人教版高中物理選修3-1課件：1.8電容器的電容 (共44張PPT).ppt

1、導(dǎo)入新課,電路板,這就是我們本節(jié)要學(xué)習(xí)的內(nèi)容,電容,第一章 靜電場(chǎng),1.8 電容器的電容,教學(xué)目標(biāo),1. 知識(shí)與能力, 理解電容的概念，認(rèn)識(shí)常見的電容器。 電容的計(jì)算公式、單位等。 掌握變化電容的分析方法。 理解電介質(zhì)和介電常數(shù)的概念。,2.過程與方法, 通過觀察電容的充、放電過程會(huì)解釋其中的變化。 通過實(shí)驗(yàn)了解影響平行板電容器電容大小的因素掌握電容的決定式并會(huì)根據(jù)條件分析電容的變化。,3.情感態(tài)度與價(jià)值觀, 在這節(jié)內(nèi)容的學(xué)習(xí)中我們知道了電容的定義式和決定式，在解題過程中要區(qū)分兩者的聯(lián)系和區(qū)別。,教學(xué)重難點(diǎn),教學(xué)重點(diǎn)：,教學(xué)難點(diǎn)：,電容充放電過程 電容器的計(jì)算公式的應(yīng)用 常見電容器,電容器的影

2、響因素 電容器的相關(guān)計(jì)算,一、電容器,二、電容,三、平行板電容器的電容,內(nèi)容解析,四、常見電容器,一、電容器,電容器是一種重要的電學(xué)元件，應(yīng)用廣泛。,在兩個(gè)相距很近的平行金屬板中間夾上一層絕緣物質(zhì)電介質(zhì)（空氣也是一種電介質(zhì)），就構(gòu)成了一個(gè)最簡(jiǎn)單的電容器，叫做平行板電容器。,平行板電容器,電容器的充電,電容器的放電,如圖，用導(dǎo)線把充電器的兩極板接通，兩極板上的電荷中和，電容器又不帶電了，這個(gè)過程叫做放電。從靈敏電流計(jì)上而已觀察到短暫的放電電流。放電后，兩極板間不再有電場(chǎng)，電場(chǎng)能轉(zhuǎn)化為其他形式的能量。,注意,電容的充電、放電都是短暫的過程。,二、電容,充電后的電容器的兩極板間有電勢(shì)差，這個(gè)電勢(shì)差與

3、電容所帶的電荷量有關(guān)。,實(shí)驗(yàn)表明：,一個(gè)電容器所帶的電荷量Q與電容器兩極板 間的電勢(shì)差U成正比，比值 是一個(gè)常量。與 電容器本身有關(guān)，不同的電容器的比值是不同的。 可見，這個(gè)比值表征了電容器儲(chǔ)存電荷的特性。,表達(dá)式：,注意,電容器充電完成后，兩極板上分別帶有等量異種電荷，而電容器定義式中的Q指的是一個(gè)極板所帶電荷的絕對(duì)值。,三、平行板電容器的電容,平行板電容器是最簡(jiǎn)單的也是最基本的電容器，我們以平行板電容器為例研究影響平行板電容器的因素。,實(shí)驗(yàn)中會(huì)使用靜電計(jì)測(cè)量平行板電容器兩極板間的電勢(shì)差U。,保持極板上的電荷量Q不變，兩極板間距d不變，改變兩極板的正對(duì)面積，通過靜電計(jì)指針的變化來觀測(cè)兩極板電

