人教版高二物理选修3-1第一章静电场第8节电容器的电容课件（共29张PPT）需要WPS打开

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高二物理选修3-1
第一章静电场
第8节电容器的电容
包头市百灵庙中学
史殿斌
电容器
1.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（空气也是一种电介质），就组成一个最简
单的电容器，叫做平行板电容器。这两个金属板叫做电容器的极板。实际上，任何两个彼此
绝缘又相距很近的导体，都可以看成一个电容器。
2.如图
所示，把电容器的一个极板与电池组的正极相连，
另一个极板与负极相连，两个极板就分别带上
了等量的异号
电荷，
这个过程叫做充电。
从灵敏电流计可以
观察到短暂的
充电电流。
3.充电后，切断与电源的连接，两个极板上的电荷由于相互吸引而保存下来，两极板间有电场存在。充电过程中由电源获得的电能储存在电容器中。
4.充电过程中，电容器始终与电源接通，电容器两极板的电势差保持不变，充电后，电容器与电源断开，电容器两极板的电荷量保持不变。
5.如图所示，用导线把充电后的电容器的两极板接通，两
极板上的电荷中和，电容器又不带电了，这个过程叫做放电。
从灵敏电流计可以观察到
短暂的放电电流。
放电后，两极板
间
不再有电场，电场
能转化为其他形式的能量。
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，叫做电容器的电容。用C表示电容。
2.定义式：C=Q/U
3.电容器的电容在数值上等于使两极板间的
电势差为1V时电容器需要带的电荷量，需要电荷量多，表示电容器的电容大。电容是表示电容器容纳电荷本领的物理量。
4.单位：国际单位制中，电容的单位是法拉，简称法，符号是F。如果一个电容器带1C的电量时，两极板间的电势差是1V，这个电容器的电容就是1F。实际中常用的单位：微法（?F）和皮法（pF）。它们与法拉的关系是：
1?F＝10-6F，1pF＝10-12F
5．电容器的电容是由电容器自身的构造决定的，与所带电荷量Q和所加电压U无关。即使电容器不带电，其电容仍然存在，并且是一个确定的值。
演示探究决定电容大小的因素
平行板电容器充电后与电源断开，其电量保持不变，利用静电计可以测量已充电的平行板电容器两极板之间的电势差U。采取控制变量法，在电容器带电荷量Q不变的情况下，只改变电容器的极板正对面积S，板间距离d，板间电介质εr中的一个量。通过观察静电计指针偏转情况，得知两极板间电势差的变化，判断电容C与变量的关系。
1.
保持极板上的电荷量Q不变，两极板间的距离d也不变，改变两极板的正对面积S，通过静电计指针的变化得知两极板间电势差的变化。根据电容的定义式，
由电势差的变化判
断电容的变化，从
而得知电容
C
与正
对面积
S
的关系。
如图所示。
2.
保持极板上的电荷量Q不变，两极板的正对面积S也不变，改变两极板间的距离d，通过静电计指针的变化得知两极板间电势差的变化。根据电容的定义式，
由电势差的变化判
断电容的变化，从
而得知电容
C
与两
极板间的距离
d
的
关系。如图所示。
3.
保持Q、S、d都不变，在两极板间插入电介质，例如有机玻璃板。通过静电计指针的变化得知两极板间电势差的变化。根据电容定义式，由电势差的变化判断
电容的变化，从而得
知两极板间电介质的
存在对电容
C
的影响。
如图所示。
平行板电容器的电容
电容决定式：
式中各字母代表的物理量分别是k为静电力常数，d为两极板的距离，S为两极板的正对面积，εr为相对介质常数，且空气的介质常数最小。
常用电容器
1.从构造上看，可分为固定电容器和可变电容器两类。常用的固定电容器
有聚苯乙烯电容器和电解电
容器。如图所示。
2.可变电容器是由两组铝片组成，它电容是可以改变的。固定的一组铝片叫做定片，可以转动的一组铝片叫做动片。转动
动片，使两组铝片的正对面积
发生变化，电容就随着改变。
如图所示。
击穿电压和额定电压
加在电容器两极板上的电压不能超过某一限度，超过这个限度，电介质将被击穿，电容器损坏，这个极限电压称为击穿电压。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。
【课堂训练】
1.关于电容的说法中正确的是（　）
A．由C＝Q/U可知电容器的电容与它的带电量、两板间电压有关
B．电容器带电量多，说明它容纳电荷的本领大
C．由Q＝CU可知，当U增大时Q可以无限增大
D．两个相互靠近彼此绝缘的人，虽然不带电，但它们之间有电容
D
2.关于电容器的电容，下列说法正确的是（
　）
A.平行板电容器一板带电+Q，另一板带电-Q，则此电容器不带电
B.电容器的电容与极板间距和正对面积等有关
C.在国际单位制中，电容的单位是法拉
