高中物理人教版选修3-1：18-电容器的电容课件.ppt

1、电容器是一种储能元件，在电路中用于调谐、滤波、耦合、旁路、能量转换和延时。按其结构可分为固定电容器、半可变电容器、可变电容器三种。电容器是一种储能元件，在电路中用于调谐、滤波、耦合、旁路、能量转换和延时。按其结构可分为固定电容器、半可变电容器、可变电容器三种。电容器的电容电容器的电容带电体放在空中，它所带的电荷是会慢慢地失去的，为了保存带电体放在空中，它所带的电荷是会慢慢地失去的，为了保存电荷，我们就需要有一个能电荷，我们就需要有一个能“装电荷的容器装电荷的容器”电容器。电容器。闪光灯闪光灯多媒体实验室多媒体实验室闪光灯的内部结构闪光灯的内部结构电容器电容器认识电容器认识电容器是一种重要是一种

2、重要的电学元件的电学元件一、电容器一、电容器1 1、构造：、构造：在两个相距很近的平行金属板中间夹在两个相距很近的平行金属板中间夹上一层绝缘物质上一层绝缘物质电介质电介质,就组成一个简单的电就组成一个简单的电容器。容器。2 2、电路图符号电路图符号：断路断路1 1、电容器的充电：、电容器的充电：Q QQ Q将电容器两个极板将电容器两个极板带上等量异种电荷带上等量异种电荷的过程，叫电容器的的过程，叫电容器的充电充电。正正极板极板负负极板极板有短暂的有短暂的电流电流两极间有两极间有电压电压两板分别带两板分别带等量等量异种异种电荷，每个电荷，每个极板带电量的极板带电量的绝绝对值对值叫电容器的叫电容器

3、的带电量带电量E E二、电容器的充电和放电二、电容器的充电和放电注意：注意：若电容器保持与电源连接，则板间电压若电容器保持与电源连接，则板间电压U U不变；若断开电源，则极板所带电量不变；若断开电源，则极板所带电量Q Q不变。不变。2 2、电容器的放电：、电容器的放电：Q QQ Q 用导线将充电后的电容器两极接通，两极失去电用导线将充电后的电容器两极接通，两极失去电荷的过程，叫电容器的荷的过程，叫电容器的放电放电。在在放电放电过程中导过程中导线上有线上有短暂的电短暂的电流流产生产生U=0U=0 充电后的电容器两极间的充电后的电容器两极间的电压电压，叫电容，叫电容器的器的电压电压。QQ 电容器的

4、电容器的带电量带电量QQ越多，越多，电压电压U U越高。越高。Q=0.01CQ=0.01C，U=100V U=100V Q=0.02CQ=0.02C，U=200V U=200V Q=0.03CQ=0.03C，U=300V U=300V QQ与与U U成成正比正比Q/UQ/U是是定值定值两极间有两极间有电压电压U UU U+-Q Qd=1cmd=1cm电容器是用来储存电荷的容器电容器是用来储存电荷的容器水深水深H H 两极板间电势差两极板间电势差U U水体积水体积V V 每个极板带电量每个极板带电量Q Q容器的截面积容器的截面积S S 电容电容C CS=V/HS=V/HC=Q/UC=Q/U问题：

5、水杯的问题：水杯的S S水的水的V V、H H有关吗？有关吗？C C不由不由Q Q和和U U来决定，由来决定，由电容器本身来决定。电容器本身来决定。1 1、定义：、定义：电容器所带的电荷量电容器所带的电荷量Q Q与电容器两极板间与电容器两极板间的电势差的电势差U U的比值的比值 2 2、定义式：、定义式：，或者，或者UQCUQC 3 3、物理意义：、物理意义：C C是表示电容器容纳电荷本领的物理量是表示电容器容纳电荷本领的物理量 4 4、单位：、单位：在国际单位制中单位是法拉（在国际单位制中单位是法拉（F F）1F=1C/V1F=1C/V 常用单位：常用单位：微法（微法（F);F);皮法（皮法

