《電容器的電容》PPT課件.ppt

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1、課堂引入,前面，我們學(xué)了摩擦可以使塑料棒帶上電荷，可是，將這塑料棒放在空中，過一段時(shí)間它所帶的電荷就會(huì)慢慢地失去，為了保存電荷，我們就需要有一個(gè)能“容納電荷的容器”——電容器。,電容器在日常生活中的應(yīng)用,電容器是電器中是一個(gè)不可缺少的關(guān)鍵元件之一：,,,形形色色多種多樣的電容器都有三個(gè)基本組成,一、電容器（電容器是一種常用的電學(xué)儀器）,1）兩個(gè)絕緣相離很近的導(dǎo)體－－極板,1.構(gòu)造：,,電介質(zhì),2）中間夾一層絕緣物物質(zhì)－－電介質(zhì),注：任何兩個(gè)彼此絕緣又相隔很近導(dǎo)體，都可以看成是一個(gè)電容器,3）兩條引線,錫箔,,絕緣紙,電容器的構(gòu)造,4、最簡(jiǎn)單的電容器：平行板電容器，在兩個(gè)正對(duì)的平行金屬板間夾上一

2、層電介質(zhì)（絕緣體）。,錫箔紙,,蠟紙,,,電容器的工作原理,1、開關(guān)打向1，電流計(jì)G內(nèi)有短暫電流，指針?biāo)查g右偏即恢復(fù)，電容器上板帶上正電荷，下板帶上等量的負(fù)電荷，板間有電場(chǎng)存在；,2、開關(guān)打向2，電流計(jì)G內(nèi)有短暫電流，指針?biāo)查g左偏即恢復(fù)，電容器兩板所帶電荷消失。,電容器的充電,2、充電過程的實(shí)質(zhì)：使電源中的電能轉(zhuǎn)化為兩板間的電場(chǎng)能，在電容器中儲(chǔ)存。,1、把電容器的一個(gè)極板與電池組的正極相連，另一個(gè)極板與負(fù)極相連，兩個(gè)極板就分別帶上了等量的異種電荷，這個(gè)過程叫做充電。,3、電容器所帶的電荷量（帶電量）：是指一個(gè)極板所帶電荷量的絕對(duì)值,1）充電后，電容器兩個(gè)極板帶上等量異種電荷,2）儲(chǔ)存能量充電過

3、程由電源獲得電能儲(chǔ)存在電場(chǎng)中，稱為電場(chǎng)能,注：電容器所帶電荷量Q是指每個(gè)極板帶電的絕對(duì)值,充電：,3）充電有瞬間電流,2、放電過程的實(shí)質(zhì)：使電場(chǎng)能轉(zhuǎn)化為其它形式的能,1、用導(dǎo)線把充電后的電容器的兩極板接通，兩極板上的電荷互相中和，電容器不再帶電，這個(gè)過程叫做放電。,電容器是一種儲(chǔ)存電場(chǎng)能的裝置,電容器的放電,一、電容器,1定義兩個(gè)彼此絕緣又相互靠近的導(dǎo)體，就構(gòu)成了電容器。,2作用電容器是一種裝電荷和儲(chǔ)存電場(chǎng)能的容器,問題,電容器能無限地儲(chǔ)存能量嗎？電荷能無限地充入電容器嗎？,小結(jié)：電容器可以儲(chǔ)存電能，當(dāng)需要時(shí)再將電場(chǎng)能釋放出來！,圓柱型水杯容器的儲(chǔ)水問題:,,,,,,,,,,,,,,,,,,h

4、,,,,,,,,h,A,B,C,1.水位每升高h(yuǎn)，試比較A、B、C的儲(chǔ)水量,2.哪個(gè)儲(chǔ)水本領(lǐng)大？,如何反映其儲(chǔ)水本領(lǐng)？,思考與討論,那電容器儲(chǔ)存電荷的本領(lǐng)如何表征呢？,1、電容器所帶電量Q與電容器兩極板間的電勢(shì)差U的比值，叫電容器的電容。符號(hào)C。2、電容的定義式:Q指每一個(gè)極板帶電量絕對(duì)值,U表示電容器兩板的電勢(shì)差—電壓.理解：電容器的電容與Q、U無關(guān)，由電容器本身的結(jié)構(gòu)決定。,二.電容,電容器的Q—U圖象,,,U/V,Q/C,,,,,,,C=Q/U,C=△Q/△U,3、電容在數(shù)值上等于使兩極板間的電勢(shì)差增加1V時(shí)，所需要的電荷量。4、意義：電容是一個(gè)反映電容器容納電荷本領(lǐng)大小的物理量。5、單

