《2022学年高中物理 第一章 静电场 8 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《2022学年高中物理 第一章 静电场 8 电容器的电容课件 新人教版选修3-1（77页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。
1、8电容器的电容1.1.电容器电容器:两个彼此两个彼此_又相距又相距_的导体就组成了的导体就组成了一个电容器。电容器可以储存电荷。一个电容器。电容器可以储存电荷。绝缘绝缘很近很近2.2.电容器的充、放电电容器的充、放电:(1)(1)电容器充电电容器充电:使电容器极板使电容器极板_的过程。的过程。(2)(2)电容器放电电容器放电:使充电后的电容器极板使充电后的电容器极板_的过的过程。程。(3)(3)电容器充电后带电特点电容器充电后带电特点:两极板带两极板带_电荷。电荷。(4)(4)电容器的电荷量电容器的电荷量:电容器一个极板上带的电荷量。电容器一个极板上带的电荷量。带电带电失去电荷失去电荷等量异种
2、等量异种3.3.电容电容:(1)(1)定义定义:电容器所带的电容器所带的_与电容器两极板间的与电容器两极板间的_的比值叫电容。的比值叫电容。(2)(2)定义式定义式:C=:C=_。4.4.电容的物理意义电容的物理意义:电容是描述电容器电容是描述电容器_本领的本领的物理量。物理量。电荷量电荷量电势差电势差储存电荷储存电荷5.5.电容的单位电容的单位:国际单位国际单位:_,:_,符号符号F,F,常用单位常用单位:微法微法(F)(F)、皮法、皮法(pF)(pF)。1 F=_ F=_ pF1 F=_ F=_ pF。法拉法拉10106 6101012126.6.决定电容大小的因素决定电容大小的因素:平行
3、板电容器的电容平行板电容器的电容C C与平行与平行板正对面积板正对面积S S、电介质的相对介电常数、电介质的相对介电常数r r成成_,_,与极与极板间的距离板间的距离d d成成_。平行板电容器电容的公式。平行板电容器电容的公式:C=:C=_,式中式中k k为静电力常量。此式为平行板电容器电为静电力常量。此式为平行板电容器电容的决定式。容的决定式。正比正比反比反比7.7.常用电容器常用电容器:(1)(1)分类。分类。按电介质分按电介质分:空气电容器、空气电容器、_电容器、陶瓷电电容器、陶瓷电容器、容器、_电容器等。电容器等。按是否可变分按是否可变分:可变电容器、可变电容器、_电容器等。电容器等。
4、聚苯乙烯聚苯乙烯电解电解固定固定(2)(2)电容器的额定电压和击穿电压。电容器的额定电压和击穿电压。额定电压额定电压:电容器能够长期电容器能够长期_时的电压。时的电压。击穿电压击穿电压:电介质被击穿时加在电容器两极板上的电介质被击穿时加在电容器两极板上的_电压电压,若电压超过这一限度若电压超过这一限度,电容器就会损坏。电容器就会损坏。正常工作正常工作极极限限主题一电容器电容主题一电容器电容 【问题探究问题探究】按如图所示电路连接好器材按如图所示电路连接好器材,使开关使开关S S先后接触先后接触a a、b,b,观察电流表指针的偏观察电流表指针的偏转情况。转情况。试结合上述情境试结合上述情境,讨论
5、下列问题讨论下列问题:(1)(1)当当S S先后接先后接a a和接和接b b时时,会观察到电流表指针的偏转情会观察到电流表指针的偏转情况是怎样的呢况是怎样的呢?提示提示:当当S S接接a a时时,电流表指针发生偏转电流表指针发生偏转;当当S S接接b b时时,电流电流表指针反向偏转。表指针反向偏转。(2)(2)电容器的工作过程是怎样的电容器的工作过程是怎样的?工作过程中能量是如工作过程中能量是如何转化的何转化的?提示提示:充电过程和放电过程。充电过程和放电过程。充电过程中其他形式的能转化为电能充电过程中其他形式的能转化为电能,放电过程中电放电过程中电能转化为其他形式的能。能转化为其他形式的能。