6、（pF)pF)1F=10 1F=10-6-6F 1F=10F 1F=10-12-12F FQ Q指每一个极板带电量绝对值指每一个极板带电量绝对值2对电容的定义式对电容的定义式C的理解的理解(1)电容由电容器本身的构造决定：电容由电容器本身的构造决定：电容器的电容是反映电容器容纳电荷本领电容器的电容是反映电容器容纳电荷本领的物理量，用比值的物理量，用比值C来定义，但它却是由电来定义，但它却是由电容器自身的构造决定的，与所带电荷量容器自身的构造决定的，与所带电荷量Q和所和所加电压加电压U无关。即使电容器不带电，其电容仍无关。即使电容器不带电，其电容仍然存在，并且是一个确定的值。然存在，并且是一个确

7、定的值。当一个电容器所带电荷量为当一个电容器所带电荷量为Q时，两极板间的电时，两极板间的电势差为势差为U，如果所带电荷量增大为，如果所带电荷量增大为2Q，则，则 ()A电容器的电容增大为原来的电容器的电容增大为原来的2倍，两极板间电倍，两极板间电势差保持不变势差保持不变 B电容器的电容减小为原来的一半，两极板间电容器的电容减小为原来的一半，两极板间电势差保持不变电势差保持不变 C电容器的电容保持不变，两极板间电势差增电容器的电容保持不变，两极板间电势差增大为原来的大为原来的2倍倍 D电容器的电容保持不变，两极板间电势差减电容器的电容保持不变，两极板间电势差减小为原来的小为原来的1 1、某一电容

8、器，当所带电量为、某一电容器，当所带电量为4 41010-6-6C C，两极板间的，两极板间的电势差为电势差为20v20v，求：，求：1 1）电容器的电容）电容器的电容.2 2）当所带电量减半时，电容器的电容为多少）当所带电量减半时，电容器的电容为多少?3 3）如果电容器不带电呢？）如果电容器不带电呢？解解:1):1)FVCUQC76102201042)2)仍是仍是2 21010-7-7 F.F.3)3)仍是仍是2 21010-7-7 F.F.电容的大小由电容器本身决定，与哪些因素有关？电容的大小由电容器本身决定，与哪些因素有关？极板面积极板面积极板距离极板距离电介质电介质方法：控制变量法方法

9、：控制变量法+实验探究：影响平行板电容器电容的因素实验探究：影响平行板电容器电容的因素 -改变改变d d改变改变S S改变改变电介质电介质说明：静电计是在验电器的基础上制成的，用来测量导体说明：静电计是在验电器的基础上制成的，用来测量导体间的电势差，从指针的偏转角度就可以知道两个导体间的间的电势差，从指针的偏转角度就可以知道两个导体间的电势差的大小。电势差的大小。多媒体实验室多媒体实验室平行板电容器的电容公式：平行板电容器的电容公式：SC dC1两极板间距离两极板间距离kdSCr4两极板正对面积两极板正对面积静电力常量静电力常量rC介电常数介电常数真空真空 =1=1r几种常用电介质的相对介电常

10、数几种常用电介质的相对介电常数电介质电介质空气空气煤油煤油石蜡石蜡陶瓷陶瓷玻璃玻璃云母云母水水r1.00051.00052 26 66 68 84 411112.02.02.12.18181 空气的相对介电常数与空气的相对介电常数与1 1十分接近，研十分接近，研究中，空气对电容的影响一般可以忽略。究中，空气对电容的影响一般可以忽略。如图所示是一只利用电容器电容(C)测量角度()的电容式传感器的示意图，当动片和定片之间的角度()发生变化时，电容(C)便发生变化，于是通过知道电容(C)的变化情况就可以知道角度()的变化情况。如图5的图像中，最能正确反映角度()与电容(C)之间关系的是()B1 1、

