人教版选修1-1第一章 电场 电流 四、电容器课件24张PPT

4　电容器
读一读·思一思
辨一辨·议一议
一、电容器
阅读教材第29页“电容器”部分,知道电容器的基本构造,了解电容器的充、放电。
1.说说电容器的基本构造。
答案: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。
2.什么是电容器的充电?什么是电容器的放电?
答案:使电容器两个极板分别带上等量的异种电荷,这个过程叫充电。使电容器两极板上的电荷中和,电容器不再带电,这个过程叫放电。
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3.从能量的角度说说充电与放电的不同点。
答案:充电是从电源获得能量储存在电容器中,放电是把电容器中的电场能转化为其他形式的能。
4.什么是电容器的电荷量?
答案:其中一个极板所带电荷量的绝对值。
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二、电容
阅读教材第29~30页“电容”部分,理解电容的定义,知道电容的单位及其换算关系。
1.电容器的电容是怎样定义的?写出定义式。
答案: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,叫作电容器的电容,用C来表示。定义式为:
2.电容的国际单位是什么?电容的单位还有哪些?
答案:国际单位:法拉,简称法,用F表示,1法=1库/伏,即1 F=1 C/V。常用单位还有:pF、μF,单位间的关系是:1 pF=10-6 μF=10-12 F。
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三、平行板电容器的电容
阅读教材第30~31页“平行板电容器的电容”部分,掌握平行板电容器的电容表达式,理解平行板电容器的电容的影响因素。
1.写出平行板电容器的电容表达式,并指出各物理量的意义。
答案: ,其中ε是电介质的介电常数,S是两极板的正对面积,k是静电力常量,d是两极板的距离。
2.平行板电容器的电容与电容器的哪些因素有关?
答案:平行板电容器的电容与两板正对面积成正比,与两板间的距离成反比,与两板间电介质的介电常数成正比。
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四、常用电容器
阅读教材第31页“常用电容器”部分,了解各种电容器的结构及用途。
1.从构造上看,电容器可分为哪两类?
答案:可变电容器和固定电容器。
2.固定电容器有哪些种类?
答案:聚苯乙烯电容器、陶瓷电容器、电解电容器等。
3.可变电容器是怎样改变电容的?
答案:可变电容器由定片和动片组成,转动动片,使两极板的正对面积发生变化,电容就随着改变。
4.什么是电容器的击穿电压?电容器外壳上标注的电压是什么电压?
答案:加在电容器上的电压超过某一限度,电介质会被击穿,这个极限电压叫击穿电压。电容器上标注的是额定电压,也叫工作电压。
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1.思考辨析。
(1)电容器是储存电荷和电能的容器,只有带电的容器才称为电容器。 (　　)
解析:电容器是任何两个彼此绝缘而又相互靠近的导体组成的能够储存电荷和电能的装置,与导体是否带电无关。
答案:×
(2)其他条件不变时,平行板电容器的电容随极板正对面积的增大而增大。 (　　)
解析:平行板电容器的电容跟极板的正对面积S成正比。
答案:√
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(3)其他条件不变时,平行板电容器的电容随极板间距离的增大而增大。 (　　)
解析:平行板电容器的电容跟极板间的距离d成反比。
答案:×
(4)任何电介质的相对介电常数都大于1。 (　　)
解析:真空的相对介电常数为1,任何电介质的相对介电常数都大于1。
答案:√
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2.探究讨论。
(1)电容器的带电荷量为两极板所带电荷量的绝对值之和吗?
答案:不是。电容器的带电荷量是指其中一个极板所带电荷量的绝对值。
(2)电容器被击穿后还有没有容纳电荷的本领?
答案:电容器被击穿后,两极板间不再绝缘,成为一个导体,便失去了容纳电荷的本领。
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探究二
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电容器及电容
1.把电容器的两个极板分别与电源两极相连,对电容器进行充电,该过程中能量是如何转化的?当把电容器两极相接,对电容器进行放电,该过程中能量是如何转化的?
2.当电容器的电荷量增加时,电容器两极板间的电势差如何变化?电荷量Q和板间电势差U的比值是否发生变化?
