高中物理電容器課件 新課標(biāo) 人教版 選修1-1

1、電容器,,,,一、識(shí)別電容器,請(qǐng)思考電容器的作用：,容納儲(chǔ)存電荷.,,,,,,,,一、識(shí)別電容器,1.任何兩個(gè)彼此絕緣又相互靠近的導(dǎo)體都可以構(gòu)成電容器。這兩個(gè)導(dǎo)體稱為電容器的電極。,2.電容器的種類:1)按電介質(zhì)的不同分,有紙介電容器、陶瓷電容器、電解電容器等.,①觀察紙介電容器的構(gòu)造,,該元件有兩片錫箔（導(dǎo)體），中間是一層薄紙。,2)按電容是否可變分,有固定電容器、可變電容器等.,②電解電容器 ：正負(fù)極不能接反，不能接交流電.,③聚

2、苯乙烯電容器:,①固定電容器：電容固定不變.,②可變電容器:通過(guò)改變兩極間的正對(duì)面積或距離來(lái)改變電容.,1.電容器的充電 充電：使電容器的兩個(gè)極板帶上等量異種電荷的過(guò)程. 存在瞬間充電電流i,電量Q↑,板間電壓UC ↑,板間電場(chǎng)E ↑,電源能量→電場(chǎng)能,充電結(jié)束UC=充電電壓.2.電容器的放電 放電：使電容器兩極板上的電荷中和的過(guò)程. 存在瞬間放電電流i,電量Q↓,板

3、間電壓UC ↓,板間電場(chǎng)E ↓,電場(chǎng)能→其他形式的能,在放電結(jié)束UC=0.,,二、電容器的充放電,思考與討論,那電容器儲(chǔ)存電荷的本領(lǐng)如何表征呢？,1.電容器所帶電量Q與電容器兩極板間的電勢(shì)差U的比值，叫電容器的電容。符號(hào)C。2.電容的定義式: Q指每一個(gè)極板帶電量絕對(duì)值, U表示電容器兩板的電勢(shì)差(即電壓). 3.電容C的物理意義: 反映電容器容納電荷本領(lǐng)。電容器的電容C

4、與Q、U無(wú)關(guān)，由電容器本身的結(jié)構(gòu)決定。,三.電容,3.電容在數(shù)值上等于使兩極板間的電勢(shì)差增加1V時(shí)，所需要的電荷量。 4.單位： 國(guó)際單位制：法拉——法（F） 1F=1C / V 常用單位：微法（μF);皮法（pF) 1F=106μF=1012pF,課堂

5、訓(xùn)練,1、某一電容器，當(dāng)所帶電量為4×10-6C，兩極板間的電勢(shì)差為20v，求1）電容器的電容.2）當(dāng)所帶電量減半時(shí)，電容器的電容為多少?3）如果電容器不帶電呢？,解:1),,2)仍是2×10-7 F.,3)仍是2×10-7 F.,研究平行板電容器　的電容和哪些因素有關(guān),演示,三、平行板電容器的電容,平行板電容器的電容與兩極板的正對(duì)面積S成正比,與兩極板間的距離d成反比,并跟板間插入的介電常數(shù)ε成正

6、比.,,其決定式,其物理意義:平行板電容器的電容由電容器本身結(jié)構(gòu)(S、d、ε)決定,與Q 、 U無(wú)關(guān).,四、電容器的主要性能指標(biāo),1.電容量2.擊穿電壓：加在電容器兩極板上的電壓不能超過(guò)某一限度，超過(guò)這個(gè)限度，電介質(zhì)將被擊穿，電容器損壞，這個(gè)極限電壓稱為擊穿電壓。電容器的額定電壓：電容器正常工作時(shí)的最大電壓. 額定電壓低于擊穿電壓,小 結(jié),一、電容器1.任何兩個(gè)彼此絕緣又相互靠近的導(dǎo)體都可以構(gòu)成電容器。2.電容

7、器的充電：電容器與電源相連，電源能量→電場(chǎng)能 電容器的放電：電容器與導(dǎo)線相連，電場(chǎng)能→其他形式能二、電容 1.定義式: 2.單位：法拉F 1F=106μF=1012pF三、平行板電容器的電容決定式 四、電容器使用時(shí)注意的問(wèn)題 工作電壓≤額定電壓<擊穿電壓

8、 電解電容器有極性,正負(fù)極不能接反,不能接交流電.,物義:C與Q、U無(wú)關(guān),由電容器本身結(jié)構(gòu)決定.,物義:C由ε、S、d決定.,電容器的兩種常見(jiàn)題型,1、平行板電容器充電后，繼續(xù)保持電容器的兩極板與電源相連，在這種情況下，如增大兩板間距d，則電容器電容C、板間電勢(shì)差U、電容器所帶電量Q，板間場(chǎng)強(qiáng)E分別如何改變？ 分析:⑴充電后,繼續(xù)保持電容器與電源相連,電容器兩板間電勢(shì)差U不變.