4、勢(shì)差的變化。,（1）改變兩極板的正對(duì)面積,得知： 電容C與正對(duì)面積S成正比。,保持極板上的電荷量Q不變，兩極板正對(duì)面積S不變，改變兩極板間的距離d，通過靜電計(jì)指針的變化來觀測(cè)兩極板電勢(shì)差的變化。,（2）改變兩極板間的距離,得知： 電容C與兩極板間距成反比。,保持Q、S、d都不變，在兩極板間插入電介質(zhì)，通過靜電計(jì)的指針來觀測(cè)兩極板間電勢(shì)差的變化。,（3）在兩極板間插入電介質(zhì),得知 電容C與電介質(zhì)的相對(duì)介電常數(shù)成正比。,理論表明:,當(dāng)平行板電容器的兩極板間是真空時(shí)，電容C與極板的正對(duì)面積S、極板距離d的關(guān)系為,當(dāng)兩極板間充滿同一種介質(zhì)時(shí)，電容變大為真空時(shí)的r倍，即,r是一個(gè)常數(shù)，與電介質(zhì)的性質(zhì)有關(guān)

5、，稱為電介質(zhì)的介電常數(shù)。,幾種常用電介質(zhì)的介電常數(shù),提示,（1）若電容器保持與電源相連接，則兩極板間電勢(shì)差保持不變，即U不變。 （2）若電容器與電源斷開，則電容器的帶帶電荷量保持不變。,四、常見電容器,常用的電容器從構(gòu)造上看主要分為兩種，可以分為固定電容器和可變電容器。,固定電容器： 電容固定不變,聚苯乙烯電容器、電解電容器,以聚苯乙烯膜為電介質(zhì)，把兩層鋁箔隔開，卷起來，就制成了聚苯乙烯電容器。改變鋁箔的面積和薄膜的厚度可以制成不同電容的聚苯乙烯電容器。,聚苯乙烯電容器,電解電容器是用鋁板做一個(gè)極板，用鋁箔上很薄的一層氧化膜做電介質(zhì)，用浸過電解液的紙做另一個(gè)電極板（要靠另一鋁箔與外部引線連接）

6、制成的。由于氧化膜很薄，所以電容很大。,電解電容器,可變電容器,可變電容器由兩組鋁片組成，固定的一組鋁片叫做定片，可以轉(zhuǎn)動(dòng)的一組鋁片叫做動(dòng)片。轉(zhuǎn)動(dòng)動(dòng)片，使兩組鋁片的正對(duì)面積發(fā)生變化，電容就隨著改變。,注意,加在電容器兩極板上的電壓不能超過某一限度，超過這個(gè)限度，電介質(zhì)會(huì)被擊穿，電容器損壞，這個(gè)極限電壓成為擊穿電壓。 電容器外殼上標(biāo)的是工作電壓，或成為額定電壓，這個(gè)數(shù)值比擊穿電壓低。,課堂小結(jié),一、電容器,以平行板電容器為例，介紹常用電容器的構(gòu)造：極板、介質(zhì)。 電容器充放電過程。,二、電容,電容的定義、單位、表達(dá)式。,以平行板電容器為例探究影響電容器電容的因素，并推導(dǎo)出電容的決定式。,三、平行板

7、電容器的電容,四、常見電容器,2.一個(gè)電容器儲(chǔ)存的電荷量是410-8C,兩極板間電壓是2V。那么這個(gè)電容器的電容是_F，如果將所帶電荷全部放掉，這個(gè)電容器的電容是_F。,1.有一空氣平行板電容器，僅增加兩極板的正對(duì)面積，其電容_；僅縮小極板間距離，其電容_;僅降低兩極板間電壓，其電容_;僅在兩極板間充以介電常數(shù)較大的電介質(zhì)，其電容_。,課堂練習(xí),增大,增大,不變,增大,3.平行板電容器充電后斷開電源，然后將兩極板間正對(duì)面積逐漸增大，則在此過程中：（ ）。,A.電容器電容將逐漸增大； B.兩極板間電場(chǎng)強(qiáng)度將逐漸增大； C. 兩極板間電壓保持不變； D.兩極板上代電荷量保持不變。,AD,如果充電后

