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1、高中物理選修電容器第第8節(jié)節(jié) 電容器的電容電容器的電容高中物理選修電容器高中物理選修電容器高中物理選修電容器高中物理選修電容器 電容器是一種重要的電學(xué)元件,它在電電容器是一種重要的電學(xué)元件,它在電子線路中有廣泛的應(yīng)用。子線路中有廣泛的應(yīng)用。電容器是:電容器是:電路中用以積儲電荷及電能的容器。電路中用以積儲電荷及電能的容器。(電子元件電子元件)什么是電容器呢?高中物理選修電容器任何兩個彼此絕緣又相隔很近的導(dǎo)體,組成一個電任何兩個彼此絕緣又相隔很近的導(dǎo)體,組成一個電容器。容器。 一一 電容器電容器 兩個極板(導(dǎo)體)兩個極板(導(dǎo)體)電介質(zhì)(絕緣材料)電介質(zhì)(絕緣材料) QQ平行板電容平行板電容(最簡
2、單的電容器最簡單的電容器)高中物理選修電容器 QQE U電容器的電容器的充電充電和放電過程和放電過程電容器的充電:電容器的充電:由電源獲得的電能儲存在電容器中的過程由電源獲得的電能儲存在電容器中的過程。電容器的放電:電容器的放電:電場能轉(zhuǎn)化成其化形式的能的過程。電場能轉(zhuǎn)化成其化形式的能的過程。abA高中物理選修電容器我們要求電容器的我們要求電容器的帶電量帶電量盡可能大。盡可能大。 QQE U類比類比即:如何提高電容器的容納電荷本領(lǐng)呢? 理論和實驗表明:一個電容器的理論和實驗表明:一個電容器的帶電量帶電量Q與與電容器兩極板之間的電勢差成正比。電容器兩極板之間的電勢差成正比。HV1S1hS=v/h
3、即:Q/U=K如圖Q即為電容帶電量?高中物理選修電容器1、電容:、電容:電容器所帶的電荷量電容器所帶的電荷量Q與電容器兩極板間與電容器兩極板間 的電勢差的電勢差U的比值的比值 定義式:定義式: ,或者,或者UQCUQC 2、物理意義:、物理意義:描述電容器容納電荷本領(lǐng)的物理量描述電容器容納電荷本領(lǐng)的物理量 3、單位:、單位: 在國際單位制中單位是法拉(在國際單位制中單位是法拉(F) 1F=1C/V 1F=10-6F 1F=10-12F高中物理選修電容器【例題【例題1】 一個電容器,充電后所帶電荷量為一個電容器,充電后所帶電荷量為Q=410-6C時,它的兩極板間的電勢差時,它的兩極板間的電勢差U
4、=2V,由此,由此可知,該電容器的電容是可知,該電容器的電容是_F。如果再充進(jìn)如果再充進(jìn)410-6C的電荷量,其電容為的電荷量,其電容為_F。兩板的電勢差為多少兩板的電勢差為多少_V。如果用導(dǎo)線將電容器兩極相連,放電完畢后,其電容如果用導(dǎo)線將電容器兩極相連,放電完畢后,其電容為為_F。210-6210-64210-6高中物理選修電容器電容器的電容與可能與哪些量因素有關(guān)?電容器的電容與可能與哪些量因素有關(guān)?兩極板之間的距離?兩極板之間的距離?兩極板的面積?兩極板的面積?電介質(zhì)(絕緣材料的絕緣性能)?電介質(zhì)(絕緣材料的絕緣性能)?如何實驗去探究?如何實驗去探究?控制變量法控制變量法 QQ電容的大小
