【课件】电容器和电容 课件 -2022-2023学年高二上学期物理人教版选修3-1.pptx

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1、 第第8 8节节 电容器与电容电容器与电容 （第（第1 1课时）课时）摄影光线不足时，要用闪光灯，闪光灯中摄影光线不足时，要用闪光灯，闪光灯中的能量来自电容器！下图是一种带有内置的能量来自电容器！下图是一种带有内置闪光灯的照相机，相机内就装有容量很大闪光灯的照相机，相机内就装有容量很大的电容器的电容器.电容器电容器电容器电容器 问题与思考问题与思考 什么是电容器呢？什么是电容器呢？一、电容器一、电容器2、作用：作用：容纳电荷和储存电能。容纳电荷和储存电能。+-极板极板电介质电介质1电容器：电容器：两个既靠近又彼此两个既靠近又彼此绝缘绝缘的导体组成的器件。的导体组成的器件。这两个导体称这两个导体

2、称为电容器的电极。为电容器的电极。两平行金属板间夹一层绝缘物质两平行金属板间夹一层绝缘物质能否构成一个电容器能否构成一个电容器?思考：思考：相邻的两个同学能否构成电容器相邻的两个同学能否构成电容器？能能 能能（2 2）充电过程中，）充电过程中，Q Q增加增加,U,U增加增加,E,E增加增加,电势能增加电势能增加,电路中有短暂的充电电流；电路中有短暂的充电电流；（3 3）充电结束时两极板带等量异种电荷充电结束时两极板带等量异种电荷.从电源获得的电能储存在电场中，称为从电源获得的电能储存在电场中，称为 电势能或电场能。两板间有了匀强电场。电势能或电场能。两板间有了匀强电场。3、电容器的充电、电容器

3、的充电 （1）使电容器极板带电的过程叫充电，）使电容器极板带电的过程叫充电，注意：充电电流方向从电源正极流向注意：充电电流方向从电源正极流向电容器的正极板。电容器的正极板。4 4、电容器的放电、电容器的放电 （1 1）使电容器两板所带的异号电荷发生中）使电容器两板所带的异号电荷发生中 和抵消的过程叫放电。和抵消的过程叫放电。注意：放电电流方向从电容器的注意：放电电流方向从电容器的 正极板流向负极板。正极板流向负极板。,（3 3）放电结束时两极板不带电。放电结束时两极板不带电。（2 2）放电过程中，）放电过程中，Q Q减少减少,U,U减少减少,E,E减少减少,电势能减少电势能减少,电路中有短暂的

4、充电电流；电路中有短暂的充电电流；问题与思考问题与思考 电容器储存电荷的本领如何表示呢？电容器储存电荷的本领如何表示呢？电容器带电与水桶盛水类比：电容器带电与水桶盛水类比：h=1cmh=2cmV V与与h h成成正比正比V/hV/h是是定值定值水桶截水桶截面积面积S S与与V V、h h无关无关 对于同一圆柱形容器，水的体积与水的对于同一圆柱形容器，水的体积与水的深度的比值相同，都等于容器的底面积。深度的比值相同，都等于容器的底面积。当水的深度相同时，底面积越大的圆柱形当水的深度相同时，底面积越大的圆柱形容器，装的水越多。容器，装的水越多。电容器带电的特点电容器带电的特点：对于同一电容器对于同

5、一电容器,带电量带电量Q增加到原增加到原来的几倍，电容器两极间的电压来的几倍，电容器两极间的电压U也增也增加到原来的几倍。但带电量加到原来的几倍。但带电量Q与两极间与两极间的电压的电压U的比值保持不变的比值保持不变.QQ Q=0.01C，U=100V Q=0.02C，U=200V Q=0.03C，U=300V U U与与QQ成成正比正比Q/UQ/U是是定值定值 二二.电容（类似于容器的横截面积）电容（类似于容器的横截面积）1、定义、定义：电容器所带电量电容器所带电量Q与电容器两板间与电容器两板间电压电压U的比值。符号的比值。符号C。2、定义式、定义式:3、意义：、意义：两板间电压相同时，电容越