8、不斷開電源，再增大極板正對(duì)面積，選項(xiàng)還一樣嗎？,A.保持S接通，減小兩極板間的距離，則兩極板間的電場(chǎng)的電場(chǎng)強(qiáng)度減小； B.保持S接通，在兩極板間插入一塊電介質(zhì)，則極板上的電荷量增大； C.斷開S，減小兩極板間的距離， 則兩極板間電勢(shì)差減??； D.斷開S，在兩極板間插入 一塊電介質(zhì)，則兩極板間電勢(shì)差增大。,4. 兩塊大小、形狀完全相同的金屬板平行放置，構(gòu)成一平行板電容器，接通開關(guān)，電源立即給電容器充電：（ ）。,BC,5.一空氣平行板電容器，極板正對(duì)面積為S,兩極板相距d，充以電荷量Q后，兩極板間電壓為U,使電容器的電容加倍，可采用辦法有（ ）。,A.將電壓變?yōu)閁/2 B.將電荷量變?yōu)?Q C.

9、將兩極板正對(duì)面積變?yōu)?S D.兩極板間充入電介質(zhì)常數(shù)為2的電介質(zhì),CD,6.有兩個(gè)平行板電容器，它們的電容之比是3：2，帶電量之比是3：1，如果有兩個(gè)電子分別從兩個(gè)電容器的負(fù)極板到正極板，則這兩個(gè)電子的動(dòng)能增量之比是多少？,7.有兩個(gè)平行板電容器，它們的電容之比為3：2，帶電荷量之比是3:1，如果有兩個(gè)電子分別從兩個(gè)電容器的負(fù)極板達(dá)到正極板，則這兩個(gè)電子的動(dòng)能增量是多少？,解： 電容之比為3：2，電荷量之比為3：1, 根據(jù)公式 ,兩極板電壓之比為2:1， 電子從負(fù)極板到正極板，電場(chǎng)力做功為W=eU, 則電子的動(dòng)能增量之比為2：1。,高考鏈接,1.（2007年 海南）一平行板電容器存在勻強(qiáng)電場(chǎng)，

10、電場(chǎng)沿豎直方向，兩個(gè)比荷不同的帶正電粒子a和b,從電容器的P點(diǎn)以相同的水平速度兩平行板之間。測(cè)得a和b與電容器極板的撞擊點(diǎn)到射入點(diǎn)之間的水平距離之比為1：2,若不計(jì)重力，則a和b的比荷之比是：（ ）。,D,A.1:2 B.1:8 C.2:1 D.4:1,點(diǎn)撥,所以：,2.（2000 全國）對(duì)于水平放置的電容器，下列說法正確的是（ ）。,A.將兩板的間距增大，電容將增大 B.將兩極板平行錯(cuò)開，使正對(duì)面積減小，電容將減小 C.在下板的內(nèi)表面放置一面積和極板相等、厚度小于極板間距的陶瓷，電容將增大 D.在下板的內(nèi)表面上放置一面積和極板相等、厚度小于極板間距的鋁板，電容將增大,BCD,影響平行板電容器的因素有：隨正對(duì)面積的增大而增大；隨兩極板間距的增大而減?。辉趦蓸O板間放入電介質(zhì)，電容增大。根據(jù)上面敘述可以直接看出B、C正確。對(duì)于D選項(xiàng)，放入鋁板后，實(shí)際上是減小了平行板的間距，所以，本題正確選項(xiàng)應(yīng)該是B、C、D。,點(diǎn)撥,3.（2005，全國）水平放置的平行板電容器與一電池相連，在電容器的兩極板間有一帶正電的質(zhì)點(diǎn)處于靜止平衡狀態(tài)，現(xiàn)將電容器兩極板間距增大，則（ ）。,A.電容變大，質(zhì)點(diǎn)向上運(yùn)動(dòng) B.電容變大，質(zhì)點(diǎn)向下運(yùn)動(dòng) C.電容變小，質(zhì)點(diǎn)保持靜止 D.電容變小，質(zhì)點(diǎn)向下運(yùn)動(dòng),D,點(diǎn)撥,1