11、固定电容器：、固定电容器：五、常用电容器五、常用电容器（1 1）聚苯乙烯电容器：）聚苯乙烯电容器：以以聚苯乙烯薄膜聚苯乙烯薄膜为电介质，为电介质，两层铝箔两层铝箔为极板。为极板。符号：符号：（2 2）电解电容器：）电解电容器：用用铝箔铝箔做一个极板，以铝箔上做一个极板，以铝箔上很薄的一层氧化膜很薄的一层氧化膜为电介质，用为电介质，用浸过电解液的纸浸过电解液的纸做另一个极板。做另一个极板。符号：符号：电容较大电容较大2 2、可变电容器：、可变电容器：两极由两组铝片组成，固定的一组铝片叫做定片；两极由两组铝片组成，固定的一组铝片叫做定片；可以转动的一组铝片叫做动片可以转动的一组铝片叫做动片;空气为

12、电介质。空气为电介质。转动动片，使两组铝片的转动动片，使两组铝片的正对面积正对面积发生变化，电发生变化，电容相应容相应变化变化。符号：符号：3 3电容器的额定电压和击穿电压电容器的额定电压和击穿电压(1)(1)额定电压：电容器能够额定电压：电容器能够_工作工作时的电压时的电压(2)(2)击穿电压：电介质被击穿时加在电容击穿电压：电介质被击穿时加在电容器两极板上的器两极板上的_电压，若电压超过这电压，若电压超过这一限度，则电容器就会被损坏一限度，则电容器就会被损坏长期正常长期正常最小最小1 1、关于电容，下列说法中正确的是、关于电容，下列说法中正确的是 （）A A电容器的极板上带电量越大，这只电

13、容器的电容就越电容器的极板上带电量越大，这只电容器的电容就越大大B B电容器的极板间电压越大，这只电容器的电容就越大电容器的极板间电压越大，这只电容器的电容就越大C C如果电容器两极板上没有带电，它的电容为零如果电容器两极板上没有带电，它的电容为零D D对某一个电容器来说，两板间的电势差随所带电量的对某一个电容器来说，两板间的电势差随所带电量的增加而增加增加而增加D D2 2、如图所示，将平行板电容器两极板分别接在电压是、如图所示，将平行板电容器两极板分别接在电压是6V6V的电池组正负极，跟电池组负极相连的极板带电量为的电池组正负极，跟电池组负极相连的极板带电量为-9.0-9.01010-8-

14、8C C，则电容器的带电量为，则电容器的带电量为 C C，电容器的电容为电容器的电容为 pFpF。若将此电容器。若将此电容器两极板与电动势为两极板与电动势为12V12V的电池组相连，则电容器的电的电池组相连，则电容器的电容为容为 pFpF。Q QQ Q9.09.01010-8-8 1.51.510104 4 1.51.510104 4 2.02.01010-8-8F F UQC11UQC 电容的另一种定义式电容的另一种定义式11CUQ 22UQC 22CUQ)(1212UUCQQUCQ即C102.0-7一、对电容器的电容两个公式理解：一、对电容器的电容两个公式理解：UQC UQ定义式定义式适用

15、于任何电容器适用于任何电容器kdSC4适用于平行板电容器适用于平行板电容器决定式决定式2、例与练例与练【答案答案】150 F150 F例例2 2、平行板电容器充电平衡后仍与、平行板电容器充电平衡后仍与电源相连电源相连，两极板，两极板间的电压是间的电压是U U，电荷量为，电荷量为Q Q，两极板间场强为，两极板间场强为E E，电容，电容为为C C，现将两极板间距离减小，则，现将两极板间距离减小，则 （）A.QA.Q变大变大 B.CB.C变大变大 C.EC.E不变不变 D.UD.U变小变小ABAB二、平行板电容器的两类问题二、平行板电容器的两类问题kdSC4UQC dUE 若电容器始终若电容器始终与

