高中物理 电容器的电容精品课件2 新人教选修3.ppt

带电体放在空中，它所带的电荷是会慢慢地失去的，为了保存电荷，我们就需要有一个能“装电荷的容器”1.8 1.8 电容器的电容电容器的电容电容器。2021/8/11 星期三12021/8/11 星期三22021/8/11 星期三32021/8/11 星期三41）两个绝缘且相离很近的导体 极板极板2）中间夹一层绝缘物物质3）两条引线 电介质电介质1 1、电容器构造：、电容器构造：2021/8/11 星期三5任何两个彼此绝缘而又互相靠近的导体都可任何两个彼此绝缘而又互相靠近的导体都可以看成一个电容器。以看成一个电容器。2021/8/11 星期三62、电容器的充放电过程2021/8/11 星期三7注意：注意：若电容器保持与电源连接，则板间电压若电容器保持与电源连接，则板间电压U不不变；若断开电源，则极板所带电量变；若断开电源，则极板所带电量Q不变。不变。电容器是储存电荷（电场能）电容器是储存电荷（电场能）的装置。的装置。1）原理：异种电荷互相吸）原理：异种电荷互相吸引。引。2）电容器的电荷量：一个）电容器的电荷量：一个极板所带电量的绝对值。极板所带电量的绝对值。思考：电容器带电荷与两板间电势差思考：电容器带电荷与两板间电势差有什么关系呢有什么关系呢？2021/8/11 星期三8对于一个固定的电容器来说，若其电荷量对于一个固定的电容器来说，若其电荷量Q增大，增大，正、负极板的电势差正、负极板的电势差U增大，且增大，且Q与与U成正比，成正比，比比值值Q/U是一个常量是一个常量。此常量反应电容器本身性质物。此常量反应电容器本身性质物理量，理量，Q/U越大，则表明越大，则表明U一定时，容纳了更多的一定时，容纳了更多的电荷量电荷量Q，即此电容器容纳电荷本领越大。物理学，即此电容器容纳电荷本领越大。物理学中将其定义为电容。中将其定义为电容。电容：描述电容器容纳电荷本领大小的物电容：描述电容器容纳电荷本领大小的物理量。理量。注：电容是电容器本身的一种属性，其大注：电容是电容器本身的一种属性，其大小与电容器的电荷量无关。小与电容器的电荷量无关。2021/8/11 星期三9（1 1）概念：电容器所带电荷量）概念：电容器所带电荷量Q Q与两极板间电势与两极板间电势 差差U U的比值叫电容器的电容。的比值叫电容器的电容。（2 2）定义式：）定义式：（3 3）单位：法拉（简称法），符号为）单位：法拉（简称法），符号为“F F”。常用单位：微法（常用单位：微法（FF）、皮法（）、皮法（pFpF）。）。1F=101F=10-6-6F F，1 pF=101 pF=10-12-12F F。（4 4）计算式：）计算式：二、电容二、电容2021/8/11 星期三10电容的大小显然应取决于自身的结构，电容的大小显然应取决于自身的结构，那么跟哪些因素有关呢？那么跟哪些因素有关呢？2021/8/11 星期三11+静电计 静电计是在验电器的基础上制成的，用来测量导体间的电势差，从指针的偏转角度就可以知道两个导体间的电势差。在在Q Q和和S S不变时，不变时，d d减小，减小，U U减小。由减小。由C=Q/UC=Q/U知：知：C C增大。增大。d则容量则容量C2021/8/11 星期三12+静电计在在Q Q和和d d不变时，不变时，S S越小，越小，U U越大。由越大。由C=Q/UC=Q/U可知：可知：C C越越小。小。S则则C2021/8/11 星期三13+静电计 在在Q Q、d d和和S S不变时，插入电介质（不变时，插入电介质（r r增大），增大），U U减小。由减小。由C=Q/UC=Q/U知：知：C C增大。增大。2021/8/11 星期三14（6 6）决定式：）决定式：（平行板电容器）r相对介电常数；k=9.0109Nm2/C2一般来说，电容器的电容决定于两极板的大小和形状、相对位置及板间的电介质。