要点提示:1.充电过程中电源内的化学能转化为电容器内的电场能;放电过程中电容器的电场能转化为电路的内能。
2.增大　不变
探究一
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【例题1】对电容 ,以下说法正确的是(　　)
A.电容器充电电荷量越多,电容增加越大
B.电容器的电容跟它两极板间所加电压成反比
C.电容器的电容越大,所带电荷量就越多
D.对于确定的电容器,它所充的电荷量跟它两极板间所加电压的比值保持不变
解析:电容是描述电容器储存电荷特性的物理量,一旦电容器确定了,电容C便不再变化。 是定义式,不是决定式,无论带电荷量Q和电压U如何变化,其比值始终不变。
答案:D
探究一
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平行板电容器的动态分析
平行板电容器由两块平行放置的金属板组成。利用平行板电容器进行如下实验:
(1)如图所示,保持Q和d不变,增大(或减小)两极板的正对面积S,观察电势差U(静电计指针偏角)的变化,依据 ,分析电容C的变化。
探究一
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当堂检测
(2)如图所示,保持Q和S不变,增大(或减小)两极板间的距离d,观察电势差U(静电计指针偏角)的变化,依据 ,分析电容C的变化。



?
(3)如图所示,保持Q、S、d不变,插入电介质,观察电势差U(静电计指针偏角)的变化,依据 ,分析电容C的变化。
探究一
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要点提示:(1)实验结论:S增大,电势差U减小,电容C增大。
(2)实验结论:d增大,电势差U增大,电容C减小。
(3)实验结论:插入电介质,电势差U减小,电容C增大。
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电容器的动态分析
(1)两类情况:平行板电容器两极板始终与电源两极相连(此时板间电压U保持不变);电容器充电后与电源断开(此时电荷量Q保持不变)。
(2)分析思路:
探究一
探究二
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分析方法:抓住不变量,分析变化量。
探究一
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【例题2】 (多选)如图所示,电路中A、B为两块竖直放置的金属板,C是一只静电计,开关S合上后,静电计指针张开一个角度,下述做法可使静电计指针张角增大的是(　　)
A.使A、B两板靠近一些
B.使A、B两板正对面积减小一些
C.断开S后,使B板向右平移一些
D.断开S后,使A、B正对面积减小一些
解析:静电计显示的是A、B两极板间的电压,指针张角越大,表示两板间的电压越高。当合上S后,A、B两板与电源两极相连,板间电压等于电源电压不变,静电计指针张角不变;当断开S后,板间距离增大,正对面积减小,都将使A、B两板间的电容变小,而电容器所带的电荷量不变,由 可知,板间电压U增大,从而静电计指针张角增大,所以选项C、D正确。
答案:CD
探究一
探究二
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典例剖析
当堂检测
当堂检测
探究一
探究二
1
2
3
1.(对电容的理解)某电容器上标有“25 μF　450 V”字样,下列对该电容器的说法正确的是(　　)
A.要使该电容器两极板之间电压增加1 V,所需电荷量为2.5×10-5 C
B.要使该电容器带电荷量为1 C,两极板之间需加电压2.5×10-5 V
C.该电容器能够容纳的电荷量最多为2.5×10-5 C
D.该电容器能够承受的最大电压为450 V
探究一
探究二
1
2
3
当堂检测
2.(平行板电容器的两类典型问题)(多选)绝缘金属平行板电容器充电后,静电计的指针偏转一定角度,若减小两极板a、b间的距离,同时在两极板间插入电介质,如图所示,则(　　)
A.电容器两极板的电势差会减小
B.电容器两极板的电势差会增大
C.静电计指针的偏转角度会减小
D.静电计指针的偏转角度会增大
解析:绝缘金属平行板电容器充电后电荷量Q不变,若减小两极板a、b间的距离,同时在两极板间插入电介质,电容变大,由 知U变小,静电计指针的偏转角度会减小。
答案:AC
探究一
探究二
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2
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当堂检测
3.(平行板电容器的两类典型问题)(多选)连接在电源两极上的平行板电容器,当两极板间距离减小时(　　)
A.电容器的电容C变大
B.电容器极板的带电荷量变大
C.电容器两极板间的电势差U变大
D.电容器两极板间的电场强度E变大
解析:电容器两极板间距离减小,由 得其电容变大,所以A正确;因为电容器连在电源上,所以两极板间的电压保持不变,故C错误;由Q=CU得电容器所带电荷量变大,所以B正确;由 知,两极板间的电场强度变大,所以D正确。
答案:ABD