节电容器的电容课件.ppt

1、第1页，共26页。照相机的闪光灯，在不到照相机的闪光灯，在不到 的短暂时间内发出的短暂时间内发出强烈闪光，瞬时电流很大，各种电池都不能承受。用什么电强烈闪光，瞬时电流很大，各种电池都不能承受。用什么电学元件可帮助闪光灯实现它的功能？学元件可帮助闪光灯实现它的功能？s3101第2页，共26页。第3页，共26页。常见的电容器常见的电容器第4页，共26页。探究一：电容器的构造及工作原理探究一：电容器的构造及工作原理1 1、构造：、构造：任何两个任何两个彼此绝缘彼此绝缘又相距很近的又相距很近的导体导体都可以看成电容器。都可以看成电容器。这两个导体这两个导体称为称为电容器的电容器的电极电极。最简单的电容

2、器最简单的电容器平行板电容器平行板电容器电学元件符号电学元件符号第5页，共26页。.电容器的工作过程电容器的工作过程 充电充电：使电容器两极板带上等量异种电荷的过程使电容器两极板带上等量异种电荷的过程放电：放电：电源能量电源能量电场能电场能 使电容器失去电荷的过程使电容器失去电荷的过程电场能电场能其他形式能其他形式能 (Q增加增加 U增加增加 E增加增加 电场能增加电场能增加)（Q减少减少 U减少减少 E减少减少 电场能减少）电场能减少）3 3、电容器的作用：容纳储存电荷、电容器的作用：容纳储存电荷电容器的带电量：电容器的带电量：任意一个极板带电量的绝对值任意一个极板带电量的绝对值“Q”第6页

3、，共26页。探究二：如何理解电容器储存电荷的本领大小？探究二：如何理解电容器储存电荷的本领大小？?UQ容纳储存水容纳储存水容纳储存电荷容纳储存电荷电荷量电荷量Q Q水量水量V V电势差电势差U U水位差水位差h h横截面横截面S S电容电容C C?hV+-电电容器水容器C的数值：的数值：等于两极板间每升高（或降低）等于两极板间每升高（或降低）1V电压时增加（或减电压时增加（或减少）的电荷量。少）的电荷量。第7页，共26页。电容器使用时应注意的问题电容器使用时应注意的问题1 1、电容器的击穿电压：、电容器的击穿电压：2 2、电容器的额定电压：、电容器的额定电压：电解电容器有极性，正负极不能接反，

4、不能接交流电电解电容器有极性，正负极不能接反，不能接交流电3、注意电解电容器的极性、注意电解电容器的极性工作电压工作电压额定电压额定电压击穿电压击穿电压加在电容器两极板上的电压不能超过某一限度，超过这个加在电容器两极板上的电压不能超过某一限度，超过这个限度，电介质将被击穿，电容器损坏，这个极限电压称为限度，电介质将被击穿，电容器损坏，这个极限电压称为击穿电压。击穿电压。电容器正常工作时的最大电压电容器正常工作时的最大电压+电解电容器电解电容器第8页，共26页。从电容器的包装上可以得到该电容器的哪些信息？从电容器的包装上可以得到该电容器的哪些信息？电容值电容值额定电压值额定电压值第9页，共26页

5、。二、电容二、电容C2.2.定义定义:3.3.定义式：定义式：4.4.单位：单位：国际制单位：国际制单位：法拉（法拉（F F）1F=1C/V1F=1C/VUQC 1.1.物理意义：物理意义：描述电容器描述电容器 本领的物理量本领的物理量U：两板的电势差：两板的电势差电压电压.常用单位：微法（常用单位：微法（F);皮法（皮法（pF)1F=106F=1012pF容纳电荷容纳电荷UQCC的数值：的数值：等于两极板间升高（或降低）等于两极板间升高（或降低）1V电压增加（或减少）的电荷量。电压增加（或减少）的电荷量。Q：每一个极板带电量绝对值；：每一个极板带电量绝对值；第10页，共26页。1、有一充电的