6、大两板间电压相同时，电容越大 的电容器带的电量越多。的电容器带的电量越多。Q是是一个极板所带电量的绝对值。一个极板所带电量的绝对值。电容电容C由电容器本身的结构决定由电容器本身的结构决定,与与Q、U无关，同一电容器的电容是定值。无关，同一电容器的电容是定值。公式中各量要用公式中各量要用国际单位。国际单位。电容在数值上等于两极板间的电势电容在数值上等于两极板间的电势 差增加差增加1V时，所需要的电荷量。时，所需要的电荷量。对电容的理解：对电容的理解：国际单位：国际单位：法拉法拉：法（法（F F）,1F=1C/V,1F=1C/V 常用单位：常用单位：微法（微法（F);F);皮法（皮法（pF)pF)

7、1F=10 1F=106 6F=10F=101212pFpF5 5、电容的单位：、电容的单位：注意：注意：电容器两板间的电势差可用静电计电容器两板间的电势差可用静电计测量，静电计张角越大，表示两板间的电测量，静电计张角越大，表示两板间的电势差越大。势差越大。电容器的电容器的QU图象图象U/VQ/CUQ1C1C2Q2C=Q/U1、某电容器的电容、某电容器的电容C=2.0104PF，如，如果电容器两极板电压增加了果电容器两极板电压增加了10V，则电，则电容器的带电量变化了多少？容器的带电量变化了多少？课堂训练课堂训练2 2、下列说法正确的是（、下列说法正确的是（）A A电容器的极板上带电量越大，这

8、只电容器电容器的极板上带电量越大，这只电容器 的电容就越大的电容就越大B B电容器的极板间电压越大，这只电容器的电容器的极板间电压越大，这只电容器的 电容就越大电容就越大C C如果电容器两极板上没有带电，它的电容如果电容器两极板上没有带电，它的电容 为零为零D D对某一个电容器来说，两板间的电势差对某一个电容器来说，两板间的电势差 随所带电量的增加而增加随所带电量的增加而增加D3（多选）（多选）当某一电容器的电压是当某一电容器的电压是40V40V时，时，它所带电量是它所带电量是0.2C0.2C，若它的电压降，若它的电压降 到到20V20V时，则（时，则（）A A电容器的电容减少一半电容器的电容

9、减少一半 B B电容器的电容不变电容器的电容不变 C C电容器的带电量减少一半电容器的带电量减少一半 D D电容器带电量不变电容器带电量不变BC 4 4（多选）（多选）对于给定的电容器，在描述电对于给定的电容器，在描述电 容量容量C C、带电量、带电量Q Q、两板间电势差、两板间电势差U U的相互的相互 关系中，下列图中正确的是关系中，下列图中正确的是()()ACEACE第第8 8节节 电容器和电容电容器和电容 （第（第2 2课时）课时）+-极板极板电介质电介质1组成：由两块靠近又互相绝缘组成：由两块靠近又互相绝缘 的平行金属板组成。的平行金属板组成。一、平行板电容器一、平行板电容器2、带电特

10、点：两板带上等量异种电荷。带电特点：两板带上等量异种电荷。注注：带电带电平行板电容器带电后，平行板电容器带电后，板间存在板间存在 匀强电场。匀强电场。探探 究究平行板电容器的电容与哪些因素有关？平行板电容器的电容与哪些因素有关？二、平行板电容器电容的决定式。二、平行板电容器电容的决定式。S S：正对面积正对面积 d d：板间距离板间距离 ：电介质的介电常数。电介质的介电常数。2、在板间插入绝缘板、在板间插入绝缘板,介电常数会增大。介电常数会增大。1、空气的介电常数是空气的介电常数是1,其他介质的其他介质的 介电常数都大于介电常数都大于1.几种常用介质的相对介电常数：见课本几种常用介质的相对介电

11、常数：见课本3、在板间插入导体板，相当于在板间插入导体板，相当于 板间距离减少板间距离减少（静电平衡静电平衡）。定义式定义式 适用于所适用于所 有电容器有电容器C与与Q、U无关无关决定式决定式 适用于平适用于平 行板电容器行板电容器 C与与s、d r有关。三三、两个公式的区别两个公式的区别1、固定电容器符号：、固定电容器符号：四、常用电容器四、常用电容器（1）聚苯乙烯电容器：）聚苯乙烯电容器：以聚苯乙烯薄膜为电介质，用两层以聚苯乙烯薄膜为电介质，用两层铝箔为极板。铝箔为极板。（2）电解电容器：）电解电容器：用铝箔做一个极板，以铝箔上很用铝箔做一个极板，以铝箔上很薄的一层氧化膜为电介质，用浸过电

