人教版高二物理选修3-1《1.8-电容器的电容》课件(共41张PPT)..ppt
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1、一一.电容器电容器1.1.电容器的结构电容器的结构电容器的结构电容器的结构两金属极板两金属极板两金属极板两金属极板绝缘物质绝缘物质绝缘物质绝缘物质(电介电介电介电介质质质质)在两个正对的平行金属板中间夹上一层绝缘物质在两个正对的平行金属板中间夹上一层绝缘物质在两个正对的平行金属板中间夹上一层绝缘物质在两个正对的平行金属板中间夹上一层绝缘物质(电电电电介质介质介质介质),),就构成了最简单的电容器就构成了最简单的电容器就构成了最简单的电容器就构成了最简单的电容器,叫平行板电容器叫平行板电容器叫平行板电容器叫平行板电容器.两两两两个金属板叫电容器的极板个金属板叫电容器的极板个金属板叫电容器的极板个
2、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强调:任意两个彼此绝缘又相隔很近的导体强调:任意两个彼此绝缘又相隔很近的导体强调:任意两个彼此绝缘又相隔很近的导体,都可以都可以都可以都可以看成是一个电容器看成是一个电容器看成是一个电容器看成是一个电容器.电容器的充电电容器的充电电容器的充电电容器的充电+-QQ+Q+QU U 把电容器的两个极板和电把电容器的两个极板和电把电容器的两个极板和电把电容器的两个极板和电池的正负极相连池的正负极相连池的正负极相连池的正负极相连,两个极板就两个极板就两个极板就两个极板就分别带上了等量的异种电荷分别带上了等量的异种电荷分别带上了等量的异种电荷分别
3、带上了等量的异种电荷,这个过程叫充电这个过程叫充电这个过程叫充电这个过程叫充电.充电过程中充电过程中充电过程中充电过程中电路中有电路中有电路中有电路中有短暂短暂短暂短暂的充电电流的充电电流的充电电流的充电电流.强调:一个极板上所带电量的绝对值叫电容器的强调:一个极板上所带电量的绝对值叫电容器的强调:一个极板上所带电量的绝对值叫电容器的强调:一个极板上所带电量的绝对值叫电容器的电电电电量量量量QQ.充了电的电容充了电的电容,两极板间就有电场两极板间就有电场,电势电势差差U.从电源获得的电能储存在电场中从电源获得的电能储存在电场中,这种这种能量叫电场能能量叫电场能.电容器有储存电荷和电场能的本领电
4、容器有储存电荷和电场能的本领电容器有储存电荷和电场能的本领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充放电+-QQ+Q+QU U电容器的放电电容器的放电电容器的放电电容器的放电 把充电后的电容器两极板接通把充电后的电容器两极板接通,两极板上的电两极板上的电荷中和荷中和,电容器不再带电电容器不再带电,这个过程叫放电这个过程叫放电.并有并有短暂的放电电流短暂的放电电流.放电后放电后,两极板就不再有电场和电势差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思考:圆柱型水杯容器的储水问题:hhABC1.1.水位升高相同高度水位
5、升高相同高度h h,试比较,试比较A A、B B、C C的储水的储水量量2 如何反映水杯的储水本领?如何反映水杯的储水本领?二二.电容电容+-QQ+Q+QU U讨论讨论讨论讨论对同一电容对同一电容对同一电容对同一电容器器器器:带电量带电量带电量带电量QQ大大大大电势差电势差电势差电势差U U大大大大Q/UQ/U不变不变不变不变对不同电容对不同电容对不同电容对不同电容器器器器:增加相同电量增加相同电量增加相同电量增加相同电量增加相同电势差增加相同电势差增加相同电势差增加相同电势差Q/Q/Q/Q/U U U U不变不变不变不变1.1.电容电容电容电容 电容器所带的电量电容器所带的电量电容器所带的电
6、量电容器所带的电量QQ与电容器两极板间的电势与电容器两极板间的电势与电容器两极板间的电势与电容器两极板间的电势差差差差U U的比值的比值的比值的比值,叫做电容器的电容叫做电容器的电容叫做电容器的电容叫做电容器的电容 或者电容器增加的电量或者电容器增加的电量或者电容器增加的电量或者电容器增加的电量Q Q Q Q与两极板间增加与两极板间增加与两极板间增加与两极板间增加的电势差的电势差的电势差的电势差U U U U的比值的比值的比值的比值,叫电容器的电容叫电容器的电容叫电容器的电容叫电容器的电容这个比值就表征了电容器储存电荷的特性这个比值就表征了电容器储存电荷的特性这个比值就表征了电容器储存电荷的特