5、位：國(guó)際單位制：法拉——法（F）1F=1C/V常用單位：微法（μF);皮法（pF)1F=106μF=1012pF,,1、對(duì)電容C=Q/U，以下說法正確的是（）A、電容器極板上的電荷量Ｑ越大，其容納電荷的本領(lǐng)越強(qiáng)B、電容器的電容Ｃ越大，其所帶電量就越多C、某一電容器兩板間的電壓Ｕ越高，電容器帶電量Ｑ就越大D、對(duì)于確定的電容器，它所充的電量跟它兩極板間所加電壓的比值保持不變,CD,2、某電解電容器上標(biāo)有“36Ｖ310-5F”的字樣，下列說法正確的是[]A、增加1V的電壓，需增電量是310-5CB、此電容器必須加36V的電壓，才能工作C、工作電壓是36V時(shí)，電容才是310-5FD、使用時(shí)，須考慮引線

6、的極性,AD,靜電計(jì)是在驗(yàn)電器的基礎(chǔ)上制成的，用來測(cè)量電勢(shì)差，它把金屬球跟一個(gè)導(dǎo)體相連接，把它的金屬外殼跟另一個(gè)導(dǎo)體連接（或者同時(shí)接地），從指針的偏轉(zhuǎn)角就可以測(cè)出兩個(gè)導(dǎo)體間的電勢(shì)差。,靜電計(jì),影響電容大小的因素,——控制變量法,,1、大量實(shí)驗(yàn)證明：平行板電容器的電容C，跟介電常數(shù)?r成正比，跟正對(duì)面積S成正比，跟極板間的距離d成反比。,2、平行板電容器的電容公式為：,3、一般來說，電容器的電容是由兩個(gè)導(dǎo)體的大小和形狀、兩個(gè)導(dǎo)體的相對(duì)位置以及極板間的電介質(zhì)決定。,三平行板電容器的電容,從能的觀點(diǎn)分析：電介質(zhì)板插入過程中，由于束縛電荷與極板上電荷相互吸引而做功，電勢(shì)能減少，故電勢(shì)差降低，從而電容增

7、大。,介電常數(shù)?r,充電后，開關(guān)S閉合,（保持不變）,S,Ａ,B,⑴平移Ａ板,⑵上移Ａ板,⑶插入電介質(zhì),Ｃ,Q,E,Ｃ,Q,E,Ｃ,Q,E,Ｃ=,=,ε,epsilon,U,充電后，斷開開關(guān)S,S,（保持不變）,⑴平移Ａ板,Ａ,B,⑵上移Ａ板,⑶插入電介質(zhì),Ｃ,U,E,Ｃ,U,E,Ｃ,U,E,Ｃ=,=,Q,平行板電容器的兩類問題：,A、充電后仍連接電源，電容器兩端電壓不變；,B、充電后斷開電源，電容器上的電荷量保持不變。,,d增加,S減小,,分析（1）,分析（2）,,鞏固與練習(xí),1.平行板電容器充電后，繼續(xù)保持電容器的兩極板與電源連接，在這種情況下如果增大板間的距離d，那么，兩極板的電勢(shì)差U、

8、電容器所帶的電量Q、極板間的場(chǎng)強(qiáng)E各如何改變？,U不變：增大d,,C減小,,,Q減小,C＝Q/U,,,E減小,E＝U/d,,,,,,,,,,,2、連接在電池兩極上的平行板電容器，當(dāng)兩極板間的距離減小時(shí)A.電容器的電容C變大B.電容器極板的帶電量Q變大C.電容器兩極間的電勢(shì)差U變大D.電容器兩極板間的電場(chǎng)強(qiáng)度E變大,（ABD）,A、電容器帶電量不變B、塵埃仍靜止C、電流計(jì)中有a→b的電流D、電流計(jì)中有b→a的電流,3、如圖，將平行板電容器與電池相連，兩板間的帶電塵埃恰好處于靜止?fàn)顟B(tài)．若將兩板緩慢地錯(cuò)開一些，其它條件不變，則[],BC,4、在下圖所示的實(shí)驗(yàn)裝置中，平行板電容器的極板A與一個(gè)靈敏的靜