16、电源相连与电源相连，这时电容器两极，这时电容器两极间的间的电压不变电压不变。（1）当）当d不变，改变正对面积不变，改变正对面积S时：时：kdSC4S变大变大UQC dUE（不变）（不变）S变小变小 C变小变小 Q变小变小 E不变不变1定电压问题定电压问题（2）当）当S不变，改变两板间距不变，改变两板间距d时：时：kdSC4变大变大UQC dUE d变小变小 C变大变大 Q变大变大 E变大变大（3）当）当S d不变，改变介电常量不变，改变介电常量 时：时：d变大变大kdSC4UQC dUE（不变）（不变）变小变小 C变小 Q 变小 E不变 BCDBCD若电容器在充电后若电容器在充电后与电源断开与

17、电源断开，这时电容器的，这时电容器的电荷量保持不变电荷量保持不变。2、定电荷量问题、定电荷量问题（1）当）当d不变，改变正对面积不变，改变正对面积S时：时：kdSC4S变大变大UQC dUE S变小变小 C变小变小 U变大变大 E变大变大（2）当）当S不变，改变两板间距不变，改变两板间距d时：时：kdSC4UQC dUE d变大变大CdQSkQ4(不变)d变小变小 C变大变大 U变小变小 E不变不变（3）当）当S d不变，改变介电常量不变，改变介电常量 时：时：变大变大kdSC4UQC dUE 变小变小 C变小 U 变大 E变大 C 如图，平行板电容器与电动势为E的直流电源(内阻不计)连接，下

18、极板接地。一带电油滴位于电容器中的P点且恰好处于平衡状态。现将平行板电容器的上极板竖直向上移动一小段距离，则()A带电油滴将沿竖直方向向上运动 BP点的电势将降低 C带电油滴的电势能将减小 D若电容器的电容减小，则极板带电荷量将增大 如图，平行板电容器的两个极板与水平地面成一角度，两极板与一直流电源相连。若一带电粒子恰能沿图中所示水平直线通过电容器，则在此过程中，该粒子()A所受重力与电场力平衡 B电势能逐渐增加 C动能逐渐增加 D做匀变速直线运动BD三、电容器充、放电而引起电路中电流三、电容器充、放电而引起电路中电流的判断方法：的判断方法：充电时，电流从电源正极流向电容器正极板，充电时，电流

19、从电源正极流向电容器正极板，从电容器负极板流向电源负极从电容器负极板流向电源负极放电时，电流从电容器正极板通过电路流向负极板放电时，电流从电容器正极板通过电路流向负极板(电容器的带电量电容器的带电量Q增加增加)(电容器的带电量电容器的带电量Q减少减少)D D CEFq17105例例6 6、在下图所示的实验装置中，平行板电容器的极板、在下图所示的实验装置中，平行板电容器的极板A A 与一个灵敏的静电计相接，极板与一个灵敏的静电计相接，极板B B接地，若极板接地，若极板B B稍向上稍向上移动一点，由观察到的指针变化做出平行板电容器电容移动一点，由观察到的指针变化做出平行板电容器电容变小的依据是（变

20、小的依据是（）A A、两极板间的电压不变，极板上的电荷量变小、两极板间的电压不变，极板上的电荷量变小 B B、两极板间的电压不变，极板上的电荷量变大、两极板间的电压不变，极板上的电荷量变大 C C、极板上电荷量几乎不变，两极板间电压变小、极板上电荷量几乎不变，两极板间电压变小 D D、极板上电荷量几乎不变，两极板间电压变大、极板上电荷量几乎不变，两极板间电压变大D 如图所示，平行金属板A、B组成的电容器，充电后与静电计相连。要使静电计指针张角变大，下列措施中可行的是()A将A板向上移动 B将B板向左移动 C将A、B之间充满电介质 D使A板放走部分电荷A变式、变式、平行板电容器充电后与电源断开，

