《2018-2019學年高中物理 第一章 靜電場 第8節(jié) 電容器的電容課件 新人教版選修3-1.ppt》由會員分享，可在線閱讀，更多相關《2018-2019學年高中物理 第一章 靜電場 第8節(jié) 電容器的電容課件 新人教版選修3-1.ppt（48頁珍藏版）》請在裝配圖網(wǎng)上搜索。

1、第8節(jié) 電容器的電容,【學習目標】 1.知道電容器的概念,認識常見的電容器,通過實驗感知電容器的充、放電現(xiàn)象.2.理解電容的概念及定義方法,掌握電容的定義、公式、單位,并會應用定義式進行簡單的計算.3.知道平行板電容器的主要構造,了解影響平行板電容器電容大小的因素.4.掌握平行板電容器電容的決定式,并能用其討論有關問題.,基礎知識,核心要點,學習效果,核心素養(yǎng),基礎知識 探究,教材探究,知識點一,電容器及電容,【問題導學】,(1)在照相機拍照時,閃光燈可以發(fā)出耀眼的白光.閃光燈是通過電容供電的,把電容器的兩個極板分別與電源兩極相連,對電容器進行充電,該過程中能量是如何轉化的?把電容器兩極相接,

2、對電容器進行放電,該過程中能量是如何轉化的?,答案:(1)拍照前的充電過程由電源獲得的電能儲存在電容器中;拍照后的放電過程,兩極板間的電場能轉化為其他形式的能量.,(2)電容器中沒有電荷時,電容器兩極板間的電勢差是多大?充電過程中,電容器的電荷量增加,電容器兩極板間的電勢差如何變化?試猜想在充電、放電過程中,電容器的電荷量Q和板間電勢差U的比值如何變化?,答案:(2)為零,增大,不變.,【知識梳理】 1.電容器:任何兩個彼此 又相距很近的 ,都可以看成一個電容器.它是儲存電荷和電能的裝置. 2.電容器的充、放電 (1)充電:把電容器的兩極板分別與電池組的兩極相連,兩個極板分別帶上等量的 電荷的

3、過程叫做充電.充電過程中,由電源獲得的 儲存在電容器中. (2)放電:用導線把充電后的電容器的兩極板接通,兩極板上的電荷 的過程叫做放電.放電過程中, 轉化為其他形式的能量.,絕緣,導體,異號,電能,中和,電場能,3.電容 (1)定義:電容器所帶的電荷量Q與電容器兩極板間的電勢差U的 . (2)公式:C= ,其中Q指一個極板上帶電荷量的絕對值. (3)單位: ,符號是F,1 F=1 C/V,1 F= F= pF.,比值,法拉,106,1012,知識點二,平行板電容器的電容 常用電容器,【問題導學】,平行板電容器由兩塊平行放置的金屬板組成.利用平行板電容器進行如下實驗: (1)如圖所示,保持Q和

4、d不變,增大(或減小)兩極板的正對面積S,觀察電 勢差U(靜電計指針偏角)的變化,依據(jù)C= ,分析電容C的變化.,答案:(1)S增大,電勢差U減小,電容C增大.,(2)如圖所示,保持Q和S不變,增大(或減小)兩極板間的距離d,觀察電勢 差U(靜電計指針偏角)的變化,依據(jù)C= ,分析電容C的變化.,答案:(2)d增大,電勢差U增大,電容C減小.,(3)如圖所示,保持Q,S,d不變,插入電介質,觀察電勢差U(靜電計指針偏 角)的變化,依據(jù)C= ,分析電容C的變化.,答案:(3)插入電介質,電勢差U減小,電容C增大.,1.平行板電容器 (1)構成:由兩個彼此 又相互靠近的 組成. (2)電容的決定因

5、素:電容與兩板正對面積S成 ,與電介質的相對介電常數(shù)r成 ,與極板間距離d成 . (3)表達式:C= ,r為相對介電常數(shù),真空時r= .其他電介質時r .,絕緣,【知識梳理】,平行金屬板,正比,正比,反比,1,1,2.常用電容器 (1)分類:從構造上看,可以分為 和 兩類. (2)電容器的兩種電壓 擊穿電壓:加在電容器兩極板上的電壓不能超過某一限度,超過這個限度,電介質將被擊穿,電容器損壞,這個極限電壓稱為 電壓. 額定電壓:電容器能夠 時的電壓.電容器外殼上標有額定電壓的數(shù)值,這個數(shù)值比擊穿電壓 .,固定電容器,可變電容器,擊穿,長期正常工作,低,思考判斷,1.電容器放電的過程就是兩極板電荷

