沪教版高中物理选修3-1课件 2.4 电容器 电容34张PPT

(共34张PPT)

电容器是一种储能元件，在电路中用于调谐、滤波、耦合、旁路、能量转换和延时。按其结构可分为固定电容器、半可变电容器、可变电容器三种。




























电容器 电容
带电体放在空气中，它所带的电荷是会慢慢地失去的，为了保存电荷，我们就需要有一个能“装电荷的容器”
——电容器。
闪光灯
说明：照相机的闪光灯，在不到0.001s的短暂时间内发出强烈闪光，瞬间电流很大，各种电池都不能承受。在实际中，常常用电容器帮助闪光灯实现它的功能。

多媒体实验室
闪光灯的内部结构

电容器
电容器的应用
一些常见的电容器
是一种重要的电学元件
一、电容器
1、构造：
2、电路图符号：





金属极板



绝缘物质(电介质)

在两个相距很近的平行金属板中间夹上一层
绝缘物质—电介质,就组成一个简单的电容器。

观察纸介电容器的构造

该元件有两片锡箔（导体），中间是一层薄纸。
(2)两个平行金属板夹上一层绝缘物质能否构成一个电容器?
(1)相邻两个同学能否构成电容器？
能
能
构成：任何两个彼此绝缘又相互靠近的导体都可以构成电容器。这两个导体称为电容器的电极。
电容器
1、电容器：电路中储存电荷和电能的装置。
2、构成：两个彼此绝缘而又相隔很近的导体组成。
3、作用:储存电荷和电能

1、电容器的充电：与电源相连，两极板带
等量异种电荷










＋ ＋ ＋ ＋ ＋ ＋ ＋ ＋
－ － － － － － － －
＋Q
－Q
正极板
负极板
有短暂的充电电流
两极间有电压
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
二、电容器的充电和放电
特点：充电过程中Q↑E↑U↑
能量转化：电能→电场能
2、电容器的放电：用导线将正负极板相连，使电容器失去电荷。
＋ ＋ ＋ ＋ ＋ ＋ ＋ ＋
－ － － － － － － －
＋Q
－Q









在放电过程中导线上有短暂的放电电流
U=0
特点：放电过程中Q↓E↓U↓
能量转化：电场能→其他能


总结：电容器的充放电
充电：使电容器带上电荷的过程
(Q增加 U增加 E增加 电场能增加)
充电时两个极板总是带等量的异种电荷,每个极板带电量的绝对值叫做电容器的带电量
放电：使电容器失去电荷的过程
（Q减少 U减少 E减少 电场能减少）
3、电容器的作用： 容纳储存电荷

对于同一电容器

C=
当U=0，C不变
注意：
（1）若电容器保持与电源连接，则板间电压 U不变；

（2） 若先充电后断开电源，则极板所带电量Q不变。



三.电容
1、定义：电容器所带的电荷量Q与电容器两极板间的电势差U的比值
2、定义式：
3、物理意义：C是表示电容器容纳电荷本领的物理量
4、单位：
在国际单位制中单位是法拉（F） 1F=1C/V
常用单位：微法（μF);皮法（pF) 1F=106μF=1012PF

5、C与Q和U无关。C是电容器本身的性质。

Q指每一个极板带电量绝对值
1、某一电容器，当所带电量为4×10-6C，两极板间的电势差为20v，求：
1）电容器的电容.
2）当所带电量减半时，电容器的电容为多少?
3）如果电容器不带电呢？

解:1)
2)仍是2×10-7 F.
3)仍是2×10-7 F.


课堂小练


四.影响平行板电容器电容的因素




电容的大小由电容器本身决定，与哪些因素有关？

极板面积

极板距离

电介质

方法：控制变量法
有机玻璃板
+
+
+
+
+
+













实验探究：影响平行板电容器电容的因素


-
-
-
-
--


改变d
改变S
改变
电介质
?
说明：静电计是在验电器的基础上制成的，用来测量导体间的电势差，从指针的偏转角度就可以知道两个导体间的电势差的大小。
多媒体实验室
平行板电容器的电容公式：


两极板间距离
两极板正对面积
静电力常量
介电常数
真空 =1

平行板电容器的两种状态分析
1、若始终与电源相连，则U不变
分析 若d↑则 C ↓E↓ Q↓

若d↑则 C↑E ↑ Q ↑

2、先充电再与电源断开，则Q不变
分析 若d↑则 C ↓ E不变 U ↑

若d↓则C ↑ E不变 U ↓
几种常用电介质的相对介电常数
电介质 空气 煤油 石蜡 陶瓷 玻璃 云母 水

1.0005
2
6
6～8
4～11
2.0～2.1
81
空气的相对介电常数与1十分接近，研究中，空气对电容的影响一般可以忽略。
1、固定电容器：
五、常用电容器




（1）聚苯乙烯电容器：
以聚苯乙烯薄膜为电介质，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。
符号：
电容较大
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：
3．电容器的额定电压和击穿电压
(1)额定电压：电容器能够_________工作时的电压．
(2)击穿电压：电介质被击穿时加在电容器两极板上的_____电压，若电压超过这一限度，则电容器就会被损坏．
长期正常
最小
六、电容器的分类及应用
电容器

固定电容器
可变电容器

聚苯乙烯电容器
陶瓷电容器
电解电容器

纸质电容器





+
-








云母电容器
——原理：改变正对面积
电容器的应用
应用：可用于各种电器：如电脑、电视机、
收音机、手机等。

２、电容器的充放电　　　　　　　　　　　　　

二、
电
容
三、平行板电容器：

１、定义：
充电：使原本不带电的两板带
上等量异种电荷的过程
放电： 使充电后的电容器电荷
中和失去电荷的过程


小结：

１、定义：两块彼此靠近又互相绝缘的导体组成的器件。

一、
电
容　　　器

２、表达式：Ｃ＝Ｑ／Ｕ　　
３、物理意义：反映电容器容纳电荷量本领的强弱

４、国际单位：法拉或法（F）
四、电容器的种类
电容器　电容
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
D
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。若将此电容器两极板与电动势为12V的电池组相连，则电容器的电容为 pF。
＋ ＋ ＋ ＋ ＋ ＋ ＋ ＋
－ － － － － － － －
＋Q
－Q










9.0×10-8
1.5×104
1.5×104
3、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

4、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，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
AB
5、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
BCD
6、 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
（2）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 ，流过导线中的电流方向为从 极板流向
极板。
2C
负
正
负
7、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
D
若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
。
一、电容器
任何两个彼此绝缘又相距很近的导体，组成一个电容器。
二、电容
法拉，F
单位：
三、平行板电容器的电容

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