3 3、常用电容器：、常用电容器：（1 1）按构）按构 造分造分:固定电容器：固定电容器：C C不可变（符号为不可变（符号为 ）可变电容器：可变电容器：C C可改变（符号为可改变（符号为 ）半可变电容器：半可变电容器：C C只能作微小改变只能作微小改变2021/8/11 星期三15例、一平行板电容器，板间距离为d，电容为C，接在电源电压为U的电源上，充电完成后撤去电源，求：（1）充电后电容器的带电量；（2）充电后两极板间的电场强度；（3）若再拉开两板，使板间距离增大为2d，则电容器的电容变为多少？电量变为多少？电压变为多少？板间电场强度变为多大？2021/8/11 星期三16解析：（1）据 所以Q=CU（2）E=（3）据 所以C=C因为撤去电源，所以Q保持不变，仍然为Q=CU据 所以电压为2U据 ，和E=得E=所以当Q不变只有d 发生变化时E保持不变 2021/8/11 星期三17（2 2）按介）按介 质分：质分：纸介电容器：容量大，价格低，体积小；损耗大，有电感。云母电容器：介质损耗小，绝缘性能好，较稳定。4 4、电容器的重要指标：电容及额定电压。、电容器的重要指标：电容及额定电压。瓷介电容器：耐磨，寿命长；易破碎。电解电容器：容量大（介质薄且两极近)，体积小；有极性，易漏电。（符号为：）（2）击穿电压：加在电容器两极上的极限电压。击穿电压：加在电容器两极上的极限电压。（1 1）额定电压：电容器长期工作所能承受的电压。）额定电压：电容器长期工作所能承受的电压。一般情况下，工作电压应低于击穿电压。一般情况下，工作电压应低于击穿电压。2021/8/11 星期三18感感应应起起电电机机莱顿瓶莱顿瓶-现在叫现在叫“电容器”小结：小结：1 1、电容器是电器中是一个不可缺少的关键元件之一。、电容器是电器中是一个不可缺少的关键元件之一。2021/8/11 星期三191 1、某电容、某电容C=20PFC=20PF，那么用国际单位表示，它的电容，那么用国际单位表示，它的电容 为为_F_F 210210-11-11练习巩固：练习巩固：2 2、两个电容器电量之比为、两个电容器电量之比为2 2：1 1，电压之比为，电压之比为1 1：2 2，则则它们的电容之比为它们的电容之比为_ _。4:13 3、对于一个确定的电容器的电容正确的理解是：（、对于一个确定的电容器的电容正确的理解是：（）A A电容与带电量成比。电容与带电量成比。B B 电容与电势差成反比。电容与电势差成反比。C C电容器带电量越大时，电容越大。电容器带电量越大时，电容越大。D D对确定的电容器，每板带电量增加，两板间电势必对确定的电容器，每板带电量增加，两板间电势必增加。增加。D2021/8/11 星期三20D4 4、在下图所示的实验装置中，平行板电容器的极板、在下图所示的实验装置中，平行板电容器的极板A A 与一个灵敏的静电计相接，极板与一个灵敏的静电计相接，极板B B接地，若极板接地，若极板B B稍向稍向上移动一点，由观察到的指针变化做出平行板电容器电上移动一点，由观察到的指针变化做出平行板电容器电容变小的依据是：容变小的依据是：（）A A、两极板间的电压不变，极板上的电荷量变小、两极板间的电压不变，极板上的电荷量变小 B B、两极板间的电压不变，极板上的电荷量变大、两极板间的电压不变，极板上的电荷量变大 C C、极板上电荷量几乎不变，两极板间电压变小、极板上电荷量几乎不变，两极板间电压变小 D D、极板上电荷量几乎不变，两极板间电压变大、极板上电荷量几乎不变，两极板间电压变大2021/8/11 星期三215 5、对于给定的电容器，在描述电容量、对于给定的电容器，在描述电容量C C、带电量、带电量Q Q、两、两板间电势差板间电势差U U的相互关系中，下列图的相互关系中，下列图1 11616中正确的中正确的 是：是：()ACE2021/8/11 星期三226 6、关于电容器的电容，下列说法正确的是：（、关于电容器的电容，下列说法正确的是：（CD ）A.A.