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，過一段時間它所帶的電荷就會慢慢地失去，為了保存電荷，我們就需要有一個能“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：任何兩個彼此絕緣又相隔很近導(dǎo)體，都可以看成是一個電容器,3）兩條引線,錫箔,絕緣紙,電容器的構(gòu)造,4、最簡單的電容器：平行板電容器，在兩個正對的平行金屬板間夾上一層電介質(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，下板帶上等量的負電荷，板間有電場存在；,2、開關(guān)打向2，電流計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、充電過程的實質(zhì)：使電源中的電能轉(zhuǎn)化為兩板間的電場能，在電容器中儲存。,1、把電容器的一個極板與電池組的正極相連，另一個極板與負極相連，兩個極板就分別帶上了等量的異種電荷，這個過程叫做充電。,3、電容器所帶的電荷量（帶電量）：是指一個極板所帶電荷量的絕對值,1）充電后，電容器兩個極板帶上等量異種電荷,2）儲存能量充電過程由電源獲得電能儲存在電場中，稱為電場能,注：電容器所帶電荷量Q是指每個極板帶電的絕對值,充電：,3）充電有瞬間電流,2、放電過程的實質(zhì)：使電場能轉(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，這個過程叫做放電。,電容器是一種儲存電場能的裝置,電容器的放電,一、電容器,1定義兩個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存電場能的容器,問題,電容器能無限地儲存能量嗎？電荷能無限地充入電容器嗎？,小結(jié)：電容器可以儲存電能，當(dāng)需要時再將電場能釋放出來！,圓柱型水杯容器的儲水問題:,h,h,A,B,C,1.水位每升高h，試比較A、B、C的儲水量,2.哪個儲水本領(lǐng)大？,如何反映其儲水本領(lǐng)？,思考與討論,那電容器儲存電荷的本領(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差U的比值，叫電容器的電容。符號C。2、電容的定義式:Q指每一個極板帶電量絕對值,U表示電容器兩板的電勢差電壓.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QU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差增加1V時，所需要的電荷量。4、意義：電容是一個反映電容器容納電荷本領(lǐng)大小的物理量。5、單位：國際單位制：法拉法（F）1F=1C/V常用單位：微法（F);皮法（pF)1F=106F=1012pF,1、對電容C=Q/U，以下說法正確的是（）A、電容器極板上的電荷量越大，其容納電荷的本領(lǐng)越強B、電容器的電容越大，其所帶電量就越多C、某一電容器兩板間的電壓越高，電容器帶電量就越大D、對于確定的電容器，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“36310-5F”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，電容才是310-5FD、使用時，須考慮引線的極性,AD,靜電計是在驗電器的基礎(chǔ)上制成的，用來測量電勢差，它把金屬球跟一個導(dǎo)體相連接，把它的金屬外殼跟另一個導(dǎo)體連接（或者同時接地），從指針的偏轉(zhuǎn)角就可以測出兩個導(dǎo)體間的電勢差。,靜電計,影響電容大小的因素,控制變量法,1、大量實驗證明：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導(dǎo)體的大小和形狀、兩個導(dǎo)體的相對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，電勢能減少，故電勢差降低，從而電容增大。,介電常數(shù)r,充電后，開關(guān)S閉合,（保持不變）,S,B,平移板,上移板,插入電介質(zhì),Q,E,Q,E,Q,E,=,=,epsilon,U,充電后，斷開開關(guān)S,S,（保持不變）,平移板,B,上移板,插入電介質(zhì),U,E,U,E,U,E,=,=,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，兩極板的電勢差U、電容器所帶的電量Q、極板間的場強E各如何改變？,U不變：增大d,C減小,Q減小,CQ/U,E減小,EU/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差U變大D.電容器兩極板間的電場強度E變大,（ABD）,A、電容器帶電量不變B、塵埃仍靜止C、電流計中有ab的電流D、電流計中有ba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)若將兩板緩慢地錯開一些，其它條件不變，則,BC,4、在下圖所示的實驗裝置中，平行板電容器的極板A與一個靈敏的靜電計相接，極板B接地，若極板B稍向上移動一點，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,電解電容器,符號,注意：電解電容器兩接線電極有正、負之分，使用時極性不能接錯,聚丙烯電容器,3、可變電容器：電容是可以改變的，一般是以改變正對面積來改變電容的,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；易破碎。,4、電解電容器：容量大（介質(zhì)薄且兩極近)，體積??；有極性，易漏電。,五、電容器使用時應(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，超過這個限度，電介質(zhì)將被擊穿，電容器損壞，這個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間變化的圖像,1、在圖中畫一個狹長矩形，它的面積的物理意義是什么？電荷量2、怎樣根據(jù)圖像計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：充電后的電容器兩極間短路時（一根導(dǎo)線相連）兩板電量會中和，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；電容器放電后，兩板間不再有電場，電場能其他形式的能量。,小結(jié),一、電容器1、任何兩個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，電源能量電場能電容器的放電：電容器與導(dǎo)線相連，電場能其他形式能二、電容1、定義:C與Q、U無關(guān)2、單位：法拉F1F=106F=1012pF三、平行板電容器的電容C與r、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電荷,S是閉合的,a表示a點的電勢,F表示點電荷受到的電場力,現(xiàn)將電容器的B板向下稍微移動,使兩板間的距離增大a變大,F變大;B.a變大,F變小;C.a不變,F不變;D.a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到達正極板時動能關(guān)系EA>EB>EC。,（AC）,例題,電容器充電結(jié)束后（與電源連接與電源斷開），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，則油滴是否運動？如運動向哪動？,