高中物理课时讲练通人教选修电容器的电容资料.pptx

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1、1.知道电容器的概念，认识常见的电容器，通过实验感知电容器的充、放电现象。2.理解电容器的概念及定义方法，掌握电容器的定义、公式、单位，并会应用定义式进行简单的计算。3.通过实验了解影响平行板电容器电容大小的因素，了解平行板电容器的电容公式，知道改变电容器的电容大小的方法。第1页/共46页重点：电容的概念及影响电容器电容大小的因素。难点：1.电容的引入与理解。2.研究影响平行板电容器电容大小的因素的实验探究。第2页/共46页一、电容器 电容1.电容器两个彼此_又相距很_的导体就组成了一个电容器。电容器可以储存容纳电荷。2.(1)电容器充电：使电容器极板_的过程。(2)电容器放电：使充电后的电容

2、器极板_的过程。(3)电容器充电后带电特点：两极板带_电荷。绝缘近带电失去电荷等量异种第3页/共46页3.电容电容器所带的_与电容器两极板间的_的比值叫电容。定义式C=_。4.电容的物理意义电容是描述电容器储存电荷本领的物理量。5.电容的单位_，符号F。1 F=106 F1012 pF。电荷量电势差法拉第4页/共46页二、平行板电容器的电容 常用电容器1.决定电容大小的因素平行板电容器的电容C与平行板_S、电介质的相对_r成正比，与_d成反比。平行板电容器电容的公式：C=_，式中k为静电力常量。此式为平行板电容器电容的决定式。正对面积介电常数极板间的距离第5页/共46页2.常用电容器(1)分类

3、按电介质分：空气电容器、_电容器、陶瓷电容器、_电容器等；按是否可变分：_电容器、_电容器等。(2)电容器的额定电压和击穿电压额定电压：电容器能够_工作时的电压。击穿电压：电介质被击穿时加在电容器两极板上的_电压，若电压超过这一限度，电容器就会损坏。聚苯乙烯电解可变固定长期正常极限第6页/共46页【判一判】(1)静电计是测电势差的仪器。()(2)电容器所带电量是指两极板带电量之和。()(3)电容器的电容与它所带的电荷量成正比。()(4)电容在数值上等于使两极板间的电压增加1 V时所需增加的电荷量()第7页/共46页提示：(1)静电计是测电势差的仪器，从指针的偏角就可以测出两个导体间的电势差，故

4、(1)正确。(2)电容器带电量指的是一个极板的带电量，故(2)错误。(3)电容的大小是由电容器本身结构决定的，与两板间电压及电容器所带电荷量无关，故(3)错误。(4)由C=可知电容在数值上等于使两极板间的电压增加1 V时所需增加的电荷量，故(4)正确。第8页/共46页 电容器 电容1.探究电容器的工作状态(1)按图连接电路，当S先后接a和接b时，会观察到电流表指针的偏转情况是怎样的呢？第9页/共46页提示：当S接a时,电流表指针发生偏转；当S接b时,电流表指针反向偏转。第10页/共46页(2)电容器的工作过程是怎样的？工作过程中能量是如何转化的？提示：充电过程和放电过程。充电过程中其他形式的能

5、转化为电能，放电过程中电能转化为其他形式的能。第11页/共46页2.电容的定义式为 ,怎样理解这三个量之间的关系？某一电容器的 是否变化?为什么电容的定义式又可写作？第12页/共46页提示：电容器两极板间的电势差随电荷量的增加而增加，电荷量和电势差成正比，它们的比值是一个恒量，每一个电容器都有一个属于自己的 常数，与所带电荷量的多少无关。这个比值反映了电容器容纳电荷的能力大小。定义式 中，Q、U是正比关系，反映在Q-U图像中是一条直线，电容C就是直线的斜率，所以 。第13页/共46页【误区警示】在此问题中学生易出现以下错误：认为电容与电量成正比，与电势差成反比。为此教师要讲清楚两个问题：(1)

6、电容的物理意义：电容是反映电容器容纳电荷本领的物理量；(2)是电容的定义式，而非决定式。第14页/共46页【知识点拨】对电容器和电容的三点理解(1)电容器是一个仪器，而电容是一个物理量，它表征了电容器容纳电荷的本领。(2)电容器的电荷量是一个极板上电荷量的绝对值。(3)电容C是用比值定义法定义的，本章学过的电场强度E、电势，都是用比值法定义的。电容 。但不能说电容C与Q成正比、与U成反比，电容C由电容器本身的性质决定,与Q、U的大小无关。第15页/共46页【探究归纳】1.电容器的工作过程：充电过程和放电过程。2.电容器所带的电荷量：一个极板所带电荷量的绝对值。3.电容是反映电容器容纳电荷本领的

7、物理量，电容C与Q和U无关。第16页/共46页【典例1】如图所示是描述对给定的电容器充电时其电荷量Q、电势差U、电容C之间相互关系的图像，其中正确的是()第17页/共46页【思路点拨】解答本题应明确以下两点：(1)理解电容器电容的物理意义；(2)理解电容的定义式中各物理量间的关系。第18页/共46页【解析】选C、D。电容器的电容是由电容器本身决定的，与电容器所带电荷量Q的大小和两极板间的电势差U的大小无关，不能认为C与Q成正比，与U成反比，故D正确，A、B错误；而C图中表示电容器所带电荷量与极板间的电势差成正比，其比值即电容器的电容不变，故C正确。第19页/共46页 平行板电容器的电容1.探究