6、(3)(3)电容器的带电量电容器的带电量Q Q与两极板间的电压与两极板间的电压U U有什么关系有什么关系?反映了电容器怎样的特性反映了电容器怎样的特性?提示提示:电容器两极板间的电势差随电荷量的增加而增加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电荷量和电势差成正比,它们的比值是一个恒量它们的比值是一个恒量,每一每一个电容器都有一个属于自己的个电容器都有一个属于自己的 常数常数,与所带电荷量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的多少无关。这个比值反映了电容器容纳电荷的能力大小大小,因此可用因此可用 描述电容器容纳电荷本领的大小描述电容器容纳电荷本领的
7、大小,即即电容器的电容电容器的电容C=C=。【探究总结探究总结】1.1.电容器充、放电过程的比较电容器充、放电过程的比较:过过程程内容内容充充电过电过程程放放电过电过程程定定义义使使电电容器容器带电带电的的过过程程中和掉中和掉电电容器所容器所带电带电荷的荷的过过程程过过程程内容内容充充电过电过程程放放电过电过程程过过程示意程示意 电电流方向流方向顺时针顺时针逆逆时针时针2.2.电容与水桶的类比电容与水桶的类比:电电容器容器水桶水桶极板之极板之间间的的电压电压与与带电带电量量水的深度与水的深度与储储水量水量电电容容:带电带电量与极板量与极板间电压间电压的比的比值值不不变变,单单位位电压值电压值下
8、下带电带电量越多量越多,说说明明该电该电容器容器的的储储存存电电荷能力越大荷能力越大储储水量与水的深度的比水量与水的深度的比值值不不变变,单单位深度的位深度的储储水水量越大量越大,说说明明该该水桶的水桶的储储水能力越大水能力越大电电容器容器水桶水桶 定定义义式式:电电容容C=C=横截面横截面积积S=S=物理意物理意义义:描述描述电电容器容器储储存存电电荷能力荷能力,与与电压电压和和带带电电量无关量无关横截面横截面积积与与储储存的水量无存的水量无关关【拓展延伸拓展延伸】电容器与电容的区别与联系电容器与电容的区别与联系(1)(1)电容器是一个仪器电容器是一个仪器,而电容是一个物理量而电容是一个物理
9、量,它表征了它表征了电容器容纳电荷的本领。电容器容纳电荷的本领。(2)(2)电容器的电荷量是一个极板上电荷量的绝对值。电容器的电荷量是一个极板上电荷量的绝对值。(3)(3)电容电容C C是用比值定义法定义的是用比值定义法定义的,公式公式C=C=是电容的是电容的定义式定义式,对任何电容器都适用。对任何电容器都适用。(4)(4)对一个确定的电容器对一个确定的电容器,电容由电容器本身的介质特电容由电容器本身的介质特性与几何尺寸决定性与几何尺寸决定,不会随其带电荷量的改变而改变。不会随其带电荷量的改变而改变。【典例示范典例示范】据国外某媒体报道据国外某媒体报道,科学家发明了一种新型超级电容器科学家发明
10、了一种新型超级电容器,能让手机几分钟内充满电。某同学假日登山途中用该能让手机几分钟内充满电。某同学假日登山途中用该种电容器给手机电池充电种电容器给手机电池充电,下列说法正确的是下列说法正确的是()A.A.该电容器给手机电池充电时该电容器给手机电池充电时,电容器的电容变大电容器的电容变大B.B.该电容器给手机电池充电时该电容器给手机电池充电时,电容器存储的电能变少电容器存储的电能变少C.C.该电容器给手机电池充电时该电容器给手机电池充电时,电容器所带的电荷量可电容器所带的电荷量可能不变能不变D.D.充电结束后充电结束后,电容器不带电电容器不带电,电容器的电容为零电容器的电容为零【解题指南解题指南
11、】解答本题时应明确以下两点解答本题时应明确以下两点:(1)(1)对于给定的电容器对于给定的电容器,QU,QU。(2)(2)电容器的电容电容器的电容C C与与Q Q、U U无关。无关。【解析解析】选选B B。电容器的电容是由电容器本身决定的。电容器的电容是由电容器本身决定的,与电容器是否带电或者带电量减少无关与电容器是否带电或者带电量减少无关,因此因此A A、D D错误。错误。电容器在给手机充电的过程中电容器在给手机充电的过程中,存储的电量减少存储的电量减少,因此因此B B正确。正确。【探究训练探究训练】1.1.下面关于电容器及其电容的叙述正确的是下面关于电容器及其电容的叙述正确的是()A.A.