6、平行板电容器，两板间电压为、有一充电的平行板电容器，两板间电压为3V，带电，带电量量 电容器的电容是电容器的电容是 F,若再增加电压到若再增加电压到6V，此时电容器的带电量是此时电容器的带电量是 。之后再使它的电荷量减少之后再使它的电荷量减少3104C，电容器两极板间电，电容器两极板间电压降为压降为 v。若电容器极板上的电荷量全部放掉，电容器的电容是若电容器极板上的电荷量全部放掉，电容器的电容是_F.4.5104C,1501509.0104C4第11页，共26页。C C和和d d成反比成反比 C C与与S S成正比成正比 C C与与成正比成正比 4SCkd介电常数介电常数正对面积正对面积静电力

7、常量静电力常量两极板间的距离两极板间的距离（平行板电容器）如图：两极板间电荷量（平行板电容器）如图：两极板间电荷量Q不变不变探究三：电容的大小由什么因素决定？探究三：电容的大小由什么因素决定？C与与Q、U无关，仅由电容器本身结构决定无关，仅由电容器本身结构决定 电容器上的电势差就等于静电计上所指示的电势差电容器上的电势差就等于静电计上所指示的电势差U，U的大小就从静电计上的刻度读出的大小就从静电计上的刻度读出.看教材看教材P31表表1.81第12页，共26页。2、如图所示，电路中，、如图所示，电路中，A、B为两块竖直放置的金为两块竖直放置的金属板，属板，G是一只静电计，开关是一只静电计，开关S

8、合上后，静电计指针张开合上后，静电计指针张开一个角度，下述哪些做法可使指针张角增大一个角度，下述哪些做法可使指针张角增大()DEA使使A、B两板靠近一些两板靠近一些B使使A、B两板正对面积错开一些两板正对面积错开一些C断开断开S后，后，将玻璃板插入两板之间将玻璃板插入两板之间D断开断开S后，使后，使B板向右平移拉开一些板向右平移拉开一些E断开断开S后，使后，使A、B正对面积错开一些正对面积错开一些第13页，共26页。分类 充电后与电池两极相连 充电后与电池两极断开 不变量 d变大 S变大 变大 重要问题分析：重要问题分析：电容器两类电容器两类动态变化问题动态变化问题分析分析UQ判断：判断：Q、

9、U、C、E 增或减增或减目的：目的：C变小变小Q变小变小E变小变小C变小变小U变大变大E不变不变C变大变大Q变大变大E不变不变C变大变大U变小变小E变小变小C变大变大Q变大变大E不变不变C变大变大U变小变小E变小变小第14页，共26页。四、电容器的分类四、电容器的分类 电容器固定电容器可变电容器聚苯乙烯电容器陶瓷电容器电解电容器纸质电容器第15页，共26页。第16页，共26页。传感器在自动控制中有着广泛的应用，右图是一传感器在自动控制中有着广泛的应用，右图是一种测定液面高度的电容式传感器的示意图，种测定液面高度的电容式传感器的示意图，A为固定的导体为固定的导体芯，芯，B为导体外面的一层绝缘物质

10、，外部为导电液体，从指为导体外面的一层绝缘物质，外部为导电液体，从指示器显示的电容示器显示的电容C大小的变化，就能反映液面的升降情大小的变化，就能反映液面的升降情况二者关系正确的是况二者关系正确的是()AC增大表示增大表示h增大增大BC增大表示增大表示h减小减小CC减小表示减小表示h减小减小DC减小表示减小表示h增大增大AC第17页，共26页。3、下图的电路中、下图的电路中C是平行板电容器，在是平行板电容器，在S先触先触1后又扳后又扳到到2，这时将平行板的板间距拉大一点，下列说法正确的是，这时将平行板的板间距拉大一点，下列说法正确的是()A平行板电容器两板的电势差不变B平行板电容器两板的电势差

11、变小C平行板电容器两板的电势差增大D平行板电容器两板间的电场强度不变CD第18页，共26页。点拨：点拨：(1)运用电容的定义式和决定式分析电容器相关量变运用电容的定义式和决定式分析电容器相关量变化的思路：化的思路：确定不变量，分析是电压不变还是所带电荷量不变确定不变量，分析是电压不变还是所带电荷量不变 用决定式用决定式C 分析平行板电容器电容的变化分析平行板电容器电容的变化用定义式用定义式 分析电容器所带电荷量或两极板间电压的变分析电容器所带电荷量或两极板间电压的变化化 用用 分析电容器极板间场强的变化分析电容器极板间场强的变化(2)电容器两类问题比较电容器两类问题比较误区1：对平行板电容器的

