高中物理选修3-1人教版1.8电容器的电容（共25张ppt）
文档属性
| 名称 | 高中物理选修3-1人教版1.8电容器的电容（共25张ppt） |  | |
| 格式 | zip | ||
| 文件大小 | 1.6MB | ||
| 资源类型 | 教案 | ||
| 版本资源 | 人教版（新课程标准） | ||
| 科目 | 物理 | ||
| 更新时间 | 2021-03-05 08:24:14 | ||
图片预览
文档简介
(共25张PPT)
电容器的应用:
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。
一.电容器
1.电容器的结构
两金属极板
绝缘物质(电介质)
在两个正对的平行金属板中间夹上一层绝缘物质(电介质),就构成了最简单的电容器,叫平行板电容器.两个金属板叫电容器的极板.
任意两个彼此绝缘又相隔很近的导体,都可以看成是一个电容器.
2.电容器的充放电
电容器的充电
+
+
+
+
-
-
-
-
-Q
+Q
U
把电容器的两个极板和电池的正负极相连,两个极板就分别带上了等量的异种电荷,这个过程叫充电.充电过程中电路中有短暂的充电电流.
一个极板上所带电量的绝对值叫电容器的电量Q.
充了电的电容,两极板间就有电场,电势差U.从电源获得的电能储存在电场中,这种能量叫电场能.
电容器的放电
把充电后的电容器两极板接通,两极板上的电荷中和,电容器不再带电,这个过程叫放电.并有短暂的放电电流.放电后,两极板就不再有电场和电势差,电场能转化为其它形式的能.
电容器有储存电荷和电场能的本领.
圆柱型水杯容器的储水问题:
h
h
A
B
C
1.水位每升高h，试比较A、B、C的储水量
2.哪个储水本领大？
如何反映其储水本领？
二.电容
+
+
+
+
-
-
-
-
-Q
+Q
U
讨论
同一电容器:
带电量Q增加
电势差U增加
Q/U不变
不同电容器:
增加相同的电势差
增加的电量不同
ΔQ/ΔU不同
1.电容
电容器所带的电量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
或者电容器增加的电量ΔQ与两极板间增加的电势差ΔU的比值,叫电容器的电容
2.公式
3.单位
1C/V=1F(法拉)
1F=106μF=1012pF
这个比值就表征了电容器储存电荷的特性
4.注意
(1)从C=Q/U
Q=CU可知:对不同的电容,U一定,C大,Q也大.说明电容是表征电容器容纳电荷本领的物理量.
(2)C=Q/U,不能认为C与Q成正比,与U成反比.电容是反映电容器本身的一种特性,与Q,U无关.
(3)对电容器两端的电势差U不能超过某一限度.超过这个限度,电容器中的电介质被击穿,电容器损坏,这个电压叫击穿电压.如“250V,22μF”
课堂训练
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？
三.影响平行板电容器电容因素？
实验分析
(1)保持极板上的电量Q不变,只改变两极板间的距离,电势差也随着改变.
距离d增大
电势差U增大
电容C=Q/U减小
表明:平行板电容器的电容随两极板间的距离增大而减小
(2)保持极板上的电量Q不变,只改变两极板的正对面积,电势差也随着改变.
正对面积减小
电势差U增大
电容C=Q/U减小
表明:平行板电容器的电容随两极板的正对面积减小而减小
(3)保持极板上的电量Q不变,在两极板间插入电介质,电势差U减小,C=Q/U增大
表明:平行板电容器的电容插入电介质,电容增大
总结:
1.平行板电容器的电容跟介电常数ε成正比,跟正对面积s成正比,跟极板的距离d成反比
2.公式
(是决定式,适用于平行板电容器)
3.思考与讨论
思考题：
①平行板电容器充电后，继续保持电容器的两极板与电源相连，在这种情况下，如增大两板间距d,则板间电势差U、电容器所带电量Q，板间场强E各如何改变？
②平行板电容器充电后，切断与电源的连接。在这种情况下，如增大d，则U、Q、E各如何改变？
⑴电容器与电源相连，电容器两板间电势差U不变。
⑵充电后，切断电容器与电源的连接，电容器所带电荷量Q不变。
提示：
(1)电容器充电后保持和电源连接
U不变
C减小
d增大
E=U/d减小
Q=UC减小
C增大
Q=UC增大
s增大
E=U/d不变
(2)电容器充电后断开和电源连接
Q不变
d增大
C减小
U=Q/C增大
E=U/d不变
s增大
C增大
U=Q/C减小
E=U/d减小
四.常用电容器
固定电容器
+
-
可变电容器
五、电容器使用时应注意的问题
1、电容器的击穿电压：
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。
2、电容器的额定电压：
电容器正常工作时的最大电压
额定电压低于击穿电压
3、注意电解电容器的极性正负极不能接反，不能接交流电
练习
1.下列说法正确的是
A.由公式可知,电容大小和电量成正比和电压成反比
B.电容器的电容大小和电容器两端电压,电容器带电量均无关
C.电容器的带电量是指电容器每个极板所带电量的绝对值
D.某一电容器带电量越多,它的电容就越大
2.一个电容器所带电量6×10-11C,其两极板间的电压为60V.求:
(1)它的电容是多大?
