电容器的电容-课件-ppt.ppt

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1、1.8 电容器的电容,第一课时,一.电容器,1.电容器的结构,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.,强调：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.,电容器的充电,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.,强调：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.,电容器有储存电荷和电场能的本领.,2电容器的充放电,电容器的放电,

2、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.,思考：圆柱型水杯容器的储水问题:,h,h,A,B,C,1.水位升高相同高度h，试比较A、B、C的储水量,2 如何反映水杯的储水本领？,二.电容,讨论,对同一电容器:,带电量Q大,电势差U大,Q/U不变,对不同电容器:,增加相同电量,增加相同电势差,Q/U不变,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Q与两极板间增加的电势差U的比值,叫电容器的电容,这个比值就表征了电容器储

3、存电荷的特性,Q/U或Q/U是不同的,4.注意,C=Q/U是比值定义式 C与Q、U无关.C由电容器本身结构性质决定,反映了电容器容纳电荷本领。,2.公式,3.单位,1C/V=1F(法拉),1F=106F=1012pF,二.电容,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,2.公式,3.单位,1C/V=1F(法拉),1F=106F=1012pF,4.注意,C=Q/U是比值定义式 C与Q、U无关.C由电容器本身结构性质决定,反映了电容器容纳电荷本领。,【针对练习1】,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

4、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,BC,一个电容器，充电后所带电荷量为Q=410-6C时，它的两极板间的电势差U=2V，由此可知，该电容器的电容是_F。如果再充进410-6C的电荷量，其电容为_F。如果用导线将电容器两极相连，放电完毕后，其电容为_F。,C取决于电容器自身结构，而与是否带电及带电多少无关。,210-6,【针对练习2】,210-6,210-6,猜想:平行板电容器的电容的大小可能由哪些因素决定呢？,三 平行板电容器的电容,思考 怎样使电容器所带的电荷量不变？,将电容器充电后与电源断开,由 得：当

5、Q不变时，C的变化可由U的变化反映出来，例如：U变大时，表示C一定减小了。,思考 怎样测电容器两极板间的电势差的大小？,它是由验电器改装而成的，它的金属球接一导体，金属外壳接另一导体，从指针的偏角可测出两导体间的电势差。,静电计：测量电势差。,板间充满某种介质时，C会变为板间为真空时的若干倍，这一倍数叫这种电介质的相对介电常数，用r表示。公式：,理论及实验表明：平行板电容器两极板间是真空时，电容C跟正对面积S成正比，跟两极板间距离d成反比。公式：,注意：一般性研究中，空气对电容的影响可忽略,（平行板电容器）,（真空中的点电荷）,类比理解,普适,普适,四 常用电容器,固定电容器,可变电容器,（一

6、）分类,（二）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、电解电容器正负极不能接反，不能接交流电。,指出图中铭牌的含义,【例题1】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,AB,【例题2】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

7、图116中正确的是(),ACE,如图所示，A、B为两块竖直放置的平行金属板，G是静电计，电键K合上后，静电计指针张开一个角度。下述哪些做法可使指针张角增大？()A、使A、B两板靠近些；B、使A、B两板正对面积错开些；C、断开K后，使B板向右平移拉开一些；D、断开K后，使A、B正对面错开些。,CD,【例题3】,布置作业1完成课后习题2完成自学丛书三维达标题,2、有一正充电的平行板电容器，若使它的电荷量减少 310-4C，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,4.510-4C,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

8、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,（二）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、电解电容器正负极不能接反，不能接交流电。,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

9、,E不变 D.C,E逐渐减小,Q不变,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,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,不变C.U变小,不变 D.U不变,不变,(1)电容器充电后保持和电源

10、连接,E=U/d减小,Q=UC减小,Q=UC增大,E=U/d不变,(2)电容器充电后断开和电源连接,U=Q/C增大,E=U/d,U=Q/C减小,E=U/d,两类常见问题(判断C、U、Q、E的变化）,不变,减小,【例题2】平行板电容器保持与直流电源两极连接，充电平衡后，两极板间的电压为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，则引起变化的情况是()A.Q变大 B.C变大 C.E不变 D.U变小讨论:上题中,如果电容器充电平衡后与电源断开，将两板间距离减小，则引起变化情况是()A.Q变大 B.C变大 C.E不变 D.U变小,AB,BCD,例2,平行板电容器下板接地，两板与电

11、源相连，b为正中央的点，将不带电的厚金属板插入两板正中间的如图所示位置后，a、b、c三点场强及电势变化情况为：()A、E=E 且均增大，E减为零；B、U U U，且三点电势均减小；C、E=E 且不变，E减为零；D、U U U，且U减小，U 不变，U 增大。,AD,如图所示，在平行板电容器正中有一个带电微粒。K闭合时，该微粒恰好能保持静止。在保持K闭合；充电后将K断开；两种情况下，各用什么方法能使该带电微粒向上运动打到上极板？A.上移上极板M B.上移下极板N C.左移上极板M D.把下极板N接地,答案：选B，选C。,例3,传感器是把非电学里（如速度、温度、压力等）的变化转换成电学里变化的一种测

12、定液面高度的电容式传感器的示意图，金属芯线与导电液体形成一个电容器，从电容C大小的变化就能反映液面的升降情况，两者的关系是（）AC增大表示h增大 BC增大表示h减小 CC减小表示h减小 DC减小表示h增大,AC,例4,电容C随两板间距离的增大而减小，减小而增大；电容C随正对面积的增大而增大，减小而减小；电容C随电介质的介电常数的增大而增大，减小而减小。,常用电容器，从构造上看，可以分为哪些类型？常用的固定电容器有哪些？电解电容器与其他常用电容器相比有什么显著特征？图1342的电容器上标的“0.002F，400V”指的是什么？,纸质电容器,陶瓷电容器,常用电容器,电容器的最大耐压值,击穿电压：,

13、额定电压：,电容器长期工作所能承受的最大电压,额定电压低于击穿电压,首页,例2.有一个充电的平行板电容器,两极板间的电压为3v，为使它的电荷量减少310-4C,于是电容器两极板间的电压降为原来的1/3，则此时电容的电容为多少F?电容器原来的带电量为多少C?若两极板的电荷全部放掉,电容器的电容是多少?,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=3.210-3C,3、根据以上数据估算出的电容是多少？C=410-4F,电容器,电容,1.电容：表示电容器容纳电

14、荷本领的物理量。定义式,3.常见电容器：纸质电容器、电解电容器、可变电容器、平行板电容器。电解电容器连接时应注意其“+”、“-”极。平行板电容器,2.平行板电容器的电容：,4.电容器的充电和放电,一、电容、电容器,思考题：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？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？,电容器与电源相连，电容器两板间电势差U不变。,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：,2电容器的充放电,电容器的放电,放电后,两极板就不再有电场和电势差,充电后,两极板间就有电场,电势差U.,电容器有储存电荷和电场能的本领.,电容器的充电,电场能转化为其它形式的能.,三 平行板电容器的电容,思考 怎样使电容器所带的电荷量不变？,将电容器充电后与电源断开,由 得：当Q不变时，C的变化可由U的变化反映出来，例如：U变大时，表示C一定减小了。,怎样测电容器两极板间的电势差的大小？,