7、性这个比值就表征了电容器储存电荷的特性Q/UQ/U或或或或Q/U是不是不同的同的4.4.注意注意注意注意 C=Q/U是比值定义式是比值定义式 C与与Q、U无关无关.C由电容器本身结构性质决定由电容器本身结构性质决定,反映了电容反映了电容器容纳电荷本领。器容纳电荷本领。2.2.公式公式公式公式3.3.单位单位单位单位 1C/V=1F(1C/V=1F(法拉法拉法拉法拉)1F=101F=106 6F=10F=101212pFpF二二.电容电容+-QQ+Q+QU U1.1.电容电容电容电容 电容器所带的电容器所带的电容器所带的电容器所带的电量电量电量电量QQ与电容器两极板间的与电容器两极板间的与电容器
8、两极板间的与电容器两极板间的电势电势电势电势差差差差U U的比值的比值的比值的比值,叫做电容器的电容叫做电容器的电容叫做电容器的电容叫做电容器的电容2.2.公式公式公式公式3.3.单位单位单位单位 1C/V=1F(1C/V=1F(法拉法拉法拉法拉)1F=101F=106 6F=10F=101212pFpF4.4.注意注意注意注意 C=Q/U是比值定义式是比值定义式 C与与Q、U无关无关.C由由电容电容器本身结构性质决定器本身结构性质决定,反映了电容器容纳电荷反映了电容器容纳电荷本领。本领。【针对练习针对练习1】1.1.下列说法正确的是下列说法正确的是下列说法正确的是下列说法正确的是A.A.由公
9、式可知由公式可知由公式可知由公式可知,电容大小和电量成正比和电压成反比电容大小和电量成正比和电压成反比电容大小和电量成正比和电压成反比电容大小和电量成正比和电压成反比B.B.电容器的电容大小和电容器两端电压电容器的电容大小和电容器两端电压电容器的电容大小和电容器两端电压电容器的电容大小和电容器两端电压,电容器带电量电容器带电量电容器带电量电容器带电量均无关均无关均无关均无关C.C.电容器的带电量是指电容器每个极板所带电量的绝电容器的带电量是指电容器每个极板所带电量的绝电容器的带电量是指电容器每个极板所带电量的绝电容器的带电量是指电容器每个极板所带电量的绝对值对值对值对值D.D.某一电容器带电量
10、越多某一电容器带电量越多某一电容器带电量越多某一电容器带电量越多,它的电容就越大它的电容就越大它的电容就越大它的电容就越大BC一个电容器,充电后所带电荷量为一个电容器,充电后所带电荷量为Q=410-6C时,它的两极板间的电势差时,它的两极板间的电势差U=2V,由此可知,由此可知,该电容器的电容是该电容器的电容是_F。如果再充进如果再充进410-6C的电荷量,其电容为的电荷量,其电容为_F。如果用导线将电容器两极相连,放电完毕后,如果用导线将电容器两极相连,放电完毕后,其电容为其电容为_F。C取决于取决于电容器自身结构电容器自身结构,而而与是否带电及带电多少无关。与是否带电及带电多少无关。210
11、-6【针对练习针对练习2】210-6210-6猜想猜想:平行板电容器的电容的大小可能由哪些因素决平行板电容器的电容的大小可能由哪些因素决定呢?定呢?三三 平行板电容器的电容平行板电容器的电容间距间距d正对正对面积面积s电介质电介质思考思考 怎样使电容器所带的电荷量不变?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将电容器充电后与电源断开由由 得:当得:当Q Q不变时,不变时,C C的变化可由的变化可由U U的变化反映出来,例如:的变化反映出来,例如:U U变大时,表示变大时,表示C C一定减小了。一定减小了。思考思考 怎样测电容器两极板间的电势差的大小?怎样测电容器两极板间的电势差的
