高中物理第1章第8節(jié)《電容器的電容》課件新人教版選修3-1

1、 【設(shè)置情景，引出課題設(shè)置情景，引出課題】電容電容啟動器啟動器【設(shè)置情景，引出課題設(shè)置情景，引出課題】 【設(shè)置情景，引出課題設(shè)置情景，引出課題】【設(shè)置情景，引出課題設(shè)置情景，引出課題】 一、學(xué)習(xí)目標(biāo)：一、學(xué)習(xí)目標(biāo)： 1.知道電容器的構(gòu)造、用途、充放電過程知道電容器的構(gòu)造、用途、充放電過程 2.理解電容的概念及其定義式。理解電容的概念及其定義式。 3.掌握平行板電容器電容的決定式，并能用掌握平行板電容器電容的決定式，并能用其討論有關(guān)問題其討論有關(guān)問題 4.會用控制變量法研究實際物理問題會用控制變量法研究實際物理問題 合合 作作 探探 究究兩個極板（導(dǎo)體）兩個極板（導(dǎo)體）一層介質(zhì)（絕緣體）一層介質(zhì)

2、（絕緣體）能能存儲電荷存儲電荷師師 導(dǎo)導(dǎo) 生生 學(xué)學(xué)一、電容器一、電容器問問1 電容器由哪些部分構(gòu)成電容器由哪些部分構(gòu)成問問3電容器的作用是什么電容器的作用是什么問問4 用右圖示如何說明電容用右圖示如何說明電容器的充電、放電過程？從能器的充電、放電過程？從能的角度如何理解電容器的充的角度如何理解電容器的充放電過程放電過程問問5 電容器所帶的電量與電電容器所帶的電量與電容器任意極板所帶電量的關(guān)容器任意極板所帶電量的關(guān)系系問問2相鄰兩個同學(xué)能否構(gòu)成相鄰兩個同學(xué)能否構(gòu)成一個電容器？一個電容器？12充電：其他形式能轉(zhuǎn)化充電：其他形式能轉(zhuǎn)化為電場能；放電：電場為電場能；放電：電場能轉(zhuǎn)化為其他形式能能轉(zhuǎn)化

3、為其他形式能等于任一極板所帶電等于任一極板所帶電量的絕對值量的絕對值合合 作作 探探 究究增大增大 C二、電容二、電容師師 導(dǎo)導(dǎo) 生生 學(xué)學(xué)問問1 隨著儲水量的增多，水位隨著儲水量的增多，水位升升h儲水量怎么變，哪個儲水儲水量怎么變，哪個儲水量最多？量最多？hABC如右圖，圓柱型水杯容器如右圖，圓柱型水杯容器的儲水的儲水問問2 哪個儲水本領(lǐng)大？哪個儲水本領(lǐng)大？問問3 如何用水容量如何用水容量V與高度與高度h的關(guān)系的關(guān)系反映水容器的儲水本領(lǐng)？反映水容器的儲水本領(lǐng)？問問4 如右圖，隨如右圖，隨著電量的增多，著電量的增多，電容器兩極板的電容器兩極板的電勢差如何變電勢差如何變問問5 類比法，如何用電量

4、類比法，如何用電量Q與電勢與電勢差差U的關(guān)系反映電容器儲存電荷的的關(guān)系反映電容器儲存電荷的本領(lǐng)？本領(lǐng)？Chv深度水量增大增大UQ電勢差電量C電容S截面積截面積 合合 作作 探探 究究二、電容二、電容師師 導(dǎo)導(dǎo) 生生 學(xué)學(xué)問問6 電容的定義：電容的定義：問問7 定義式：定義式：問問8 對定義式的理解：對定義式的理解：問問9 單位：國際單位：單位：國際單位： 常用單位：常用單位：問問10 物理意義：物理意義：電容器所帶的電荷量電容器所帶的電荷量Q與電容器兩與電容器兩極板間的電勢差極板間的電勢差U的比值的比值 UQC C與與U、Q無關(guān)，取決于電容器本無關(guān)，取決于電容器本身身法拉法拉 符號符號F1法法

5、(F)106微法微法(F)1012皮法皮法(pF) 表示電容器容納電荷本領(lǐng)的物理表示電容器容納電荷本領(lǐng)的物理量量 合合 作作 探探 究究極板間距極板間距離離d極板正對極板正對面積面積S絕緣介質(zhì)絕緣介質(zhì)材料材料控制變控制變量法量法UQC 三、平行板電容器的電容三、平行板電容器的電容師師 導(dǎo)導(dǎo) 生生 學(xué)學(xué)問問1平行板電容器的平行板電容器的電容與自身的哪些因電容與自身的哪些因素可能有關(guān)素可能有關(guān)問問2 用什么方法來確用什么方法來確定這些因素與電容的定這些因素與電容的關(guān)系關(guān)系 問問3具體如何操作具體如何操作感應(yīng)感應(yīng)起電起電Q一定時：一定時：U的變化可以反映的變化可以反映C的變的變化化, U的變化通過靜

6、電計的指針張角的變化通過靜電計的指針張角變化反映，張角越大，變化反映，張角越大，U越大，越大，C越小，反之相反越小，反之相反機機電電起起計計電電靜靜KdSCr4 -相對介電常數(shù)相對介電常數(shù) S-正對面積正對面積d-距離距離 K-靜電力常量靜電力常量r平行板電容器平行板電容器C跟介電常數(shù)成正比，跟介電常數(shù)成正比，跟正對面積跟正對面積S成正比，跟極板間的成正比，跟極板間的距離距離d成反比成反比合合 作作 探探 究究三、平行板電容器的電容三、平行板電容器的電容師師 導(dǎo)導(dǎo) 生生 學(xué)學(xué)問問5 精確理論分精確理論分析關(guān)系式為：析關(guān)系式為：問問6該表達式中該表達式中各個物理量的物各個物理量的物理意義理意義問

