《高中物理 1.4电容器课件 新人教版选修1-1》由会员分享，可在线阅读，更多相关《高中物理 1.4电容器课件 新人教版选修1-1（22页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。
1、四、电容器 情景导入 课程目标 如图是一款闪光灯外置的照相机和一款闪光灯内置的数码相机 , 当摄影光线不足时 , 闪光灯可以发出耀眼的光 , 你知道这是怎么做到的吗 ? 提示 : 简 单地讲 , 其工作原理就是先储存电荷 , 从而储存能量 , 然后瞬间释放。要储存电荷就要用到一种重要的电子元件 电容器。 1 . 了解电容器的结构和功能 , 知道常见的电容器有哪些。 2 . 了解不同的电容器电容量不同 , 知道决定电容器电容的因素。 3 . 知道电容的常用单位及其换算关系。 一 二 一、电容器 1 . 作用 : 电容器是用来储存 电荷 的装置。最早出现的电容器是 莱顿瓶 。 2 . 构造 : 在
2、两个正对的平行金属板中间夹一层 绝缘 物质 , 就组成一个最简单的电容器 平行板电容器。实际上任何两个彼此 绝缘 又相互 靠近 的导体 , 都可以组成电容器。 3 . 充电 : 把电容器的一个极板与电池组的正极相连 , 另一个极板与电池组的负极相连 , 就能使两个极板分别带上 等量 的 异种 电荷 , 这个过程叫作电容器的充电。 4 . 放电 : 使充电后的电容器 失去 电荷的过程。 思考 电容器是储存电荷的装置 , 在充放电过程中 , 电容器储存的电荷如何变化 ? 提示 :充电过程中 ,电容器储存的电荷量增加 ,放电过程中储存的电荷量减少。 一 二 二、电容器的电容 1 . 物理意义 : 用
3、来描述电容器容纳 电荷 本领大小的物理量。 2 . 决定因素 : 电容器极板的正对面积越 大 , 极板间的距离越 近 , 电容器的电容就越大。极板间 电介质 的性质也会影响电 容器的电容量。 3 . 单位及换算 : 在国际单位制中 , 电容的单位是 法拉 , 简称 法 , 符号是 F 。实际中常用的还有 微法 ( F ) 和 皮法 ( 。它们的换算关系是 : 1 F = 106 F = 1012 思考 当电容器储存的电荷量为零时 , 电容器的电容是否为零 ? 提示 :不是。电容器电容的影响因素是电容器的正对面积、极板间距离和电介质 ,与电荷量的多少无关。 探究 一 探究 二 探究三 探究一 电
4、容器的结构和功能 问题导引 “ 电容器 ” 顾名思义就是容纳电荷的仪器。在电气设备中常用到各种型号的电容器 , 你知道它们在结构上有什么共同点吗 ? 它们又是怎样储存电荷的呢 ? 提示 :尽管电容器的外形不尽相同 ,但都是由两个彼此绝缘又互相靠近的导体 ( 又叫电容器的极板 ) 组成的 ;由于两极板相对且靠得很近 ,正负电荷相互吸引 ,电容器就是以这种方式储存电荷的。 探究 一 探究 二 探究三 名师精讲 1 . 电容器是储存电荷的装置 , 莱顿瓶是最早出现的电容器。电容器是电气设备中的重要元件。 2 . 电容器的带电荷量等于一个极板所带电荷量的绝对值。 3 . 任何两个彼此绝缘而又互相靠近的
5、导体都可以看成电容器。 4 . 电容器在电路中的符号一般表示为 “ ” 。 探究 一 探究 二 探究三 【例题 1 】 下列符号中 , 表示电容器的是 ( ) 解析 :电容器的符号为 “ ” ,“ ” 为电源的符号 ,“ ” 为电阻的符号 ,“ ” 为电流表的符号。 答案 : A 题后反思 熟悉常用电学元件的电路符号是解决此类问题的关键。 探究 一 探究 二 探究三 探究二 电容器的充、放电 问题导引 如图所示的电路中 , 当开关 S 分别接 1 、 2 时 , 分析灵敏电流计 G 的指针是否发生偏转。若不偏转 ,为什么 ? 若偏转 , 分别说明流过电流计 G 的电流方向。 提示 :当开关 S
