《2018-2019学年高中物理 第一章 静电场 第8节 电容器的电容课件 新人教版选修3-1》由会员分享，可在线阅读，更多相关《2018-2019学年高中物理 第一章 静电场 第8节 电容器的电容课件 新人教版选修3-1（49页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。
1、第8节 电容器的电容,【学习目标】 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.理解电容的概念及定义方法,掌握电容的定义、公式、单位,并会应用定义式进行简单的计算.3.知道平行板电容器的主要构造,了解影响平行板电容器电容大小的因素.4.掌握平行板电容器电容的决定式,并能用其讨论有关问题.,基础知识,核心要点,学习效果,核心素养,基础知识 探究,教材探究,知识点一,电容器及电容,【问题导学】,(1)在照相机拍照时,闪光灯可以发出耀眼的白光.闪光灯是通过电容供电的,把电容器的两个极板分别与电源两极相连,对电容器进行充电,该过程中能量是如何转化的?把电容器两极相接,
2、对电容器进行放电,该过程中能量是如何转化的?,答案:(1)拍照前的充电过程由电源获得的电能储存在电容器中;拍照后的放电过程,两极板间的电场能转化为其他形式的能量.,(2)电容器中没有电荷时,电容器两极板间的电势差是多大?充电过程中,电容器的电荷量增加,电容器两极板间的电势差如何变化?试猜想在充电、放电过程中,电容器的电荷量Q和板间电势差U的比值如何变化?,答案:(2)为零,增大,不变.,【知识梳理】 1.电容器:任何两个彼此 又相距很近的 ,都可以看成一个电容器.它是储存电荷和电能的装置. 2.电容器的充、放电 (1)充电:把电容器的两极板分别与电池组的两极相连,两个极板分别带上等量的 电荷的
3、过程叫做充电.充电过程中,由电源获得的 储存在电容器中. (2)放电:用导线把充电后的电容器的两极板接通,两极板上的电荷 的过程叫做放电.放电过程中, 转化为其他形式的能量.,绝缘,导体,异号,电能,中和,电场能,3.电容 (1)定义:电容器所带的电荷量Q与电容器两极板间的电势差U的 . (2)公式:C= ,其中Q指一个极板上带电荷量的绝对值. (3)单位: ,符号是F,1 F=1 C/V,1 F= F= pF.,比值,法拉,106,1012,知识点二,平行板电容器的电容 常用电容器,【问题导学】,平行板电容器由两块平行放置的金属板组成.利用平行板电容器进行如下实验: (1)如图所示,保持Q和
4、d不变,增大(或减小)两极板的正对面积S,观察电 势差U(静电计指针偏角)的变化,依据C= ,分析电容C的变化.,答案:(1)S增大,电势差U减小,电容C增大.,(2)如图所示,保持Q和S不变,增大(或减小)两极板间的距离d,观察电势 差U(静电计指针偏角)的变化,依据C= ,分析电容C的变化.,答案:(2)d增大,电势差U增大,电容C减小.,(3)如图所示,保持Q,S,d不变,插入电介质,观察电势差U(静电计指针偏 角)的变化,依据C= ,分析电容C的变化.,答案:(3)插入电介质,电势差U减小,电容C增大.,1.平行板电容器 (1)构成:由两个彼此 又相互靠近的 组成. (2)电容的决定因
5、素:电容与两板正对面积S成 ,与电介质的相对介电常数r成 ,与极板间距离d成 . (3)表达式:C= ,r为相对介电常数,真空时r= .其他电介质时r .,绝缘,【知识梳理】,平行金属板,正比,正比,反比,1,1,2.常用电容器 (1)分类:从构造上看,可以分为 和 两类. (2)电容器的两种电压 击穿电压: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,电容器损坏,这个极限电压称为 电压. 额定电压:电容器能够 时的电压.电容器外壳上标有额定电压的数值,这个数值比击穿电压 .,固定电容器,可变电容器,击穿,长期正常工作,低,思考判断,1.电容器放电的过程就是两极板电荷