21、负极板接地，在平行板电容器充电后与电源断开，负极板接地，在 两板间有一正电荷（电荷量很少）固定在两板间有一正电荷（电荷量很少）固定在P P点，如图所点，如图所示，以示，以U U表示电容两极板间的电压，表示电容两极板间的电压，E E表示两极板间的场表示两极板间的场强，强，E Ep p表示正电荷在表示正电荷在P P点的电势能，若保持负极板不动，点的电势能，若保持负极板不动，而将正极板移至图中虚线所示的置，则而将正极板移至图中虚线所示的置，则()()A A、U U变大，变大，E Ep p不变不变B B、E E变大，变大，E Ep p不变不变C C、U U变小，变小，E Ep p变大变大 D D、U

22、U不变，不变，E Ep p不变不变A解：由解：由U=4kQd/U=4kQd/r rS S 及及 E=4kQ/E=4kQ/r rS S可知：可知：d d增大，则增大，则U U增大增大而而E E不变；不变；E Ep p=q=q p p=qEd=qEd1 1 也不变。也不变。2012.8.112012.8.11仅做学习交流，谢谢！仅做学习交流，谢谢！语文：初一新生使用的是教育部编写的教材，也称“部编”教材。“部编本”是指由教育部直接组织编写的教材。“部编本”除了语文，还有德育和历史。现有的语文教材，小学有12种版本，初中有8种版本。这些版本现在也都做了修订，和“部编本”一同投入使用。“部编本”取代原

23、来人教版，覆盖面比较广，小学约占50%，初中约占60%。今秋，小学一年级新生使用的是语文出版社的修订版教材，还是先学拼音，后学识字。政治：小学一年级学生使用的教材有两个版本，小学一年级和初一的政治教材不再叫思想品德，改名为道德与法治。历史：初一新生使用华师大版教材。历史教材最大的变化是不再按科技、思想、文化等专题进行内容设置，而是以时间为主线，按照历史发展的时间顺序进行设置。关于部编版，你知道多少？为什么要改版？跟小编一起来了解下吧！一新教材的五个变化一、入学以后先学一部分常用字，再开始学拼音。汉字是生活中经常碰到的，但拼音作为一个符号，在孩子们的生活中接触、使用都很少，教学顺序换一换，其实是

24、更关注孩子们的需求了。先学一部分常用常见字，就是把孩子的生活、经历融入到学习中。二、第一册识字量减少，由400字减少到300字。第一单元先学40个常用字，比如“地”字，对孩子来说并不陌生，在童话书、绘本里可以看到，电视新闻里也有。而在以前，课文选用的一些结构简单的独体字，比如“叉”字，结构比较简单，但日常生活中用得不算多。新教材中，增大了常用常见字的比重，减少了一些和孩子生活联系不太紧密的汉字。三、新增“快乐阅读吧”栏目，引导学生开展课外阅读。教材第一单元的入学教育中，有一幅图是孩子们一起讨论西游记等故事，看得出来，语文学习越来越重视孩子的阅读表达，通过读故事、演故事、看故事等，提升阅读能力。

25、入学教育中第一次提出阅读教育，把阅读习惯提升到和识字、写字同等重要的地位。四、新增“和大人一起读”栏目，激发学生的阅读兴趣，拓展课外阅读。有家长担心会不会增加家长负担，其实这个“大人”包含很多意思，可以是老师、爸妈、爷爷、奶奶、外公、外婆等，也可以是邻居家的小姐姐等。每个人讲述一个故事，表达是不一样的，有人比较精炼，有人比较口语化，儿童听到的故事不同，就会形成不同的语文素养。五、语文园地里，新增一个“书写提示”的栏目。写字是有规律的，一部分字有自己的写法，笔顺都有自己的规则，新教材要求写字的时候，就要了解一些字的写法。现在信息技术发展很快，孩子并不是只会打字就可以，写字也不能弱化。二为什么要先