9、電計(jì)相接，極板B接地，若極板B稍向上移動(dòng)一點(diǎn)，由觀察到的指針變化做出平行板電容器電容變小的依據(jù)是（）A、兩極板間的電壓不變，極板上的電荷量變小B、兩極板間的電壓不變，極板上的電荷量變大C、極板上電荷量幾乎不變，兩極板間電壓變小D、極板上電荷量幾乎不變，兩極板間電壓變大,四常用電容器,1、常用電容器從構(gòu)造上看，分為固定電容器和可變電容器兩類,2、固定電容器：電容是固定不變的，常用的是以云母、陶瓷、聚苯乙烯等為電介質(zhì)的電容器和電解電容器。,符號(hào),電解電容器,符號(hào),注意：電解電容器兩接線電極有正、負(fù)之分，使用時(shí)極性不能接錯(cuò),聚丙烯電容器,3、可變電容器：電容是可以改變的，一般是以改變正對(duì)面積來改變電

10、容的,可變電容器,四常用電容器,各種電容器的性能,1、紙介電容器：容量大，價(jià)格低，體積??；損耗大，有電感。,2、云母電容器：介質(zhì)損耗小，絕緣性能好，較穩(wěn)定。,3、瓷介電容器：耐磨，壽命長(zhǎng)；易破碎。,4、電解電容器：容量大（介質(zhì)薄且兩極近)，體積?。挥袠O性，易漏電。,五、電容器使用時(shí)應(yīng)注意的問題,1、電容器的擊穿電壓：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)將被擊穿，電容器損壞，這個(gè)極限電壓稱為擊穿電壓。2、電容器的額定電壓：電容器正常工作時(shí)的最大電壓額定電壓低于擊穿電壓3、注意電解電容器的極性,電容器放電過程中電流隨時(shí)間變化的圖像,1、在圖中畫一個(gè)狹長(zhǎng)矩形，它的面積的物理

11、意義是什么？電荷量2、怎樣根據(jù)圖像計(jì)算電容器在全部放電過程中釋放的電荷量？圖像與坐標(biāo)軸間的面積40格Q=3.210-3C,,3、根據(jù)以上數(shù)據(jù)估算出的電容是多少？C=410-4F,,注意：①充電后的電容器兩極間短路時(shí)（一根導(dǎo)線相連）兩板電量會(huì)中和，直到兩極電壓等于零為止，該過程中電路中有短暫的放電電流；②電容器放電后，兩板間不再有電場(chǎng)，電場(chǎng)能——其他形式的能量。,,小結(jié),一、電容器1、任何兩個(gè)彼此絕緣又相互靠近的導(dǎo)體都可以構(gòu)成電容器。2、電容器的充電：電容器與電源相連，電源能量→電場(chǎng)能電容器的放電：電容器與導(dǎo)線相連，電場(chǎng)能→其他形式能二、電容1、定義:C與Q、U無關(guān)2、單位：法拉F1F=106μ

12、F=1012pF三、平行板電容器的電容C與εr、S、d有關(guān)四、常用電容器電解電容器可變電容器五、電容器使用時(shí)注意的問題工作電壓≤額定電壓<擊穿電壓電解電容器有極性，正負(fù)極不能接反，不能接交流電,4.如圖,平行板電容器經(jīng)開關(guān)S與電池連接,a處有一帶電荷量非常小的點(diǎn)電荷,S是閉合的,φa表示a點(diǎn)的電勢(shì),F表示點(diǎn)電荷受到的電場(chǎng)力,現(xiàn)將電容器的B板向下稍微移動(dòng),使兩板間的距離增大φa變大,F變大;B.φa變大,F變小;C.φa不變,F不變;D.φa不變,F變小;,(B),5.如圖，面積足夠大的兩平行金屬板豎直放置,極板間距離為d,接直流電壓U,極板中央放一半徑為R(2RaB>aa；D．到達(dá)正極板時(shí)動(dòng)能關(guān)系EA>EB>EC。,（AC）,＋,－,例題,電容器充電結(jié)束后（①與電源連接②與電源斷開），電源電壓恒定，一帶電油滴恰好靜止在兩極板之間，若板間距離增大，則油滴是否運(yùn)動(dòng)？如運(yùn)動(dòng)向哪動(dòng)？,