2.5 科学探究：电容器 (2)-高一物理鲁科版必修第三册同步课件(共26张PPT)

(共26张PPT)
2.5 科学探究：电容器
学习目标
1、知道电容器的概念，认识常见电容器。
2、理解电容的概念及定义方法。
3、知道平行板电容器的电容，并了解影响电容器电容大小的因素。
4、观察电容器的充、放电现象，探究影响平行板电容器电容大小的因素。
水可以用容器储存起来，电荷是否可以用“容器” 储存起来？
一、观察电容器的充、放电现象
电容器：电路中具有储存电荷功能的装置叫做电容器。
结构：两个彼此绝缘又相隔很近的导体。
最简单的电容器：两块彼此绝缘的平行金属板。
实验：观察电容器的充放电现象
（1）了解电容器充放电过程中，两极板间电压和电流的变化。
（2）判断电容器在充电和放电过程中，两极板储存电荷量的变化。
实验原理：开关拨到位置“1”时，电源E对电容器充电；开关拨到位置“2”时，电容器放电。利用电流计观察电路的电流大小和方向的变化，利用电压表观察电容器两极板间电压的变化。
实验目的：
充电：电容器两板分别接在电池两端，两板带上等量异种电荷的过程。
充电结果：
1.两极板分别带上等量异种电荷
2.两极板间存在匀强电场
3.电源的电能转化成电容器的电场能
电容器充电示意图
放电：充了电的电容器的两板用导线相连，使两板上正、负电荷中和的过程。
放电结果：
1.两极板的等量异种电荷中和
2.电容器的电场能转化成其他能
电容器放电示意图
电容：电容器所带电量Q与电容器两极板间的电势差U的比值，叫电容器的电容。
物理意义：反应电容器储存电荷的本领
(Q：某一极板带电量的绝对值)
二、电容器的电容
C=
单位：法拉（F） 1F=1C/V = 106μF = 1012pF
讨论：C由Q、U决定吗？
C（C不由Q、U决定 ）
Q=CU
（Q由C、U决定）
U（U由Q、C决定 ）
电容器的电容与是否带电或与带电量的多少无关。
探究影响平行板电容器电容的因素
1．电容C随正对面积S减小而减小 C
2．电容C随极板距离d减小而增大 C
3．电容C会随着插入不同的介质而变化 C
结论：
决定式：C=
电介质的相对介电常数
两极板正对面积
静电力常量
两极板间距离
（1）若让平行板电容器正对面积S增大（板间距离不变），电容器的电容、电荷量和板间场强如何变化？
（2）若让平行板电容器板间距离d增大（正对面积不变），电容器的电容、电荷量和板间场强如何变化？
平行板电容器电容的动态分析
1、保持电压不变：
将开关接到“1”处，电源和电容器接通，此时电容器两端电压U等于路端电压，且始终不变。
电容器充电后保持和电源连接
U不变
C减小
d增大
E= 减小
Q=UC 减小
C增大
Q=UC 增大
S增大
E= 不变
2、保持电荷量不变：
将开关接到“2”处，电源和电容器断开，此时电容器上电荷量Q不变；
（1）若让平行板电容器正对面积S增大（板间距离不变），电容器的电容、电荷量和板间场强如何变化？
（2）若让平行板电容器板间距离d增大（正对面积不变），电容器的电容、电荷量和板间场强如何变化？
电容器充电后断开和电源连接
Q不变
d增大
C减小
U= 增大
E=
S增大
C增大
U= 减小
E=
减小
1、固定电容器：
（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：
（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。
三、常用电容器及其应用
2、可变电容器：
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：
击穿电压：加在电容器两极板上的电压不能超过某一限度，电介质被击穿，电容器损坏，这个极限电压称为击穿电压。
额定电压：电容器外壳上标的是工作电压，或称额定电压，这个数值比击穿电压低。
电容器的应用
电容器在键盘中的应用
电容器在相机中的应用
课堂检测
1、（多选）平行板电容器充电后，与电池两极断开连接，当两极板间的距离减小时 （ ）
A．电容器的电容C变大
B．电容器极板的带电量Q变大
C．电容器两极间的电势差U变大
D．电容器两极板间的电场强度E不变
AD
2、对于一个确定的电容器的电容正确的理解是( 　)　
D
A．电容与带电量成正比
B．电容与电势差成反比
C．电容器带电量越大时，电容越大
D．对确定的电容器,每板带电量增加,两板间电势差必增加。
3、 (多选）下列哪些措施可以使电介质为空气的平行板电容器的电容变大些 ( )　
A．使两极板靠近些
B．增大两极板的正对面积
C．把两极板的距离拉开些
D．在两极板间放入云母
ABD
4、用两节相同的电池给两个电容器C1和C2充电，已知C1＜C2，当达到稳定状态时，两电容器的电势差分别为U1和U2，则( )
A．U1＞U2
B．U1=U2
C．U1＜U2
D．无法确定U1与U2的大小关系
B
5、用两节相同的电池给两个原来不带电的电容器C1和C2充电，已知C1＜C2，当达到稳定状态时，两电容器每板的带电量分别为Q1和Q2，则 (　 )
A．Q1＞Q2
B．Q1=Q2
C．Q1＜Q2．
D．无法确定Q1与Q2的大小关系．
C
8、（多选）两块大小形状完全相同的金属平板平行放置，构成一平行板电容器，与它相连接的电路如图所示，接通开头K，电源即给电容器充电 ( 　)
A.保持K接通，减小两极板间的距离，则两极板间的电场强度减小
B.保持K接通，在两极板间插入一块介质，则极板上的电荷量增大
C.断开K ，减小两极板间的距离，则两极板间的电势差减小
D.保持K接通，在两极板间插入一块介质，则极板间的电势差增大
BC
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