17电容器与电容.ppt
情景探究一情景探究一 摄影时如光线不足摄影时如光线不足,你一定知道用闪你一定知道用闪光灯在如此短的时间内光灯在如此短的时间内,仅靠电池直接仅靠电池直接给闪光灯供电就能发出如此强的光吗给闪光灯供电就能发出如此强的光吗?请你探究分析其中的奥妙请你探究分析其中的奥妙!内置闪光灯的相机情景探究二情景探究二莱顿瓶莱顿瓶-存储电荷的装置也可称为也可称为“电容器”探究感应起电机的构造与工作原理探究感应起电机的构造与工作原理电电脑脑主主板板一.电容器在两个相距很近的平行金属板中间夹上一层绝缘物质(电介质),就组成一个最简单的电容器,叫做平行板电容器1.电容器的构造:任何两个彼此绝缘又相互靠近的导体都可以构成电容器2.2.电容器的工作状态电容器的工作状态:充电充电:使电容器带电的过程使电容器带电的过程,叫充电叫充电.电电容器的每一个极板所带电量的绝对值容器的每一个极板所带电量的绝对值,叫做电容器的带电量叫做电容器的带电量.充电后充电后,两极板间两极板间有电场存在有电场存在,电容器从电源获得电能储电容器从电源获得电能储存在电场中存在电场中,因此充电的过程是电容器因此充电的过程是电容器储存电能的过程储存电能的过程.作用作用:可以容纳电荷可以容纳电荷.电 容 器充电实验放电:使电容器两极板上的电荷中和的过程.是电场能转化为其它能的过程一个电容器所带的电荷量一个电容器所带的电荷量Q 电容器所带的电荷量，是电容器所带的电荷量，是指每个极板所带的电荷量指每个极板所带的电荷量Q的绝对值的绝对值二 电 容.充电后的电容器的两极板间有电势差充电后的电容器的两极板间有电势差,这这个电势差跟电容器所带的电荷量有关个电势差跟电容器所带的电荷量有关.实验表明：电容器所带的电荷量实验表明：电容器所带的电荷量QQ与电与电容器两极板间的电势差成正比，比值容器两极板间的电势差成正比，比值Q/U Q/U 是一个常量。不同的电容器，这是一个常量。不同的电容器，这个比值一个比值一 般是不同的。般是不同的。.这个比值表征了电容器储存电荷的特性这个比值表征了电容器储存电荷的特性 电容器所带的电荷量电容器所带的电荷量Q与电容器与电容器两极板间的电势差两极板间的电势差U的比值，叫做电的比值，叫做电容器的电容，用容器的电容，用C来表示。来表示。2、电容器的电容在数值上等于两极板电容器的电容在数值上等于两极板间的电势差为间的电势差为1V时电容器需带的电荷量。时电容器需带的电荷量。即即 C=Q/U 1、定义：、定义：引申思考 1.电容器起了什么作用？储存电荷储存电荷电容器电容器 类比为容器类比为容器（水杯）（水杯）2.电容器可类比成什么呢?.水杯存水的本领有什么来决定水杯存水的本领有什么来决定?容器的容积容器的容积(本身机构决定本身机构决定)1cm1cm1cm1cm横截面大的需要的水多横截面大的需要的水多电容器与水容器电量 QUCs对一个确定的电容器而言，电容是不变的，C与Q、U无关。对一个确定的水容器而言，水容是不变的，与m、h无关。思考与讨论思考与讨论那电容器储存电荷的本领如何表征呢？那电容器储存电荷的本领如何表征呢？3、电容的物理意义：表征电容器容、电容的物理意义：表征电容器容纳（储存）电荷本领的物理量。纳（储存）电荷本领的物理量。4、单位：在国际单位制中电容的单、单位：在国际单位制中电容的单位是位是法拉法拉（F），），常用单位还有常用单位还有微法微法（F）和和皮法皮法（pF）。）。1F =106F =1012pF最简单的电容器是平行板电容器最简单的电容器是平行板电容器两极板间的两极板间的距离距离d 两极板间的正对两极板间的正对面积面积S是否插入是否插入电介质电介质或或电介质的种类电介质的种类。猜想：平行板电容器的电容跟哪些猜想：平行板电容器的电容跟哪些因素有关？因素有关？实实 验验 探探 究究1、平行板电容器的电容、平行板电容器的电容C跟介电常数跟介电常数成成 正比，跟正对面积正比，跟正对面积S正比，跟极板间正比，跟极板间的距离的距离d成反比。成反比。三三 平行板电容器的电容平行板电容器的电容2、平行板电容器的电容公式：、平行板电容器的电容公式：C=S/4kd (式中式中k为静电力常量为静电力常量)思考与讨论思考与讨论：平行板电容器充电后，继续保持电容器的两极板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接。在这种情况下，如果增大两极板与电源相连接。在这种情况下，如果增大两极板间的距离间的距离d，那么，两极板间的电势差那么，两极板间的电势差U、电容器电容器所带的电量所带的电量Q、两极板间的场强两极板间的场强E各如何变化？各如何变化？解析解析：平行板电容器充电后，继续保持电容器的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接，其电势差恒等于电源电两极板与电源相连接，其电势差恒等于电源电压，并保持不变。