5、與帶電量電容的大小與帶電量,及兩極板的電壓無關(guān)及兩極板的電壓無關(guān)高中物理選修電容器探究平行板電容器電容的大小與的因素探究平行板電容器電容的大小與的因素實驗表明:電容器的電容與極板間的:實驗表明:電容器的電容與極板間的: 正對面積(正對面積(s) 距離距離(d) 絕緣介質(zhì)的材料絕緣介質(zhì)的材料(r) 有關(guān)。有關(guān)。實驗視頻高中物理選修電容器1、當(dāng)平行板電容器兩極板之間是真空時、當(dāng)平行板電容器兩極板之間是真空時kdSC42、當(dāng)板間充滿同一種絕緣介質(zhì)時,電容變大為真空時的、當(dāng)板間充滿同一種絕緣介質(zhì)時,電容變大為真空時的r倍,倍, 即即kdSCr4相對介電常數(shù)相對介電常數(shù)r是一個與電介質(zhì)性質(zhì)有關(guān)的常數(shù)(無
6、單位)是一個與電介質(zhì)性質(zhì)有關(guān)的常數(shù)(無單位) 電介質(zhì)電介質(zhì)空氣空氣煤油煤油石臘石臘陶瓷陶瓷玻璃玻璃云母云母水水r1.000522.0-2.164-116-881理論分析表明:理論分析表明:高中物理選修電容器從從構(gòu)造構(gòu)造上看,可分為固定電容器和可變電容器上看,可分為固定電容器和可變電容器 1、固定電容器固定電容器根據(jù)材料不同,常見的有:根據(jù)材料不同,常見的有:聚苯乙烯電容器聚苯乙烯電容器陶瓷電容器陶瓷電容器 ;電解電容器電解電容器 (電容比較大,有極性)(電容比較大,有極性) 固定電容器固定電容器+電解電容器電解電容器2、可變電容器可變電容器可變電容器可變電容器常見電容器介紹常見電容器介紹 高中
7、物理選修電容器我們的思路:我們的思路:電容器是重要的電子元件電容器是重要的電子元件電容器是積儲電荷及電能的元件電容器是積儲電荷及電能的元件設(shè)計制作電容器設(shè)計制作電容器最簡單的電容即平行板電容器最簡單的電容即平行板電容器平行板電容器工作原理平行板電容器工作原理用電容來描述電容器容納電荷的本領(lǐng)用電容來描述電容器容納電荷的本領(lǐng)探究影響電容器電容大小的因素探究影響電容器電容大小的因素高中物理選修電容器1、 如圖所示,平行板電容器與電池相連,當(dāng)二極板如圖所示,平行板電容器與電池相連,當(dāng)二極板間距離減小后,則二板間的電壓間距離減小后,則二板間的電壓U和電場強(qiáng)度和電場強(qiáng)度E,電容,電容器電容器電容C及電量及
8、電量Q與原來相比與原來相比 。AU不變,不變,E不變,不變,C不變,不變,Q不變不變BU不變,不變,E變小,變小,C變小,變小,Q變小變小CU不變,不變,E變大,變大,C變大,變大,Q變大變大DU不變,不變,E不變,不變,C變大,變大,Q變小變小課內(nèi)練習(xí)課內(nèi)練習(xí)高中物理選修電容器2、某電容器一個極板上帶電量、某電容器一個極板上帶電量1.010-5C,兩板電壓,兩板電壓增加增加1V,則此電容器電容為,則此電容器電容為_F,相當(dāng)于,相當(dāng)于_ F,若,若將其充電量加倍,則電容為將其充電量加倍,則電容為_F兩極電壓為兩極電壓為_V3、下面關(guān)于電容器和電容的說法,正確的是、下面關(guān)于電容器和電容的說法,正確的是A電容器的電容越大,表明它帶電越多。電容器的電容越大,表明它帶電越多。B電容器的電容越大,表明它兩極電壓是電容器的電容越大,表明它兩極電壓是1V時帶電時帶電越多,因此貯存電荷的本領(lǐng)越大。越多,因此貯存電荷的本領(lǐng)越大。C對某電容器來說,充電電壓越高(只要不超過允對某電容器來說,充電電壓越高(只要不超過允許電
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