12、动态变化问题模糊不清第19页，共26页。如图所示，两平行金属板水平放置并接到电源上，如图所示，两平行金属板水平放置并接到电源上，一个带电微粒一个带电微粒P位于两板间，恰好平衡现用外力将位于两板间，恰好平衡现用外力将P固定住，固定住，然后固定导线各接点，使两板均转过然后固定导线各接点，使两板均转过角，如图虚线所示，角，如图虚线所示，再撤去外力，则再撤去外力，则P在两板间在两板间()A保持静止B水平向左做直线运动C向右下方运动D不知角的值，无法确定P的运动状态B第20页，共26页。解析：解析：设原来两板间距为设原来两板间距为d，电势差为，电势差为U，则，则qEmg.当当板转过板转过角时两板间距角时

13、两板间距ddcos，此时电此时电场力场力FqEqE/cos，其方向斜向上，其竖直分力，其方向斜向上，其竖直分力FyFcosqEmg，故竖直方向上合力为零，则，故竖直方向上合力为零，则P水平向水平向左做匀加速直线运动左做匀加速直线运动答案：答案：B点评：点评：平行板电容器内场强为匀强电场，其场强平行板电容器内场强为匀强电场，其场强 ，当两极板接电源时其电压恒为电源电动势当两极板接电源时其电压恒为电源电动势 第21页，共26页。如图所示，有一平行板电容器，电容为如图所示，有一平行板电容器，电容为C，A板接地，板接地，中间开一小孔，通过这一小孔连续地向电容器射入电子，电中间开一小孔，通过这一小孔连续

14、地向电容器射入电子，电子射入小孔的速度为子射入小孔的速度为v0，单位时间内射入的电子数为，单位时间内射入的电子数为n，电，电子质量为子质量为m，电荷量为，电荷量为e，电容器原来不带电，电子射到，电容器原来不带电，电子射到B板板时均留在时均留在B板上，求电容器两极板能达到的最大电势差和从板上，求电容器两极板能达到的最大电势差和从开始射入电子到电容器两极板电势差达到最大所用的时间？开始射入电子到电容器两极板电势差达到最大所用的时间？第22页，共26页。答案：答案：解析：解析：设最大电势差为设最大电势差为U，由动能定理：，由动能定理：，此时电容器带的电荷量：此时电容器带的电荷量：第23页，共26页。

15、如图所示，计算机键盘的每一个键下面都连有一块金如图所示，计算机键盘的每一个键下面都连有一块金属片，与该金属片隔有一定空隙的是另一块小的固定的金属属片，与该金属片隔有一定空隙的是另一块小的固定的金属片这两片金属组成一小电容器该电容器的电容片这两片金属组成一小电容器该电容器的电容C可用公可用公式式CS/d计算，式中常量计算，式中常量91012F/m，S表示金属片的表示金属片的正对面积，正对面积，d表示两金属片间的距离当键被按下时，此小表示两金属片间的距离当键被按下时，此小电容器的电容发生变化，与之相连的电子线路就能检测出是电容器的电容发生变化，与之相连的电子线路就能检测出是哪个键被按下了，从而给出相应的信号设每个金属片的正哪个键被按下了，从而给出相应的信号设每个金属片的正对面积为对面积为50mm2，键未按下时两金属片的距离为，键未按下时两金属片的距离为0.6mm.如果如果电容变化电容变化0.25pF，电子线路恰能检测出必要的信号，则键至，电子线路恰能检测出必要的信号，则键至少需要被按下少需要被按下_0.15mm第24页，共26页。电容式键盘电容式键盘第25页，共26页。答案：答案：0.15mm解析：解析：7.51013F 当键被按下当键被按下d时，电容增加时，电容增加C0.25pF，第26页，共26页。