6、 接 1 时 ,电容器两极板分别接在电池两端 ,电池给电容器充电 ,使电容器上极板带上正电荷 ,下极板带上负电荷 ,电路中有从 a 流向 b 的电流 ,电流计 G 指针发生偏转。当开关 S 接 2 时 ,充了电的电容器的两极板被导线连接 ,使两极板上正、负电荷发生中和 ,电路中有从 b 流向 a 的电流 ,电流计 G 的指针发生偏转。两次电流计指针偏转的方向不同。 探究 一 探究 二 探究三 名师精讲 1 . 电容器充、放电过程的特点 ( 1 ) 充电过程特点 ( 如图所示 ) 有电流 , 电流由电容器负极板流出 , 电流由大到小。 电容器所带电荷量增加。 电容器两极板间电压升高。 电容器两极
7、板间电场强度增强。 当电容器充电结束后 , 电容器所在电路中无电流 , 电容器两极板间电压与充电电压相等。 探究 一 探究 二 探究三 ( 2 ) 放电过程特点 ( 如图所示 ) 有电流 , 电流方向是从正极板流出 , 电流由大变小。 电容器所带电荷量减少。 电容器两极板间电压降低。 电容器两极板间电场强度减弱。 当电容器放电结束后 , 电容器所在电路中无电流。电容器的放电过程实际上是正、负电荷中和的过程。 探究 一 探究 二 探究三 2 . 电容器充、放电电流方向的判断 在判断充、放电电流方向时 , 我们可以用等效的方法 , 即充电时 , 电容器可等效成一个用电器 , 电流从电源的正极流向电
8、源的负极 ; 放电时 , 电容器等效成电源 , 电流从等效电源 ( 即电容器 ) 的正极流向等效电源 ( 电容器 ) 的负极。 探究 一 探究 二 探究三 【例题 2 】 如图所示 , E 为电源 , S 为单刀双掷开关 , C 为电容器 , 下列说法正确的是 ( ) A. 当 S 闭合在 1 上时 , 电容器的上极板带正电 ,下极板带负电 B. 把 S 闭合在 1 上 , 此时为电容器的充电过程 C. 当闭合在 1 上后电容器两极板间有电压 D. 当把开关从 1 闭合到 2 后电容器开始充电 解析 :当开关 S 接 1 时 ,电容器两极板分别接在电池两端 ,电池给电容器充电 ,使电容器上极板
9、带上正电 ,下极板带上负电 ,电容器带电后 ,两极板间有电压。当开关 S 接 2 时 ,充了电的电容器的两极板被导线相连 ,使两极板上正、负电荷发生中和 ,电容器放电。 答案 : 探究 一 探究 二 探究三 题后反思 无论是充电过程还 是放电过程都是很短暂的 ,当充、放电结束时 ,充、放电电流消失 ,此时连接电容器的电路处于断路状态。 探究 一 探究 二 探究三 探究三 对电容器电容的理解 问题导引 既然电容是描述电容器容纳电荷本领的物理量 , 是不是就意味着电容越大 , 电容器容纳的电荷就越多 ? 提示 :不是 ,水桶装水时有装水的本领 ,不装水时也有装水的本领 ;电容器带电时有贮存电荷的本