7、問7該表達式與該表達式與C=Q/U 的區(qū)別的區(qū)別及聯(lián)系及聯(lián)系問問4 實驗結(jié)論實驗結(jié)論 例題例題1 1 某一電容器，當(dāng)所帶電量為某一電容器，當(dāng)所帶電量為4 41010-6-6C C，兩極板間的電勢差為，兩極板間的電勢差為20v20v，問：，問：（1 1）當(dāng)所帶電量減半時，電容器的電容為）當(dāng)所帶電量減半時，電容器的電容為多少？多少？（2 2）如果電容器不帶電時，電容器的電容）如果電容器不帶電時，電容器的電容為多少？為多少？互動交流互動交流 突破疑難突破疑難 仍為仍為210-5F 例題例題2 2 用控制變量法，可以研究影響平行板用控制變量法，可以研究影響平行板電容器電容的因素，如圖電容器電容的因素，

8、如圖所示所示. 設(shè)兩極板設(shè)兩極板正對面積為正對面積為S，極板間的距離為，極板間的距離為d，靜電計，靜電計指針偏角為指針偏角為.實驗中，極板所帶電荷量不實驗中，極板所帶電荷量不變，若變，若()互動交流互動交流 突破疑難突破疑難A保持保持S不變，增大不變，增大d，則，則變大變大B保持保持S不變，增大不變，增大d，則，則變小變小C保持保持d不變，減小不變，減小S，則，則變小變小D保持保持d不變，減小不變，減小S，由，由不變不變A四、四、平行板電容器充電后的兩類典型情況平行板電容器充電后的兩類典型情況思考與討論思考與討論 ：平行板電容器充電后，繼續(xù)保持：平行板電容器充電后，繼續(xù)保持電容器的兩極板與電源

9、相連接。在這種情況下，電容器的兩極板與電源相連接。在這種情況下，如果增大兩極板間的距離如果增大兩極板間的距離d，那么，電容器的電，那么，電容器的電容、兩極板間的電勢差容、兩極板間的電勢差U、電容器所帶的電量、電容器所帶的電量Q、兩極板間的場強兩極板間的場強E各如何變化？各如何變化？解析：平行板電容器充電后，繼續(xù)保持電容器解析：平行板電容器充電后，繼續(xù)保持電容器的兩極板與電源相連接，其電勢差恒等于電源的兩極板與電源相連接，其電勢差恒等于電源電壓，并保持不變。電壓，并保持不變。 C =S/4kdS/d E = U/d1/d Q = CU =US/4kdS/d思考與討論思考與討論 ： 平行板電容器充

10、電后，平行板電容器充電后，切斷與電源的連接。在這種情況下，如果切斷與電源的連接。在這種情況下，如果增大增大d，則，則U、Q、E各如何變化？各如何變化？解析：平行板電容器充電后，切斷與電源的連接，電容器不存在解析：平行板電容器充電后，切斷與電源的連接，電容器不存在充、放電的可能性，兩極板上的帶電量充、放電的可能性，兩極板上的帶電量Q始終不變。始終不變。C =S/4kdS/dU = Q/C = Q/（S/4kd）d/SE = U/d = Q/Cd = Q/（Sd/4kd）= 4kQ/S 1/S小結(jié)：平行板電容器充電后的兩類典型情況小結(jié)：平行板電容器充電后的兩類典型情況 電容器始終連接在電源上，兩極

11、間的電容器始終連接在電源上，兩極間的電壓電壓U保持不變。保持不變。 電容器充電后，切斷與電源的連接，電容器充電后，切斷與電源的連接，電容器的帶電容器的帶電荷量電荷量Q保持不變。保持不變。常用電容器電容器固定電容器可變電容器聚苯乙烯電容器陶瓷電容器電解電容器紙質(zhì)電容器+-定片動片達標(biāo)檢測達標(biāo)檢測1 1對于一個電容器，下列說法正確對于一個電容器，下列說法正確的是（的是（ ）A. 電容器兩板間電壓越大，電容越大電容器兩板間電壓越大，電容越大B. 電容器兩板間電壓減小到原來的一半，它電容器兩板間電壓減小到原來的一半，它的電容就增加到原來的的電容就增加到原來的2倍倍C. 電容器所帶電量增加電容器所帶電量

12、增加1倍，兩板間電壓也增倍，兩板間電壓也增加加1倍倍D. 平行板電容器電容大小與兩板正對面積、平行板電容器電容大小與兩板正對面積、兩板間距離及兩板間電介質(zhì)的相對介電常數(shù)有兩板間距離及兩板間電介質(zhì)的相對介電常數(shù)有關(guān)關(guān)C D達標(biāo)檢測達標(biāo)檢測2 2如圖所示為研究平行板電容器如圖所示為研究平行板電容器電容的實驗。電容器充電后與電源斷開，電電容的實驗。電容器充電后與電源斷開，電量量Q 將不變，與電容器相連的靜電計用來測將不變，與電容器相連的靜電計用來測量電容器的量電容器的_。在常見的電介質(zhì)中，由。在常見的電介質(zhì)中，由于空氣的介電常數(shù)是最小的，當(dāng)極板間插入于空氣的介電常數(shù)是最小的，當(dāng)極板間插入其它的電介質(zhì)板時