D.电容器的电容越大，说明该电容器储存的电荷量越多
BC
3.一个空气平行板电容器，极板间距离为d，正对面积为S，充以电荷量Q后，两极板间的电压为U。为使电容器的电容加倍，可采用的办法是（　　）
A．将电压变为U/2
B．将带电荷量变为2Q
C．将极板的距离变为d/2
D．将两板间充满相对介质常数为2的电介质
CD
4.如图所示平行金属板A、B组成的电容器，充电后与静电计相连。要使静电计指针张角变大，下列措施中可行的是（　　）
A．将B板向上平移少许
B．将B板向左平移少许
C．在A、B两板间平行插入
厚度小于极板间距的陶瓷板
D．在A、B间平行插入厚度小于极板间距的铝板
AB
5.如图所示，用电池对电容器充电，电路a、b之间接有一灵敏电流表，两极板之间有一个电荷q处于静止状态。现将两极板的间距变大，则（　　）
A.电荷将向上加速运动
B.电荷将向下加速运动
C.电流表中没有从b到a的电流
D.电流表中将有从a到b的电流
BD
6.如图所示的装置，可以探究影响平行板电容器电容的因素，关于下列操作及出现的现象的描述正确的是（　　）
A．电容器与电源保持连接，
左移电容器左极板，则静电
计指针偏转角增大
B．电容器充电后与电源断开，上移电容器左极板，则静电计指针偏转角增大
C．电容器充电后与电源断开，在电容器两极板间插入玻璃板，则静电计指针偏转角减小
D．电容器充电后与电源断开，在电容器两极板间插入金属板，则静电计指针偏转角减小
BCD
7.如图所示，C为中间插有电介质的电容器，b极板与静电计金属球连接，a极板与静电计金属外壳都接地。开始时静电计指针张角为零，在b板带电后，静电计指针张开了一定角度。以下操作能使静电计指针张角变大的是（
）
A.将b板也接地
B.b板不动、将a板向右平移
C.将a板向上移动一小段距离
D.取出a、b两极板间的电介质
CD
8.如图所示，平行板电容器与恒定直流电源连接，下极板接地，一带电油滴位于容器中的P点且恰好处于平衡状态。现将平行板电容器的上极板竖直向上移一小段距离，则下列说法正确的是（　　）
A．油滴将竖直向下运动
B．P点电势降低
C．电容减小电量减小
D．若断开电源与极板连接后再竖直向上移动上极板，带电油滴电势能变小
ABC
9.若使一已充电的电容器的电荷量减少q，其电压减少为原来的1/3
，则（　　）
A．电容器原来的带电荷量为1.5q
B．电容器的电容变为原来的1/3
C．电容器原来的电压为1V
D．将电容器完全放电后，其电容变为零
A
10.如图所示是一种通过测量电容器电容的变化，检测液面高低的仪器原理图，电容器的两个电极分别用导线接到指示器上，指示器可显示出电容的大小，下列关于该仪器的说法中正确的是（　　）
A.该仪器中电容的两个
电极分别是芯柱和电介质
B.芯柱外套的绝缘管越厚，
该电容器的电容越小
C.指示器显示出电容增大了
则电容器中液面升高了
D.金属芯柱粗细决定电容的大小
BC
11.据国外某媒体报道，科学家发明了一种新型超级电容器，能让手机几分钟内充满电。某同学假日登山途中用该种电容器给手机电池充电。下列说法正确的是（
　）
A．电容器的电容变大
B．电容器两端的电压保持不变
C．电容器所带的电荷量减小
D．电容器存储的电能变少
CD
12.板间距为d的平行板电容器所带电荷量为Q时，两极板间的电势差为U1，板间场强为E1，电容器的电容为C1。现将电容器所带电荷量变为3Q，板间距变为
，其他条件不变，这时两极板间电势差为U2，板间场强为E2，电容器电容为C2，下列说法正确的是（　）
A．C2＝3C1，U2＝U1
B．C2＝3C1，E2＝4E1
C．U2＝U1，E2＝3E1
D．U2＝2U1，E2＝2E1
AC
13.如图所示，是某同学利用传感器研究电容器放电时得到的电容器放电过程的i﹣t图象。已知该电容器的电容为7×10-4F，则放电前电容器两极板间的电势差约为（　）
A．0.75V
B．1.5V
C．3.0V
D．7.0V
C
14．一平行板电容器通过开关和电源连接，如图所示，电源两端的电压保持9V不变。先闭合开关，把一个厚0.5mm的金属板平行插入间距为2mm的两板之间（金属板的面积和电容器极板的相等），等稳定后再打开开关，拔出金属板。设整个过程中金属板未和电容器极板相碰。则此时电容器极板间的电压是（
）
A．9V
B．18V
C．12V
D．0V
C
15．如图所示，平行板电容器上极板带正电荷，且与静电计相连，静电计金属外壳和电容器下极板都接地，在两极板间有一个固定在P点的正点电荷，以E表示两极板间电场的电场强度，Ep表示点电荷在P点的电势能，θ表示静电计指针的偏角，若保持上极板不动，将下极板向上移动一小段距离至图中虚线位置，则（?
?）
A．θ增大，E增大，Ep增大
B．θ增大，E增大，Ep减小
C．θ减小，E不变，Ep增大
D．θ减小，E不变，Ep减小
D