9、 ⑵如增大d，則由 ，C 將減小. ⑶再由 ，Q減小. ⑷依E=U/d，E將增大.,,,電容器的兩種常見(jiàn)題型,2.平行板電容器充電后，切斷與電源的連接。在這種情況下，如增大d，則C、 U、Q、E分別如何改變 ？分析:⑴充電后,切斷與電源相連,電容器電量Q不變. ⑵如增大d，則由

10、 ，C 將減小. ⑶再由 ，U增大. ⑷依,,,,,,,E不變.,課堂訓(xùn)練,2、平行板電容器充電后，與電池兩極斷開(kāi)連接，當(dāng)兩極板間的距離減小時(shí)（ ）A．電容器的電容C變大B．電容器極板的帶電量Q變大C．電容器兩極間的電勢(shì)差U變大D．電容器兩極板間的電場(chǎng)強(qiáng)度E不變,AD,課堂練習(xí),3.兩塊大小、形狀完全相同的金屬平板平行放置,構(gòu)成一平

11、行板電容器,與它相連接的電路如圖所示.接通開(kāi)關(guān)S,電源即給電容器充電,則( )A.保持S接通,減小兩極板間的距離,兩板間電場(chǎng)的場(chǎng)強(qiáng)減小.B.保持S接通,在兩極板間插入一塊介質(zhì),極板上的電荷量增大.C.斷開(kāi)S,減小兩極板間的距離,兩極板間的電勢(shì)差減小.D.斷開(kāi)S,讓兩極板左右平移,兩極板間的電場(chǎng)強(qiáng)度增大.,B C D,課堂練習(xí),課堂練習(xí),4.水平放置的平行板電容器與一電池相連,在電容器的兩板間有一帶正電的

12、質(zhì)點(diǎn)處于靜止?fàn)顟B(tài).現(xiàn)將電容器兩板間的距離增大,則( )A.電容變大,質(zhì)點(diǎn)向上運(yùn)動(dòng).B.電容變大,質(zhì)點(diǎn)向下運(yùn)動(dòng).C.電容變小,質(zhì)點(diǎn)保持靜止.D.電容變小,質(zhì)點(diǎn)向下運(yùn)動(dòng).,D,拓展:電容器放電過(guò)程中電流隨時(shí)間變化的圖像,1、在圖中畫一個(gè)狹長(zhǎng)矩形，它的面積的物理意義是什么？ 電荷量2、怎樣根據(jù)圖像計(jì)算電容器在全部放電過(guò)程中釋放的電荷量？ 圖像與坐標(biāo)軸間的面積 40格 Q

13、=3.2×10-3C,,3、根據(jù)以上數(shù)據(jù)估算出的電容是多少？ C=4×10-4F,2.兩個(gè)平行金屬板夾上一層絕緣物質(zhì)能否構(gòu)成一個(gè)電容器?,1.相鄰兩個(gè)同學(xué)能否構(gòu)成電容器？,思考題,能,能,平行板電容器①基本結(jié)構(gòu):由兩塊正對(duì)而又相距很近的金屬板組成.②帶電特點(diǎn):兩板電荷量等量異號(hào),分布在兩板相對(duì)的內(nèi)側(cè).③板間電場(chǎng):板間形成勻強(qiáng)電場(chǎng),場(chǎng)強(qiáng)大小為E=U/d,方向垂直板面.,,充電過(guò)程

14、,演示,(電容器的電量Q：指一個(gè)極板所帶電量的絕對(duì)值.),思考:充電過(guò)程,電容器的電量Q、電壓UC、場(chǎng)強(qiáng)E等如何變化？能量如何變化？,電容器充電過(guò)程特點(diǎn)（如圖）： ①有短暫的充電電流i,電流方向?yàn)槟鏁r(shí)針?lè)较?電流強(qiáng)度由大到小; ②電容器所帶電荷量Q增加; ③電容器兩極板間電壓Uc升高; ④電容器中電場(chǎng)強(qiáng)度E增加; 電容器充電結(jié)束后，⑴電容器所在電路中無(wú)電流，電容器兩極板間電壓

15、與充電電壓相等. ⑵電容器充電后切斷電源電荷不消失，從電源獲得的電能儲(chǔ)存在了電場(chǎng)中——電場(chǎng)能.,,放電過(guò)程,演示,思考:放電過(guò)程,電容器的電量Q、電壓UC、場(chǎng)強(qiáng)E等如何變化？能量如何變化？,,電容器放電過(guò)程特點(diǎn)（如圖）： ①有短暫的放電電流,電流方向是從正極板流出,電流強(qiáng)度由大變小. ②電容器上電荷量Q減小, ③電容器兩極板間電壓UC降低; ④電容器中電場(chǎng)強(qiáng)度E減弱