26、识字后学拼音？一位语文教研员说，孩子学语文是母语教育，他们在生活中已经认了很多字了，一年级的识字课可以和他们之前的生活有机结合起来。原先先拼音后识字，很多孩子觉得枯燥，学的时候感受不到拼音的用处。如果先接触汉字，小朋友在学拼音的过程中会觉得拼音是有用的，学好拼音是为了认识更多的汉字。还有一位小学语文老师说：“我刚刚教完一年级语文，先学拼音再识字，刚进校门的孩子上来就学，压力会比较大，很多孩子有挫败感，家长甚至很焦急。现在让一年级的孩子们先认简单的字，可以让刚入学的孩子们感受到学习的快乐，消除他们害怕甚至恐惧心理。我看了一下网上的新教材，字都比较简单，很多小朋友都认识。”语文：初一新生使用的是教

27、育部编写的教材，也称“部编”教材。“部编本”是指由教育部直接组织编写的教材。“部编本”除了语文，还有德育和历史。现有的语文教材，小学有12种版本，初中有8种版本。这些版本现在也都做了修订，和“部编本”一同投入使用。“部编本”取代原来人教版，覆盖面比较广，小学约占50%，初中约占60%。今秋，小学一年级新生使用的是语文出版社的修订版教材，还是先学拼音，后学识字。政治：小学一年级学生使用的教材有两个版本，小学一年级和初一的政治教材不再叫思想品德，改名为道德与法治。历史：初一新生使用华师大版教材。历史教材最大的变化是不再按科技、思想、文化等专题进行内容设置，而是以时间为主线，按照历史发展的时间顺序进

28、行设置。关于部编版，你知道多少？为什么要改版？跟小编一起来了解下吧！一新教材的五个变化一、入学以后先学一部分常用字，再开始学拼音。汉字是生活中经常碰到的，但拼音作为一个符号，在孩子们的生活中接触、使用都很少，教学顺序换一换，其实是更关注孩子们的需求了。先学一部分常用常见字，就是把孩子的生活、经历融入到学习中。二、第一册识字量减少，由400字减少到300字。第一单元先学40个常用字，比如“地”字，对孩子来说并不陌生，在童话书、绘本里可以看到，电视新闻里也有。而在以前，课文选用的一些结构简单的独体字，比如“叉”字，结构比较简单，但日常生活中用得不算多。新教材中，增大了常用常见字的比重，减少了一些和

29、孩子生活联系不太紧密的汉字。三、新增“快乐阅读吧”栏目，引导学生开展课外阅读。教材第一单元的入学教育中，有一幅图是孩子们一起讨论西游记等故事，看得出来，语文学习越来越重视孩子的阅读表达，通过读故事、演故事、看故事等，提升阅读能力。入学教育中第一次提出阅读教育，把阅读习惯提升到和识字、写字同等重要的地位。四、新增“和大人一起读”栏目，激发学生的阅读兴趣，拓展课外阅读。有家长担心会不会增加家长负担，其实这个“大人”包含很多意思，可以是老师、爸妈、爷爷、奶奶、外公、外婆等，也可以是邻居家的小姐姐等。每个人讲述一个故事，表达是不一样的，有人比较精炼，有人比较口语化，儿童听到的故事不同，就会形成不同的语

30、文素养。五、语文园地里，新增一个“书写提示”的栏目。写字是有规律的，一部分字有自己的写法，笔顺都有自己的规则，新教材要求写字的时候，就要了解一些字的写法。现在信息技术发展很快，孩子并不是只会打字就可以，写字也不能弱化。二为什么要先识字后学拼音？一位语文教研员说，孩子学语文是母语教育，他们在生活中已经认了很多字了，一年级的识字课可以和他们之前的生活有机结合起来。原先先拼音后识字，很多孩子觉得枯燥，学的时候感受不到拼音的用处。如果先接触汉字，小朋友在学拼音的过程中会觉得拼音是有用的，学好拼音是为了认识更多的汉字。还有一位小学语文老师说：“我刚刚教完一年级语文，先学拼音再识字，刚进校门的孩子上来就学，压力会比较大，很多孩子有挫败感，家长甚至很焦急。现在让一年级的孩子们先认简单的字，可以让刚入学的孩子们感受到学习的快乐，消除他们害怕甚至恐惧心理。我看了一下网上的新教材，字都比较简单，很多小朋友都认识。”