6、中和的過程.( ) 2.電容器的電容越大,所帶電荷量就越多.( ) 3.將平行板電容器兩極板的間距加大,電容將增大.( ) 4.電容器所帶的電荷量Q是指電容器的一個極板上所帶電荷量的絕對 值.( ) 5.電容器外殼上標的是額定電壓.( ),核心要點 突破,要點一,電容器和電容的理解,2.Q-U圖像 (1)如圖所示,Q-U圖像是一條過原點的直線,其中Q為一個極板上所帶電荷量的絕對值,U為兩板間的電勢差,直線的斜率表示電容大小.,狀元心得,【例1】如圖所示,電源電壓為 3 V,則 (1)接通開關S的瞬間,通過電阻R的電流方向從 到 . (2)平行板電容器充電穩(wěn)定后,所帶電荷量為4.510-4 C,

7、那么此電容器的電容是多少? (3)平行板電容器充電穩(wěn)定后,在將兩極板間距離增大的過程中,通過R的電流方向從 到 . (4)將兩極板間距離增大后發(fā)現(xiàn),電荷量減少了1.510-4 C,那么電容器的電容變成了多少?,思維導圖,解析:(1)電容器在充、放電過程中,電路中將有電流,電流方向即為正電荷的定向移動方向.在接通開關S的瞬間,電容器被充電,上極板帶正電,下極板帶負電,故電流方向由A到B;,答案:(1)A B (2)1.510-4 F (3)B A (4)110-4 F,誤區(qū)警示,電容器電容、電荷量、電壓的分析 電容器的電容由電容器本身決定,與電荷量和兩極板電壓無關,因此,在分析電荷量、電壓時電容

8、器電容不變是分析問題的關鍵點.,AC,要點二,平行板電容器的動態(tài)分析,1.分析方法:抓住不變量,分析變化量.其理論依據(jù)是三個公式: (1)電容器電容的定義式C= ;,2.兩類典型題型,【例2】 (2018湖南株洲高二模擬)(多選)如圖所示,用靜電計可以測量已充電的平行板電容器兩極板之間的電勢差U,現(xiàn)使B板帶正電,則下列判斷正確的是( ) A.增大兩極板之間的距離,指針張角變大 B.將A板稍微上移,靜電計指針張角將變大 C.若將玻璃板插入兩板之間,則靜電計指針張角變大 D.若將A板拿走,則靜電計指針張角變?yōu)榱?答案:AB,方法總結,電容器動態(tài)問題的分析思路,【針對訓練2】 (2018長沙雅禮中學

9、檢測)(多選)兩塊大小、形狀完全相同的金屬平板平行正對放置,構成一平行板電容器,與它相連接的電路如圖所示,接通開關S,電源即給電容器充電.則( ) A.保持S接通,減小兩極板間的距離,則兩極板間電場的電場強度減小 B.保持S接通,在兩極板間插入一塊電介質,則極板上的電荷量增大 C.斷開S,減小兩極板間的距離,則兩極板間電場的電場強度不變 D.斷開S,在兩極板間插入一塊電介質,則兩極板間的電勢差增大,BC,【針對訓練3】 (2018四川綿陽中學高二檢測)如圖所示,先接通開關S使電容器充電,然后斷開開關S.當增大兩極板間距離時,電容器所帶電荷量Q、電容C,兩板間電勢差U、電容器兩極板間電場強度的變

10、化情況是( ) A.Q變小,C不變,U不變,E變小 B.Q變小,C變小,U不變,E不變 C.Q不變,C變小,U變大,E不變 D.Q不變,C變小,U變小,E變小,C,要點三,平行板電容器中的力學問題,1.帶電粒子在平行板電容器中的力學問題是靜電場與力學知識的綜合,分析方法與力學的分析方法基本相同. 2.先分析受力情況,再分析運動狀況和運動過程(平衡、加速或減速,是直線還是曲線運動),然后選用恰當?shù)囊?guī)律(如牛頓定律、動能定理及能量守恒定律)解題.,【例3】 (2018南京市六合區(qū)月考)如圖所示是一個由電池、電阻R、開關S與平行板電容器組成的串聯(lián)電路,開關S閉合.一帶電液滴懸浮在兩板間P點不動,下列