电容器所带的电荷越多，电容就越大电容器所带的电荷越多，电容就越大 B.B.电容器两极板间电压越高，电容就越大电容器两极板间电压越高，电容就越大 C.C.电容器所带电荷增加一倍，则两极间的电压也一电容器所带电荷增加一倍，则两极间的电压也一 定增加一倍定增加一倍 D.D.电容表征电容器容纳电荷的本领的物理量电容表征电容器容纳电荷的本领的物理量7 7、有一正充电的平行板电容器，若使它的电荷量减少、有一正充电的平行板电容器，若使它的电荷量减少 310310-4-4C C，其电压降为原来的三分之一，则，其电压降为原来的三分之一，则:（）A A、电容器原来的带电量可能是、电容器原来的带电量可能是910910-4-4C C B B、电容器原来的带电量为、电容器原来的带电量为4.5104.510-4-4C C C C、电容器原来的电压可能为、电容器原来的电压可能为1V1VD D、电容器原来的电压可能为、电容器原来的电压可能为110110-4-4V VBC2021/8/11 星期三23D8 8、下列说法中正确的是、下列说法中正确的是:（）A A、平行板电容器一板带电、平行板电容器一板带电Q Q，另一板带电，另一板带电Q Q，则此电容器不带电。则此电容器不带电。B B、由公式、由公式C=Q/U C=Q/U 可知，电容器的电容随带电量可知，电容器的电容随带电量Q Q的的增加而变大。增加而变大。C C、平行板电容器保持带电量不变而增大板距时，两、平行板电容器保持带电量不变而增大板距时，两 板间电压要减小。板间电压要减小。D D、电容器的带电量与两极板间的电势差成正比。、电容器的带电量与两极板间的电势差成正比。9 9、两块平行金属板带等量异量电荷，要使两板间的电、两块平行金属板带等量异量电荷，要使两板间的电 压加倍，而板间的电场强度减半，应使（压加倍，而板间的电场强度减半，应使（）A A、两板的电荷量加倍，而距离变为原来的、两板的电荷量加倍，而距离变为原来的4 4倍倍B B、两板的电荷量加倍，而距离变为原来的、两板的电荷量加倍，而距离变为原来的2 2倍倍C C、两板的电荷量减半，而距离变为原来的、两板的电荷量减半，而距离变为原来的4 4倍倍D D、两板的电荷量减半，而距离变为原来的、两板的电荷量减半，而距离变为原来的2 2倍倍C2021/8/11 星期三241010、用两节相同的电池给两个电容器、用两节相同的电池给两个电容器C C1 1和和C C2 2充充电，已电，已 知知C C1 1C C2 2，当达到稳定状态时，两电容器的电，当达到稳定状态时，两电容器的电势差分别为势差分别为U U1 1和和U U2 2，带电量分别为带电量分别为Q Q1 1和和Q Q2 2，则：则：（）A AU U1 1U U2 2 B BU U1 1=U=U2 2 CQ1=Q2DQ1Q2 BD2021/8/11 星期三25A1111、平行板电容器充电后与电源断开，负极板接地，在、平行板电容器充电后与电源断开，负极板接地，在两板间有一正电荷（电荷量很少）固定在两板间有一正电荷（电荷量很少）固定在P P点，如点，如 图所图所示，以示，以U U表示电容两极板间的电压，表示电容两极板间的电压，E E表示两极板间的表示两极板间的场强，场强，E Ep p表示正电荷在表示正电荷在P P点的电势能，若保持负极板不点的电势能，若保持负极板不动，而将正极板移至图中虚线所示的置，（动，而将正极板移至图中虚线所示的置，（）A A、U U变大，变大，E Ep p不变不变 B B、E E变大，变大，E Ep p不变不变C C、U U变小，变小，E Ep p变大变大D D、U U不变，不变，E Ep p不变不变解：由解：由U=4kQd/U=4kQd/r rS S及及 E=4kQ/E=4kQ/r rS S可知：可知：d d增大，则增大，则U U增大而增大而E E不不变；变；E Ep p=q=q p p=qEd=qEd1 1 也不变。也不变。2021/8/11 星期三26