12、大小?它它是是由由验验电电器器改改装装而而成成的的,它它的的金金属属球球接接一一导导体体,金金属属外外壳壳接接另另一一导导体体,从从指指针针的的偏偏角角可可测测出出两两导导体间的体间的电势差电势差。静电计:静电计:测量电势差。测量电势差。板间充满某种介质时,板间充满某种介质时,C C会变为板间为真空时的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,若干倍,这一倍数叫这种电介质的相对介电常数,用用r r表示表示。公式:公式:几种电介质的介电常数几种电介质的介电常数r电介质电介质空气空气石蜡石蜡陶瓷陶瓷玻璃玻璃云母云母介电常数介电常数1.0005 2.02.1641168理论及实
13、验表明:平行板电容器两极板间是真空时,理论及实验表明:平行板电容器两极板间是真空时,电容电容C C跟正对面积跟正对面积S S成正比,跟两极板间距离成正比,跟两极板间距离d d成反比。成反比。公式:公式:注意:一般性研究中,空气对电容的影响可忽略注意:一般性研究中,空气对电容的影响可忽略电电容容定义式定义式决定式决定式(平行板电容器)(平行板电容器)电电场场强强度度定义式定义式决定式决定式(真空中的点电荷)(真空中的点电荷)类比理解类比理解普适普适普适普适四四 常用电容器常用电容器固定电容器固定电容器固定电容器固定电容器可变电容器可变电容器可变电容器可变电容器(一一)分分类类常用电容器,从构造上
14、看,可以分为哪些类型?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?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?电解电容器与其他常用电容器相比有什么显著特征?图图13134242的电容器上标的的电容器上标的“0.002F0.002F,400V400V”指的是指的是什么?什么?电电容容器器固定电容器固定电容器可变电容器可变电容器聚苯乙烯电容器聚苯乙烯电容器电解电容器电解电容器纸质电容器纸质电容器陶瓷电容器陶瓷电容器+-常用电容器常用电容器(正负极不能反接)(正负极不能反接)电容器的最大耐压值电容器的最大耐压值击穿电压:击穿电压:额定电压:额定电压:电
15、容器长期工作所电容器长期工作所能承受的最大电压能承受的最大电压额定电压低于击穿电压额定电压低于击穿电压(二)电容器使用时应注意的问题(二)电容器使用时应注意的问题1 1、电容器的击穿电压:、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。容器损坏,这个极限电压称为击穿电压。2 2、电容器的额定电压:、电容器的额定电压:电容器正常工作时的最大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额定电压低于击穿电压3 3、电解电容器电解电容器正负
16、极不能接反,正负极不能接反,不能接交不能接交流电。流电。指出图中铭牌的含义指出图中铭牌的含义【例题例题1】如图所示如图所示如图所示如图所示,平行金属板平行金属板平行金属板平行金属板A A、B B组成的电容器组成的电容器组成的电容器组成的电容器,充电后与静电计相连充电后与静电计相连充电后与静电计相连充电后与静电计相连.要使静电计指针张角变大要使静电计指针张角变大要使静电计指针张角变大要使静电计指针张角变大,下列下列下列下列措施中可行的是措施中可行的是措施中可行的是措施中可行的是:A.A.将将将将A A板向上移动板向上移动板向上移动板向上移动B.B.将将将将B B板向右移动板向右移动板向右移动板向
17、右移动C.C.将将将将A A、B B之间充满电介质之间充满电介质之间充满电介质之间充满电介质D.D.将将将将A A板放走部分电荷板放走部分电荷板放走部分电荷板放走部分电荷AB【例题例题2】对于给定的电容器,在描述对于给定的电容器,在描述电容量电容量C、带电量带电量Q、两板间电势差、两板间电势差U的相互关系中,的相互关系中,下列图下列图116中正确的是中正确的是()ACE 如图所示,如图所示,A A、B B为两块竖直放置为两块竖直放置的平行金属板,的平行金属板,G G是静电计,电键是静电计,电键K K合合上后,静电计指针张开一个角度。下上后,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?
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