11、說法正確的是( ) A.帶電液滴可能帶正電 B.增大兩極板距離的過程中,電阻R中有從a到b的電流 C.斷開S,減小兩極板正對面積的過程中,液滴將加速下降 D.斷開S,減小兩極板距離過程中,液滴靜止不動,答案:D,方法總結,兩種易錯情況 (1)保持S閉合,誤認為帶電液滴所受靜電力不變.實際上,兩極板間電壓保持不變,若增大兩極板距離,由E= 可知,帶電液滴所受靜電力減小.,【針對訓練4】 (2018安徽江南十校模擬)(多選)如圖所示,平行板電容器兩極板A,B與電池兩極相連,一帶正電小球懸掛在電容器內(nèi)部.閉合開關S,充電完畢后懸線偏離豎直方向夾角為,則( ) A.保持S閉合,將A板向B板靠近,則增大

12、 B.保持S閉合,將A板向B板靠近,則不變 C.斷開S,將A板向B板靠近,則增大 D.斷開S,將A板向B板靠近,則不變,AD,學習效果 檢測,1.電容器是一種常用的電子元件.下列對電容器認識正確的是( ) A.電容器的電容表示其儲存電荷的能力 B.電容器的電容與它所帶的電荷量成正比 C.電容器的電容與它兩極板間的電壓成正比 D.電容的常用單位有F和pF,1 F=103 pF,解析:電容是表示電容器儲存電荷本領大小的物理量,故A正確.電容的大小是由電容器本身結構決定的,與兩板間電壓及電容器所帶電荷量無關,故B,C錯誤.1 F=106 pF,故D錯誤.,A,2.(2018河南南陽宛東五校高二聯(lián)考)

13、(多選)對于水平放置的平行板電容器,下列說法正確的是( ) A.將兩極板的間距加大,電容將增大 B.將兩極板平行錯開,使正對面積減小,電容將減小 C.在下極板的內(nèi)表面上放置一面積和極板相等、厚度小于極板間距的陶瓷板,電容將增大 D.在下極板的內(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,解析:平行板電容器電容大小隨正對面積的減小而減小,隨兩極板間距離的增大而減小,在兩極板間放入電介質,電容增大.則可直接看出A錯誤,B,C正確;對D選項,實際上是減小了兩極板間的距離,故D正確.,BCD,3.一個電容器帶電荷量為Q時,兩極板間電壓為U,若使其帶電荷量增加 4.010-7 C時,

14、它兩極板間的電勢差增加 20 V,則它的電容為( ) A.1.010-8 F B.2.010-8 F C.4.010-8 F D.8.010-8 F,B,4.(2018武漢外國語學校高二測試)如圖所示,平行板電容器的電容為C,極板帶電荷量為Q,極板間距為d.現(xiàn)在兩板間正中央放一帶電荷量為q的點電荷,則它所受到的靜電力大小為( ),C,5.(多選)連接在電池兩極上的平行板電容器,當兩板間的距離減小時 ( ) A.電容器的電容C變大 B.電容器極板的帶電荷量Q變大 C.電容器兩極板間的電勢差U變大 D.電容器兩極板間的電場強度E變大,ABD,核心素養(yǎng) 提升,(教師備用),【方法拓展】平行板電容器與

15、靜電計的結合問題 1.由決定式C= ,根據(jù)所給問題中r、S或d的變化,確定平行板電容器的電容C的變化情況.注意電容器間插入電介質時意味著r變大,電容C變大;插入金屬板時意味著d減小,電容C也變大.,學長經(jīng)驗分析,2.靜電計與電容器的兩極板分別連接在一起,如圖所示,則電容器上的電勢差就等于靜電計上所指示的電勢差U,靜電計指針的變化表征了電容器兩極板電勢差的變化.,3.電容器的電荷量Q是不變的,若電容C變化,根據(jù)U= 可確定電勢差U的變化情況,進而可以確定靜電計指針的張角變化情況.,【以例示法】 (2017安徽淮北模擬)(多選)平行板A,B組成電容器,充電后與靜電計相連,要使靜電計指針張角變大,下列措施可行的是( ) A.B板向上移動 B.B板向左移動 C.將電介質材料從A,B板間抽出 D.減少極板上的電荷量,ABC,【科學技術社會環(huán)境】,觸摸屏顯示器 在公共場所大廳信息查詢、機票、火車票預售、電子游戲、多媒體教學、手機操作等很多方面都用到觸摸屏顯示器,使用者只要用手指輕輕地碰顯示屏上的圖符或文字就能實現(xiàn)對主機操作,使人機交互更為方便.產(chǎn)品主要分為電容式觸控屏、電阻式觸控屏和表面聲波觸摸屏三類. 電容式觸摸屏可以用于大尺寸觸摸屏,電容式觸摸屏耐磨損、壽命長,用戶使用時維護成本低.,