(2)若把它的电量减小一半,它的电容是多大?
(3)若使它两极板间的电压增加2V,应增加多少电量?
2、有一正充电的平行板电容器，若使它的电荷量减少
3×10-4C，其电压降为原来的三分之一，则电容器原来的带电量可能是
4.5×10-4C
3、连接在电池两极上的平行板电容器，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变大
ABD
3.一平行板电容器的两个极板分别与一电源的正负极相连,在保持开关闭合的情况下,将电容器两极板间的距离增大,则电容器的电容C,电容器所带电量Q和极板间的电场强度E的变化情况是
A.C,Q,E都逐渐增大
B.
C,Q,E都逐渐减小
C.C,Q逐渐减小,E不变
D.
C,E逐渐减小,Q不变
A
B
在上题中,待电容器充电后将开关断开,再将电容器两极板间距离逐渐增大,则电容器的电容C,极板间的电压U和极板间的电场强度E的变化情况是
A.C变小,U变大,E不变
B.
C变小,U,E均变大
C.C变大,U变小,E不变
D.
C变小,U不变,E变小
4.一平行板电容器充电后与电源断开,负极板接地,在两极板间有一正电荷(电量很小)固定在P点.如图所示,用E表示两极板间场强,U表示电容器的电压,ε表示正电荷在P点的电势能,若保持负极板不动,将正极板移到图中虚线所示的位置,则
A.U变小,E不变
B.E变大,ε不变
C.U变小,ε不变
D.U不变,ε不变
5.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A板向上移动
B.将B板向右移动
C.将A、B之间充满电介质
D.将A板放走部分电荷
6．对于给定的电容器，在描述电容量C、
带电量Q、两板间电势差U的相互关系中，下列图1－16中正确的是 (
)
ACE
电容器放电过程中
电流随时间变化的图像
1、在图中画一个狭长矩形，它的面积的物理意义是什么？
电荷量
2、怎样根据图像计算电容器在全部放电过程中释放的电荷量？
图像与坐标轴间的面积
40格
Q=3.2×10-3C
3、根据以上数据估算出的电容是多少？
C=4×10-4F
电容器
电容
C＝Q/U=△U/△Q，C不由Q、U决定
电容?C＝εS
/4πkd,C由ε、S、d电容器自身因素决定
电容：描述电容器容纳电荷的本领
单位：法拉
符号：F
1F＝1C/V
1F＝106μF＝1012pF
电容器：任何两个彼此绝缘又相隔很近的导体，组成一个电容器
电容器电容器分类：固定电容器和可变电容器
充电：电源能量
电场能
放电：电场能
其他形式能
电容器所带电荷量：每一极板所带电荷量的绝对值
电容器的应用:
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。
一.电容器
1.电容器的结构
两金属极板
绝缘物质(电介质)
在两个正对的平行金属板中间夹上一层绝缘物质(电介质),就构成了最简单的电容器,叫平行板电容器.两个金属板叫电容器的极板.
任意两个彼此绝缘又相隔很近的导体,都可以看成是一个电容器.
2.电容器的充放电
电容器的充电
+
+
+
+
-
-
-
-
-Q
+Q
U
把电容器的两个极板和电池的正负极相连,两个极板就分别带上了等量的异种电荷,这个过程叫充电.充电过程中电路中有短暂的充电电流.
一个极板上所带电量的绝对值叫电容器的电量Q.
充了电的电容,两极板间就有电场,电势差U.从电源获得的电能储存在电场中,这种能量叫电场能.
电容器的放电
把充电后的电容器两极板接通,两极板上的电荷中和,电容器不再带电,这个过程叫放电.并有短暂的放电电流.放电后,两极板就不再有电场和电势差,电场能转化为其它形式的能.
电容器有储存电荷和电场能的本领.
圆柱型水杯容器的储水问题:
h
h
A
B
C
1.水位每升高h，试比较A、B、C的储水量
2.哪个储水本领大？
如何反映其储水本领？
二.电容
+
+
+
+
-
-
-
-
-Q
+Q
U
讨论
同一电容器:
带电量Q增加
电势差U增加
Q/U不变
不同电容器:
增加相同的电势差
增加的电量不同
ΔQ/ΔU不同
1.电容
电容器所带的电量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
或者电容器增加的电量ΔQ与两极板间增加的电势差ΔU的比值,叫电容器的电容
2.公式
3.单位
1C/V=1F(法拉)
1F=106μF=1012pF
这个比值就表征了电容器储存电荷的特性
4.注意
(1)从C=Q/U
Q=CU可知:对不同的电容,U一定,C大,Q也大.说明电容是表征电容器容纳电荷本领的物理量.
(2)C=Q/U,不能认为C与Q成正比,与U成反比.电容是反映电容器本身的一种特性,与Q,U无关.
(3)对电容器两端的电势差U不能超过某一限度.超过这个限度,电容器中的电介质被击穿,电容器损坏,这个电压叫击穿电压.如“250V,22μF”
课堂训练
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？
三.影响平行板电容器电容因素？
实验分析
(1)保持极板上的电量Q不变,只改变两极板间的距离,电势差也随着改变.