6、中和的过程.( ) 2.电容器的电容越大,所带电荷量就越多.( ) 3.将平行板电容器两极板的间距加大,电容将增大.( ) 4.电容器所带的电荷量Q是指电容器的一个极板上所带电荷量的绝对 值.( ) 5.电容器外壳上标的是额定电压.( ),核心要点 突破,要点一,电容器和电容的理解,2.Q-U图像 (1)如图所示,Q-U图像是一条过原点的直线,其中Q为一个极板上所带电荷量的绝对值,U为两板间的电势差,直线的斜率表示电容大小.,状元心得,【例1】如图所示,电源电压为 3 V,则 (1)接通开关S的瞬间,通过电阻R的电流方向从 到 . (2)平行板电容器充电稳定后,所带电荷量为4.510-4 C,
7、那么此电容器的电容是多少? (3)平行板电容器充电稳定后,在将两极板间距离增大的过程中,通过R的电流方向从 到 . (4)将两极板间距离增大后发现,电荷量减少了1.510-4 C,那么电容器的电容变成了多少?,思维导图,解析:(1)电容器在充、放电过程中,电路中将有电流,电流方向即为正电荷的定向移动方向.在接通开关S的瞬间,电容器被充电,上极板带正电,下极板带负电,故电流方向由A到B;,答案:(1)A B (2)1.510-4 F (3)B A (4)110-4 F,误区警示,电容器电容、电荷量、电压的分析 电容器的电容由电容器本身决定,与电荷量和两极板电压无关,因此,在分析电荷量、电压时电容
8、器电容不变是分析问题的关键点.,AC,要点二,平行板电容器的动态分析,1.分析方法:抓住不变量,分析变化量.其理论依据是三个公式: (1)电容器电容的定义式C= ;,2.两类典型题型,【例2】 (2018湖南株洲高二模拟)(多选)如图所示,用静电计可以测量已充电的平行板电容器两极板之间的电势差U,现使B板带正电,则下列判断正确的是( ) A.增大两极板之间的距离,指针张角变大 B.将A板稍微上移,静电计指针张角将变大 C.若将玻璃板插入两板之间,则静电计指针张角变大 D.若将A板拿走,则静电计指针张角变为零,答案:AB,方法总结,电容器动态问题的分析思路,【针对训练2】 (2018长沙雅礼中学
9、检测)(多选)两块大小、形状完全相同的金属平板平行正对放置,构成一平行板电容器,与它相连接的电路如图所示,接通开关S,电源即给电容器充电.则( ) A.保持S接通,减小两极板间的距离,则两极板间电场的电场强度减小 B.保持S接通,在两极板间插入一块电介质,则极板上的电荷量增大 C.断开S,减小两极板间的距离,则两极板间电场的电场强度不变 D.断开S,在两极板间插入一块电介质,则两极板间的电势差增大,BC,【针对训练3】 (2018四川绵阳中学高二检测)如图所示,先接通开关S使电容器充电,然后断开开关S.当增大两极板间距离时,电容器所带电荷量Q、电容C,两板间电势差U、电容器两极板间电场强度的变
10、化情况是( ) A.Q变小,C不变,U不变,E变小 B.Q变小,C变小,U不变,E不变 C.Q不变,C变小,U变大,E不变 D.Q不变,C变小,U变小,E变小,C,要点三,平行板电容器中的力学问题,1.带电粒子在平行板电容器中的力学问题是静电场与力学知识的综合,分析方法与力学的分析方法基本相同. 2.先分析受力情况,再分析运动状况和运动过程(平衡、加速或减速,是直线还是曲线运动),然后选用恰当的规律(如牛顿定律、动能定理及能量守恒定律)解题.,【例3】 (2018南京市六合区月考)如图所示是一个由电池、电阻R、开关S与平行板电容器组成的串联电路,开关S闭合.一带电液滴悬浮在两板间P点不动,下列
