高二物理課件 1.8 《電容器與電容》 4（人教選修3-1）

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歡迎進(jìn)入物理課堂 電容器與電容 觀察紙介電容器的構(gòu)造 該元件有兩片錫箔 導(dǎo)體 中間是一層薄紙 兩個(gè)平行金屬板夾上一層絕緣物質(zhì)能否構(gòu)成一個(gè)電容器 相鄰兩個(gè)同學(xué)能否構(gòu)成電容器 能 能 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 這兩個(gè)導(dǎo)體稱為電容器的電極 2 電容器的充放電充電 使電容器帶上電荷的過(guò)程 Q增加U增加E增加電場(chǎng)能增加 充電時(shí)兩個(gè)極板總是帶等量的異種電荷 每個(gè)極板帶電量的絕對(duì)值叫做電容器的帶電量放電 使電容器失去電荷的過(guò)程 Q減少U減少E減少電場(chǎng)能減少 3 電容器的作用 容納儲(chǔ)存電荷 注意 電容器充電的過(guò)程中 在兩極間加電壓 兩板帶等量異種電荷不斷增大 直到兩極電壓等于電源電壓為止 該過(guò)程中電路中有短暫的充電電流 電容器充電后切斷電源電荷不消失 從電源獲得的電能儲(chǔ)存在了電場(chǎng)中 電場(chǎng)能 電容器的電量 指一個(gè)極板所帶電量的絕對(duì)值 圓柱型水杯容器的儲(chǔ)水問(wèn)題 h 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(wú)關(guān) 由電容器本身的結(jié)構(gòu)決定 二 電容 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 單位 國(guó)際單位制 法拉 法 F 1F 1C V常用單位 微法 F 皮法 pF 1F 106 F 1012pF 課堂訓(xùn)練 1 某一電容器 當(dāng)帶電量為4 10 6C 兩極板間的電勢(shì)差為20v 求 1 電容器的電容 2 當(dāng)所帶電量減半時(shí) 電容器的電容為多少 3 如果電容器不帶電呢 研究平行板電容器的電容和哪些因素有關(guān) 演示 三 平行板電容器的電容 1 板間是真空時(shí) 2 板間充滿介質(zhì)時(shí) 式中S表示兩板的正對(duì)面積d表示兩板間的距離 r是電介質(zhì)的相對(duì)介電常數(shù) 與電介質(zhì)的性質(zhì)有關(guān) 幾種常用介質(zhì)的相對(duì)介電常數(shù) 見課本P30 四 常用電容器 1 固定電容器 電容固定不變聚苯乙烯電容器電解電容器 正負(fù)極不能接反 不能接交流電2 可變電容器通過(guò)改變兩極間的正對(duì)面積或距離來(lái)改變電容 五 電容器使用時(shí)應(yīng)注意的問(wèn)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(guò)某一限度 超過(guò)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 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(wú)關(guān)2 單位 法拉F1F 106 F 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(shí)注意的問(wèn)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 例題 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相連 在這種情況下 如增大兩板間距d 則電容器電容C 板間電勢(shì)差U 電容器所帶電量Q 板間場(chǎng)強(qiáng)E分別如何改變 充電后 繼續(xù)保持電容器與電源相連 電容器兩板間電勢(shì)差U不變 如增大d 則由 C將減小 再 Q減小 依E U d E將增大 2 平行板電容器充電后 切斷與電源的連接 在這種情況下 如增大d 則C U Q E分別如何改變 C變小 Q不變 U變大 E不變 課堂訓(xùn)練 2 平行板電容器充電后 與電池兩極斷開連接 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不變 AD 電容器放電過(guò)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(guò)程中釋放的電荷量 圖像與坐標(biāo)軸間的面積40格Q 3 2 10 3C 3 根據(jù)以上數(shù)據(jù)估算出的電容是多少 C 4 10 4F 充電過(guò)程 演示 放電過(guò)程 演示 注意 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(guò)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(chǎng) 電場(chǎng)能 其他形式的能量 同學(xué)們 來(lái)學(xué)校和回家的路上要注意安全 同學(xué)們 來(lái)學(xué)校和回家的路上要注意安全