距离d增大
电势差U增大
电容C=Q/U减小
表明:平行板电容器的电容随两极板间的距离增大而减小
(2)保持极板上的电量Q不变,只改变两极板的正对面积,电势差也随着改变.
正对面积减小
电势差U增大
电容C=Q/U减小
表明:平行板电容器的电容随两极板的正对面积减小而减小
(3)保持极板上的电量Q不变,在两极板间插入电介质,电势差U减小,C=Q/U增大
表明:平行板电容器的电容插入电介质,电容增大
总结:
1.平行板电容器的电容跟介电常数ε成正比,跟正对面积s成正比,跟极板的距离d成反比
2.公式
(是决定式,适用于平行板电容器)
3.思考与讨论
思考题：
①平行板电容器充电后，继续保持电容器的两极板与电源相连，在这种情况下，如增大两板间距d,则板间电势差U、电容器所带电量Q，板间场强E各如何改变？
②平行板电容器充电后，切断与电源的连接。在这种情况下，如增大d，则U、Q、E各如何改变？
⑴电容器与电源相连，电容器两板间电势差U不变。
⑵充电后，切断电容器与电源的连接，电容器所带电荷量Q不变。
提示：
(1)电容器充电后保持和电源连接
U不变
C减小
d增大
E=U/d减小
Q=UC减小
C增大
Q=UC增大
s增大
E=U/d不变
(2)电容器充电后断开和电源连接
Q不变
d增大
C减小
U=Q/C增大
E=U/d不变
s增大
C增大
U=Q/C减小
E=U/d减小
四.常用电容器
固定电容器
+
-
可变电容器
五、电容器使用时应注意的问题
1、电容器的击穿电压：
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。
2、电容器的额定电压：
电容器正常工作时的最大电压
额定电压低于击穿电压
3、注意电解电容器的极性正负极不能接反，不能接交流电
练习
1.下列说法正确的是
A.由公式可知,电容大小和电量成正比和电压成反比
B.电容器的电容大小和电容器两端电压,电容器带电量均无关
C.电容器的带电量是指电容器每个极板所带电量的绝对值
D.某一电容器带电量越多,它的电容就越大
2.一个电容器所带电量6×10-11C,其两极板间的电压为60V.求:
(1)它的电容是多大?
(2)若把它的电量减小一半,它的电容是多大?
(3)若使它两极板间的电压增加2V,应增加多少电量?
2、有一正充电的平行板电容器，若使它的电荷量减少
3×10-4C，其电压降为原来的三分之一，则电容器原来的带电量可能是
4.5×10-4C
3、连接在电池两极上的平行板电容器，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变大
ABD
3.一平行板电容器的两个极板分别与一电源的正负极相连,在保持开关闭合的情况下,将电容器两极板间的距离增大,则电容器的电容C,电容器所带电量Q和极板间的电场强度E的变化情况是
A.C,Q,E都逐渐增大
B.
C,Q,E都逐渐减小
C.C,Q逐渐减小,E不变
D.
C,E逐渐减小,Q不变
A
B
在上题中,待电容器充电后将开关断开,再将电容器两极板间距离逐渐增大,则电容器的电容C,极板间的电压U和极板间的电场强度E的变化情况是
A.C变小,U变大,E不变
B.
C变小,U,E均变大
C.C变大,U变小,E不变
D.
C变小,U不变,E变小
4.一平行板电容器充电后与电源断开,负极板接地,在两极板间有一正电荷(电量很小)固定在P点.如图所示,用E表示两极板间场强,U表示电容器的电压,ε表示正电荷在P点的电势能,若保持负极板不动,将正极板移到图中虚线所示的位置,则
A.U变小,E不变
B.E变大,ε不变
C.U变小,ε不变
D.U不变,ε不变
5.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A板向上移动
B.将B板向右移动
C.将A、B之间充满电介质
D.将A板放走部分电荷
6．对于给定的电容器，在描述电容量C、
带电量Q、两板间电势差U的相互关系中，下列图1－16中正确的是 (
)
ACE
电容器放电过程中
电流随时间变化的图像
1、在图中画一个狭长矩形，它的面积的物理意义是什么？
电荷量
2、怎样根据图像计算电容器在全部放电过程中释放的电荷量？
图像与坐标轴间的面积
40格
Q=3.2×10-3C
3、根据以上数据估算出的电容是多少？
C=4×10-4F
电容器
电容
C＝Q/U=△U/△Q，C不由Q、U决定
电容?C＝εS
/4πkd,C由ε、S、d电容器自身因素决定
电容：描述电容器容纳电荷的本领
单位：法拉
符号：F
1F＝1C/V
1F＝106μF＝1012pF
电容器：任何两个彼此绝缘又相隔很近的导体，组成一个电容器
电容器电容器分类：固定电容器和可变电容器
充电：电源能量
电场能
放电：电场能
其他形式能
电容器所带电荷量：每一极板所带电荷量的绝对值