8、平行板电容器的电容实验：探究影响平行板电容器电容的因素。如图，把一已充电的平行板电容器和一静电计相连。探究影响平行板电容器电容的因素。第22页/共46页(1)本实验应用的方法是什么？提示：控制变量法。第23页/共46页(2)怎样通过实验确定平行板电容器的电容与什么因素有关。提示：保持极板上的电荷量Q不变，改变两极板的正对面积S，S越大，静电计指示的电势差越小。可得到：S越大，U越小，则C越大。保持极板上的电荷量Q不变，改变两极板间的距离d,d越小,静电计指示的电势差越小。可得到：d越小，U越小，则C越大。保持Q、S、d都不变，在两极板中间插入电介质，静电计指示的电势差减小。可得到：插入电介质，

9、U减小，C增大。第24页/共46页2探究平行板电容器的两类典型问题(1)平行板电容器充电后，继续保持电容器两极板与电源两极相连接，电容器的d、S、r发生变化，将引起电容器的C、Q、U、E怎样变化？第25页/共46页提示：由于电容器始终接在电源上，因此两极板间电势差U保持不变，可根据下列几式讨论C、Q、E的变化情况。由 可知C与r、S成正比，与d成反比，即随r、S的增大而增大，随d的增大而减小。由 可知Q与r、S成正比，与d成反比，即随r、S的增大而增大，随d的增大而减小。由 可知E与d成反比，即随d的增大而减小。第26页/共46页(2)若平行板电容器充电后与电源断开,电容器的C、Q、U、E将随

10、d、S、r的变化而如何变化？第27页/共46页提示：由于电容器与电源断开，所以电容器上的电荷量Q不变。由 可知C与r、S成正比，与d成反比，即随r、S的增大而增大，随d的增大而减小。由可知，U与d成正比，与r、S成反比，即随d的增大而增大，随r、S的增大而减小。由 可知，E随r、S的增大而减小，在r、S不变的情况下E为定值。第28页/共46页【知识点拨】平行板电容器电荷量和场强(1)两极板电荷量相同，带电性质相反。电容器所带的电荷量是指一个极板所带电荷量的绝对值。(2)平行板电容器的电容与极板距离d、正对面积S、电介质的相对介电常数r间的关系为 。(3)平行板电容器内部是匀强电场，。(4)电容

11、器所带电荷量QCU。第29页/共46页【规律方法】电容与电介质运动方向的关系电介质板插入电容器两极板间的部分越多，相对介电常数r越大，电容C越大，故只有电介质板移动的方向会影响r的大小，而与加速、减速无关。如图：通常利用此关系来判断物体的运动方向。第30页/共46页【探究归纳】1.影响电容器电容大小的因素电容器电容大小与极板正对面积S、极板间电介质的相对介电常数r、两极板间距d有关，公式是 。2.与电容器相关的电路动态分析(1)电容器两极板直接与电源相连，并始终保持连接，则电容器两极板电压不变。(2)电容器充电完成，与电源断开，改变正对面积或板间距或板间的填充介质，电容器极板的带电量不变。第3

12、1页/共46页【典例2】如图所示的实验装置中，极板A接地，平行板电容器的极板B与一个灵敏的静电计相接。将A极板向左移动，增大电容器两极板间的距离时，电容器所带的电量Q、电容C、两极间的电压U、电容器两极板间的场强E的变化情况是()第32页/共46页AQ变小，C不变，U不变，E变小BQ变小，C变小，U不变，E不变CQ不变，C变小，U变大，E不变DQ不变，C变小，U变大，E变小第33页/共46页【思路点拨】解答本题应明确以下两点：(1)电容器两类典型问题的特点；(2)Q、C、E、U、d各量间的关系。第34页/共46页【解析】选C。平行板电容器充电完毕后断开，电量不变；板间距离d变大，根据 可知，电

13、容减小；根据 可知，U变大；根据 可知，E不变。故C正确。第35页/共46页【规律方法】电容器两类典型问题的基本分析思路(1)明确不变量：是两板间电势差U不变还是所带电荷量Q不变。(2)根据 确定电容的变化情况。(3)根据 确定电容器所带电荷量Q或两极板间电势差U的变化情况。(4)电容器两板间可视为匀强电场，故用 分析板间场强的变化。第36页/共46页【温馨提示】电容器是一种非常重要的电学元件，学习中要明确电容器的物理意义、影响因素以及在实际生活中的应用原理，要学会用静电场的有关知识研究电容器。第39页/共46页【典例】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的原理图。电容器

14、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()考查内容考查内容电容器的应用电容器的应用第40页/共46页A该仪器中电容器的电极分别是金属芯柱和导电液体B金属芯柱外套的绝缘层越厚，该电容器的电容越大C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D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第41页/共46页【思路点拨】解答本题应明确以下三点：(1)实际应用中平行板电容器的构造；(2)影响平行板电容器电容的因素；(3)电容与液面高低的关系。第42页/共46页【解析】选A、C。类似于平行板电容器的结构，金属芯柱和导电液体构成电容器的两电极，金属芯柱的绝缘层就是极板间的电介质，其厚度d相当于两极板间的距离，所以厚度d越大，电容器的电容越小。液体深度h越大，则S越大，C越大，C增大时就表明h变大。故选项A、C正确。第43页/共46页第44页/共46页第45页/共46页感谢您的观看！第46页/共46页