11、说法正确的是( ) A.带电液滴可能带正电 B.增大两极板距离的过程中,电阻R中有从a到b的电流 C.断开S,减小两极板正对面积的过程中,液滴将加速下降 D.断开S,减小两极板距离过程中,液滴静止不动,答案:D,方法总结,两种易错情况 (1)保持S闭合,误认为带电液滴所受静电力不变.实际上,两极板间电压保持不变,若增大两极板距离,由E= 可知,带电液滴所受静电力减小.,【针对训练4】 (2018安徽江南十校模拟)(多选)如图所示,平行板电容器两极板A,B与电池两极相连,一带正电小球悬挂在电容器内部.闭合开关S,充电完毕后悬线偏离竖直方向夹角为,则( ) A.保持S闭合,将A板向B板靠近,则增大
12、 B.保持S闭合,将A板向B板靠近,则不变 C.断开S,将A板向B板靠近,则增大 D.断开S,将A板向B板靠近,则不变,AD,学习效果 检测,1.电容器是一种常用的电子元件.下列对电容器认识正确的是( ) A.电容器的电容表示其储存电荷的能力 B.电容器的电容与它所带的电荷量成正比 C.电容器的电容与它两极板间的电压成正比 D.电容的常用单位有F和pF,1 F=103 pF,解析:电容是表示电容器储存电荷本领大小的物理量,故A正确.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B,C错误.1 F=106 pF,故D错误.,A,2.(2018河南南阳宛东五校高二联考)
13、(多选)对于水平放置的平行板电容器,下列说法正确的是( ) A.将两极板的间距加大,电容将增大 B.将两极板平行错开,使正对面积减小,电容将减小 C.在下极板的内表面上放置一面积和极板相等、厚度小于极板间距的陶瓷板,电容将增大 D.在下极板的内表面上放置一面积和极板相等、厚度小于极板间距的铝板,电容将增大,解析:平行板电容器电容大小随正对面积的减小而减小,随两极板间距离的增大而减小,在两极板间放入电介质,电容增大.则可直接看出A错误,B,C正确;对D选项,实际上是减小了两极板间的距离,故D正确.,BCD,3.一个电容器带电荷量为Q时,两极板间电压为U,若使其带电荷量增加 4.010-7 C时,
14、它两极板间的电势差增加 20 V,则它的电容为( ) A.1.010-8 F B.2.010-8 F C.4.010-8 F D.8.010-8 F,B,4.(2018武汉外国语学校高二测试)如图所示,平行板电容器的电容为C,极板带电荷量为Q,极板间距为d.现在两板间正中央放一带电荷量为q的点电荷,则它所受到的静电力大小为( ),C,5.(多选)连接在电池两极上的平行板电容器,当两板间的距离减小时 ( ) A.电容器的电容C变大 B.电容器极板的带电荷量Q变大 C.电容器两极板间的电势差U变大 D.电容器两极板间的电场强度E变大,ABD,核心素养 提升,(教师备用),【方法拓展】平行板电容器与
15、静电计的结合问题 1.由决定式C= ,根据所给问题中r、S或d的变化,确定平行板电容器的电容C的变化情况.注意电容器间插入电介质时意味着r变大,电容C变大;插入金属板时意味着d减小,电容C也变大.,学长经验分析,2.静电计与电容器的两极板分别连接在一起,如图所示,则电容器上的电势差就等于静电计上所指示的电势差U,静电计指针的变化表征了电容器两极板电势差的变化.,3.电容器的电荷量Q是不变的,若电容C变化,根据U= 可确定电势差U的变化情况,进而可以确定静电计指针的张角变化情况.,【以例示法】 (2017安徽淮北模拟)(多选)平行板A,B组成电容器,充电后与静电计相连,要使静电计指针张角变大,下列措施可行的是( ) A.B板向上移动 B.B板向左移动 C.将电介质材料从A,B板间抽出 D.减少极板上的电荷量,ABC,【科学技术社会环境】,触摸屏显示器 在公共场所大厅信息查询、机票、火车票预售、电子游戏、多媒体教学、手机操作等很多方面都用到触摸屏显示器,使用者只要用手指轻轻地碰显示屏上的图符或文字就能实现对主机操作,使人机交互更为方便.产品主要分为电容式触控屏、电阻式触控屏和表面声波触摸屏三类. 电容式触摸屏可以用于大尺寸触摸屏,电容式触摸屏耐磨损、寿命长,用户使用时维护成本低.,