10、领 ,不带电时也有贮存电荷的本领。因此电容就是用来描述电容器贮存电荷本领的强弱的 ,与电容器是否带电及带电荷量多少无关。 探究 一 探究 二 探究三 名师精讲 1 . 电容器与电容的区别 电容器是一个电学元 件 , 而电容是一个物理量 , 它表征了电容器容纳电荷的本领。 2 . 电容器电容大小的决定因素 电容器的电容跟两极板的正对面积、两极板的间距以及两极板间的电介质有关。两极板的正对面积越大 , 极板间的距离越小 , 电介质的介电常数越大 , 电容器的电容就越大 , 反之 , 则越小。 通常的可变电容器就是通过改变两极板的正对面积来实现电容变化的。 3 . 电容器铭牌的含义 如果一容器上面标
11、注有 “ 50 F , 6 V ” , 则表示其电容大小为 50 F , 加在其两端的电压不能超过 6 V 。 探究 一 探究 二 探究三 【例题 3 】 下列关于电容的说法中 , 正确的是 ( ) A. 一只电容 器所带的电荷量越大 , 电容越大 B. 如果一个电容器两极板间没有电压 , 就没有电荷量 , 也就没有电容 C. 对于可变电容器而言 , 在其他条件不变的基础上 , 电容器极板的正对面积越大 , 电容越小 D. 对于可变电容器而言 , 在其他条件不变的基础上 , 电容器极板的正对面积越大 , 电容越大 解析 :电容是描述电容器容纳电荷本领大小的物理量 ,其大小是由电容器自身性质决定
12、的 ,取决于两极板的正对面积、极板间的距离及两极板间电介质的种类这三个因素 ,所以 A 、 B 项错误 ;对于可变电容器 ,动片旋入越多 ,正对面积越大 ,电容也就越大 ,故选项 C 错误 , D 项正确。 答案 : D 探究 一 探究 二 探究三 题后反思 电容器的电容是反映其容纳电荷本领的物理量 ,完全由电容器本身决定 ,跟电容器是否带电、带电荷量多少以及两极板间电势差的大小无关。 1 2 3 4 5 1 . 下列电学器件中 , 是电容器的是 ( ) 解析 :由题图可知 , A 为电流表 , B 为滑动变阻器 , C 为电容器 , D 为蓄电池。 答案 : C 1 2 3 4 5 2 .
13、下列关于电容器的说法 不正确 的是 ( ) A. 电容器由两个彼此绝缘的正对金属极板构成 B. 电容器只能储存同种电荷 C. 照相机闪光灯应用了电容器放电发出强光 D. 电容器既能充电 , 也能放电 解析 :电容器的两极板带有等量异种电荷 ,不可能 带同种电荷 ,所以 B 项不正确。 答案 : B 1 2 3 4 5 3 . 下列说法中正确的是 ( ) A. 电容器是储存电荷和电能的容器 , 只有带电时才称作电容器 B. 电容是描述电容器容纳电荷本领大小的物理量 C. 加在固定电容器两极板间的电压越大 , 所带电荷量就越多 D. 电容器的电容跟极板所带电荷量有关 , 带电越多电容越大 解析 :
14、电容是描述电容器容纳电荷本领大小的物理量 ,与电容器是否带电无关 ,与其所带电荷的多少、电压的高低等因素无关 ,由电容器自身的因素决定。所以 A 、 D 项错 , B 、 C 项正确。 答案 : 1 2 3 4 5 4 . 平行板电容器的电容与电容器的 、 和 有关 , 而与电容器是否充电、 无关。 答案 : 极板间的距离 正对面积 电介质的性质 电压高低 1 2 3 4 5 5 . 如图是电容式话筒的示意图。话筒的振动膜前面镀有薄薄的金属层 , 膜后有一金属板 , 振动膜上的金属层和这个金属板构成电容器的两极板 , 在两极板间加一电压 U , 人对着话筒说话时 , 膜前后振动 , 使声音信号转化为电信号。导致该电容器电容变化的原因是什么 ? 解析 :人对着话筒讲话时 ,振动膜前后振动 ,从而引起振动膜 ( 金属层 ) 与金属板间距离的变化 ,从而引起电容的变化。 答案 : 极板间的距离。
