
额定电压25V是电容器正常工作时两极板上的最大电压
电容器的电压多数情况下是交流电压
例与练
13、把可变电容器的动片旋进去一些，电容器的电容______；如果把两板间的电介质由空气换成陶瓷，则电容______；如果增大两板间的电势差，则电容______ （以上填“变大”、“变小”或“不变”） ；如果把动片全部旋出来，则电容______（填“最大”或“最小”）。
例与练
变大
变大
不变
最小
9、平行金属板A、B间距离为6cm，电势差UAB=300V保持不变，将一块3cm厚的矩形导体平行放入A、B板之间，它左侧面P与A平行正对且离A板1cm，以B板电势为零，则A、B两板正中央一点C的电势由此而发生怎样的变化？（ ）
A、变为零
B、仍为150V
C、升高50V
D、降低50V
A
B
P
C
例与练
10、如图所示，平行板电容器A、B间有一带电油滴P正好静止在极板正中间，现将两极板间稍错开一些，其它条件不变。则（ ）
A．油滴将向上加速，电流计中电流由b流向a
B．油滴将向下加速，电流计中电流由a流向b
C．油滴将静止不动，电流计中电流由b流向a
D．极板带电量减少，两板间电势差和场强不变
例与练
11、水平放置的平行板电容器，两板相距5mm，电容为2μF，当将其充电到两板电压为100V时，一个质量为10-10g的带电尘埃正好在板间静止。则尘埃的电荷量为
C。
mg
F
例与练