12、薄的一层氧化膜为电介质，用浸过电解液的纸做另一个极板。解液的纸做另一个极板。2、可变电容器符号：、可变电容器符号：两极由两组铝片组成，固定的一组两极由两组铝片组成，固定的一组铝片叫做定片，可以转动的一组铝片叫铝片叫做定片，可以转动的一组铝片叫做动片做动片;空气为电介质。空气为电介质。转动动片，使两组铝片的正对面积转动动片，使两组铝片的正对面积发生变化，电容相应变化。发生变化，电容相应变化。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、常用电容器四、常用电容器(1)(1)击穿电压：击穿电压：电容器两极间电压超过某一电容器两极间电压超过某一数值

13、，电介质被击穿，电容器损坏，这个数值，电介质被击穿，电容器损坏，这个极限电压为电容器的击穿电压极限电压为电容器的击穿电压电容器正常工作时的电压应低于击穿电压电容器正常工作时的电压应低于击穿电压(2)(2)额定电压：额定电压：电容器长期工作时所能承受电容器长期工作时所能承受的电压，额定电压低于击穿电压的电压，额定电压低于击穿电压(3)(3)电容值：电容值：电容器上一般标有电容值及电容器上一般标有电容值及 额定电压值额定电压值 五、平行板电容器的两类动态问题：五、平行板电容器的两类动态问题：若电容器充电后与电源断开，若电容器充电后与电源断开，则带电量则带电量Q Q不变。不变。若电容器与电源连接，则

14、两板间若电容器与电源连接，则两板间 电压电压U U不变。不变。六、求解电容器动态问题的方法：六、求解电容器动态问题的方法：1 1、先利用、先利用 判断判断C C的变化，的变化，2 2、再利用、再利用 和和 判断其它判断其它 量的变化。量的变化。结论：结论：若正对面积、带电量及板间的若正对面积、带电量及板间的绝缘介质都不变，则两板间的场强绝缘介质都不变，则两板间的场强E E不变。不变。3 3、判断板间场强变化的简便方法、判断板间场强变化的简便方法：六、求解电容器动态问题的方法：六、求解电容器动态问题的方法：2、再利用、再利用 和和 判断判断 其它量其它量的的变化。变化。1、先利用、先利用 判断判

15、断C的变化，的变化，3：判断板间场强：判断板间场强E变化的方法变化的方法：若若S、Q及及 都不变，则都不变，则E不变。不变。1、（、（多选多选）下图的电路中，下图的电路中，C是平行板电容器，是平行板电容器，将将S先触先触1后再扳到后再扳到2，再将平行板的板间距离，再将平行板的板间距离拉大一些，下列说法正确的是拉大一些，下列说法正确的是 ()A电容器两板间的电容器两板间的 电场强度不变电场强度不变B电容器两板间的电容器两板间的 电场强度变小电场强度变小C电容器两板间的电容器两板间的 电势差增大电势差增大D电容器两板间的电容器两板间的 电势差不变电势差不变AC 2 2、（多选多选）传感器是把非电学

16、量（如速度、温传感器是把非电学量（如速度、温度等）的变化转换成电学量的元件，如图是一种度等）的变化转换成电学量的元件，如图是一种测定液面高度的电容式传感器的示意图，金属芯测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，从电容线与导电液体形成一个电容器，从电容C C大小的大小的变化就能反映液面的升降情况，两者的关系是（变化就能反映液面的升降情况，两者的关系是（）A AC C增大表示增大表示h h增大增大 B BC C增大表示增大表示h h减小减小 C CC C减小表示减小表示h h减小减小 D DC C减小表示减小表示h h增大增大导电液体导电液体金属芯线金属芯线电介质电介质AC 3 3、（多选多选）如图，如图，A A、B B为两块竖直放置的金为两块竖直放置的金属板，属板，G G 是一只静电计，开关是一只静电计，开关S S合上后，静电合上后，静电计指针张开一个角度，下述做法可使指针张角计指针张开一个角度，下述做法可使指针张角增大的是增大的是()A A使使A A、B B两板靠近一些两板靠近一些B B使使A A、B B两板正对面两板正对面 积错开一些积错开一些C C断开断开S S后，使后，使B B 板向板向 右平移拉开一些右平移拉开一些D D断开断开S S后，使后，使A A、B B正对面积错开一些正对面积错开一些CD 课堂小结课堂小结