压，并保持不变。C=S/4kd S/d E=U/d 1/d Q=CU=US/4kd S/d思考与讨论思考与讨论：平行板电容器充电后，切断与电源的连接。在平行板电容器充电后，切断与电源的连接。在这种情况下，如果增大这种情况下，如果增大d，则，则U、Q、E各如何变化各如何变化？解析：解析：平行板电容器充电后，切断与电源的连接，平行板电容器充电后，切断与电源的连接，电容器不存在充、放电的可能性，两极板上的带电容器不存在充、放电的可能性，两极板上的带电量电量Q始终不变。始终不变。(1)C=S/4kd S/d(2)U=Q/C=Q/（S/4kd）d/S(3)E=U/d=Q/Cd=Q/（Sd/4kd）=kQ/S 1/S本题的思路是：本题的思路是：比较比较、两类题型的解析过程，可两类题型的解析过程，可以看到，抓住以看到，抓住Q（或（或U）不变这个条）不变这个条件是一个关键。件是一个关键。最后用最后用 E=U/d=Q/Cd判断判断E的变化。的变化。再用再用C=Q/U判断出判断出Q（或（或U）的变化，）的变化，用用 C=S/4kd判断判断C的变化，的变化，当当d（或变化（或变化、S）发生变化，）发生变化，3、平行板电容器充电后的两类典型情况：、平行板电容器充电后的两类典型情况：、电容器充电后，切断与电、电容器充电后，切断与电源的连接，电容器的带电荷量源的连接，电容器的带电荷量Q保持不变。保持不变。、电容器始终连接在电源上，、电容器始终连接在电源上，两极间的电压两极间的电压U保持不变。保持不变。电容器是一储能元件电容器是一储能元件。纸质电容器纸质电容器陶瓷电容器陶瓷电容器电解电容器电解电容器钽电容器钽电容器可变电容器可变电容器四四 常用电容器常用电容器该元件有两片锡箔（导体），中间是一层薄纸。请带着这样以下几个问题阅读课本第请带着这样以下几个问题阅读课本第30页常用电容器页常用电容器部分内容。部分内容。常用电容器，从构造上看，可以分为哪两类？常用电容器，从构造上看，可以分为哪两类？常用的固定电容器有哪些？常用的固定电容器有哪些？聚苯乙烯电容器和电解电容器聚苯乙烯电容器和电解电容器电解电容器与其它常用电容器相比有什么显著电解电容器与其它常用电容器相比有什么显著特征？特征？电容器常见的损坏原因是什么？电容器常见的损坏原因是什么？常用电容器可分为固定电容器和常用电容器可分为固定电容器和可变电容器可变电容器。电解电容器的正、负极性是固定的。电解电容器的正、负极性是固定的。加在电容器两极板上的电压不能超过某一限度，超过这一限度电加在电容器两极板上的电压不能超过某一限度，超过这一限度电介质将被击穿，电容器损坏，这个极限电压叫击穿电压。介质将被击穿，电容器损坏，这个极限电压叫击穿电压。【例例1 1】两平行金属板，正对放置，充电后两极间的电势两平行金属板，正对放置，充电后两极间的电势差为差为2V2V，两极板带电量分别为两极板带电量分别为+6+61010-6-6C C和和-6-61010-6-6C C，求：求：(1)(1)电容电容C C；(2)(2)若电势差升高若电势差升高1V1V，电容电容C C和所带电量和所带电量Q Q为多少为多少?【解析解析】电容器的电容电容器的电容C=Q/UC=Q/U，但电容是由电容器的但电容是由电容器的构造决定的，跟构造决定的，跟Q Q、U U无关无关.(1)根据电容的定义式根据电容的定义式 C=Q/U=(610-6/2)F=310-6F(2)若电势差升高若电势差升高1V，电容器的电容仍不变，而，电容器的电容仍不变，而此时所带电量此时所带电量 Q=CU=310-63C=910-6C练习一如图所示，是描述对给定的电容器充电时极板上带电量极板间电压和电容之间的关系的图象，其中正确的是答案：例题：如图所示，是一种通过测量电容器电容的变化来检测液面高低的仪器原理图，电容器的两个电极分别用导线接到指示器上，指示器可显示出电容的大小，下列关于该仪器的说法正确的是该仪器中电容器的电极分别是金属芯柱和导电液体金属芯柱外套的绝缘层越厚，该电容器的电容越大 如果指示器显示电容增大了，则说明电容器中的液面升高了 如果指示器显示电容减小了，则说明电容器中的液面升高了答案：一、电容器一、电容器 1 1、定义、定义 2 2、工作过程：充电与放电过程、工作过程：充电与放电过程二、电容二、电容 1 1、定义、定义 2 2、单位、单位 3 3、电容的物理意义、电容的物理意义 三、平行板电容器的电容三、平行板电容器的电容 1 1、决定电容大小的几个因素、决定电容大小的几个因素 2 2、平行板电容器的电容公式：、平行板电容器的电容公式：3 3、平行板电容器充电后的两类典型情况：、平行板电容器充电后的两类典型情况：四、常见电容器四、常见电容器1.1.电容器与电容电容器与电容