12、任何两个彼此绝缘而又相互靠近的导体任何两个彼此绝缘而又相互靠近的导体,就组成了电就组成了电容器容器,跟这两个导体是否带电无关跟这两个导体是否带电无关B.B.电容器所带的电荷量是指每个极板所带电荷量的代电容器所带的电荷量是指每个极板所带电荷量的代数和数和C.C.电容器的电容与电容器所带电荷量成反比电容器的电容与电容器所带电荷量成反比D.D.一个电容器的电荷量增加一个电容器的电荷量增加Q=1.010Q=1.010-6-6 C C时时,两板间两板间电压升高电压升高10 V,10 V,则电容器的电容无法确定则电容器的电容无法确定【解析解析】选选A A。电容器既然是储存电荷的容器。电容器既然是储存电荷的
13、容器,它里面它里面有无电荷不影响其储存电荷的能力有无电荷不影响其储存电荷的能力,A,A正确正确;电容器所带电容器所带的电荷量指任一极板电荷量的绝对值的电荷量指任一极板电荷量的绝对值,B,B错错;电容器的电电容器的电容由电容器结构决定容由电容器结构决定,不随带电量的变化而变化不随带电量的变化而变化,C,C错错;C=C=可求电容器的电容可求电容器的电容,D,D错。错。2.(2.(多选多选)电流传感器可以像电流表一样测量电流电流传感器可以像电流表一样测量电流,可以可以捕捉到瞬间的电流变化捕捉到瞬间的电流变化,相当于一个理想电流表。用如相当于一个理想电流表。用如图甲所示的电路来研究电容器的放电过程。实
14、验时将图甲所示的电路来研究电容器的放电过程。实验时将开关开关S S拨到拨到1 1端端,用直流用直流8 V8 V电压给电容器充电电压给电容器充电,待电路稳待电路稳定后定后,将电流传感器打开将电流传感器打开,再将开关再将开关S S拨到拨到2 2端端,电容器通电容器通过电阻过电阻R R放电。以放电。以S S拨到拨到2 2端时为端时为t=0t=0时刻时刻,电流传感器测电流传感器测得的电流得的电流I I随时间随时间t t变化图象如图乙所示变化图象如图乙所示,根据题意根据题意,下下列说法正确的是列说法正确的是()A.A.由由I-tI-t图可知图可知,电容器在全部放电过程中释放的电荷电容器在全部放电过程中释
15、放的电荷量约为量约为3.2103.210-3-3 C CB.B.由由I-tI-t图可知图可知,电容器在全部放电过程中释放的电荷电容器在全部放电过程中释放的电荷量约为量约为3.2 C3.2 CC.C.此电容器的电容约为此电容器的电容约为4.0104.010-4-4 F FD.D.此电容器的电容约为此电容器的电容约为0.4 F0.4 F【解析解析】选选A A、C C。根据。根据q=Itq=It可知可知,电容器全部放电过程电容器全部放电过程中释放的电量为图象中曲线与坐标轴包围的面积中释放的电量为图象中曲线与坐标轴包围的面积,计算计算得出释放的电量约为得出释放的电量约为3.2103.210-3-3 C
16、,A C,A正确正确;根据根据C=,C=,充电结束后充电结束后,极板间电压为极板间电压为8 V,8 V,因此该电容器的电容约因此该电容器的电容约为为4.0104.010-4-4 F,C F,C正确。正确。【补偿训练补偿训练】1.1.电容器电容器A A的电容比电容器的电容比电容器B B的电容大的电容大,这表明这表明()A.AA.A所带的电荷量比所带的电荷量比B B多多B.AB.A比比B B能容纳更多的电荷量能容纳更多的电荷量C.AC.A的体积比的体积比B B的体积大的体积大D.D.两电容器的电压都改变两电容器的电压都改变1 V1 V时时,A,A的电荷量改变比的电荷量改变比B B的的大大【解析解析】选选D D。电容是电容器的固有属性。电容是电容器的固有属性,由电容器本由电容器本身的构造决定身的构造决定,电容描述了电容器容纳电荷的本领电容描述了电容器容纳电荷的本领(电电容器两极板间的电压每改变容器两极板间的电压每改变1 V1 V所改变电荷量的多少所改变电荷量的多少)大小大小,而不表示容纳电荷的多少或带电荷量的多少而不表示容纳电荷的多少或带电荷量的多少,故故D D对对,A,A、B B、C C都
