电容器的电容 通用课件 ppt

第一课时第一课时.2电容器的充放电电容器的充放电思考：圆柱型水杯容器的储水问题思考：圆柱型水杯容器的储水问题:hhABC1.1.水位升高相同高度水位升高相同高度h h，试比较，试比较A A、B B、C C的储水的储水量量2 如何反映水杯的储水本领？如何反映水杯的储水本领？hQ深度水量S截面积UQCUQC或或UQCUQC或或【针对练习针对练习1】BC一个电容器，充电后所带电荷量为一个电容器，充电后所带电荷量为Q=410-6C时，它的两极板间的电势差时，它的两极板间的电势差U=2V，由此可知，由此可知，该电容器的电容是该电容器的电容是_F。如果再充进如果再充进410-6C的电荷量，其电容为的电荷量，其电容为_F。如果用导线将电容器两极相连，放电完毕后，如果用导线将电容器两极相连，放电完毕后，其电容为其电容为_F。C取决于取决于电容器自身结构电容器自身结构，而而与是否带电及带电多少无关。与是否带电及带电多少无关。210-6【针对练习针对练习2】210-6210-6猜想猜想:平行板电容器的电容的大小可能由哪些因素决平行板电容器的电容的大小可能由哪些因素决定呢？定呢？三三 平行板电容器的电容平行板电容器的电容间距间距d正对正对面积面积s电介质电介质思考思考 怎样使电容器所带的电荷量不变？怎样使电容器所带的电荷量不变？将电容器充电后与电源断开将电容器充电后与电源断开由由 得：当得：当Q Q不变时，不变时，C C的变化可由的变化可由U U的变化反映出来，例如：的变化反映出来，例如：U U变大时，表示变大时，表示C C一定减小了。一定减小了。思考思考 怎样测电容器两极板间的电势差的大小？怎样测电容器两极板间的电势差的大小？它是由验电器改装而它是由验电器改装而成的，它的金属球接一导成的，它的金属球接一导体，金属外壳接另一导体，体，金属外壳接另一导体，从从指针的偏角指针的偏角可测出两导可测出两导体间的体间的电势差电势差。静电计：静电计：测量电势差。测量电势差。间距间距d正对正对面积面积s电介质电介质板间电势差板间电势差U U 电容电容C C板间距板间距d d增大增大 增大增大减小减小减小减小减小减小增大增大正对面积正对面积S S增大增大减小减小增大增大减小减小增大增大减小减小电介质电介质插入插入减小减小增大增大拔出拔出增大增大减小减小板间电势差板间电势差U U 电容电容C C板间距板间距d d 正对面积正对面积S S 电介质电介质 板间充满某种介质时，板间充满某种介质时，C C会变为板间为真空时的会变为板间为真空时的若干倍，这一倍数叫这种电介质的相对介电常数，若干倍，这一倍数叫这种电介质的相对介电常数，用用r r表示。表示。公式：公式：几种电介质的介电常数几种电介质的介电常数r电介质电介质空气空气石蜡石蜡陶瓷陶瓷玻璃玻璃云母云母介电常数介电常数1.0005 2.02.1641168理论及实验表明：理论及实验表明：平行板电容器两极板间是真空时，平行板电容器两极板间是真空时，电容电容C C跟跟正对面积正对面积S S成正比成正比，跟两，跟两极板间距离极板间距离d d成反比成反比。公式：公式：注意：一般性研究中，空气对电容的影响可忽略注意：一般性研究中，空气对电容的影响可忽略QCU4SCkd电容电容定义式定义式决定决定式式（平行板电容器）（平行板电容器）FEq电场强度电场强度定义式定义式决定式决定式2QEkr（真空中的点电荷）（真空中的点电荷）类比理解类比理解普适普适普适普适（一）分类（一）分类（二）电容器使用时应注意的问题（二）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：加在电容器两极板上的电压不能超过某一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，这个极限电压称为击穿电压。容器损坏，这个极限电压称为击穿电压。2 2、电容器的额定电压：、电容器的额定电压：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 额定电压低于击穿电压额定电压低于击穿电压3 3、电解电容器电解电容器正负极不能接反，正负极不能接反，不能接交不能接交流电。流电。指出图中铭牌的含义指出图中铭牌的含义【例题例题1】AB【例题例题2】对于给定的电容器，在描述对于给定的电容器，在描述电容量电容量C、带电量带电量Q、两板间电势差、两板间电势差U的相互关系中，的相互关系中，下列图下列图116中正确的是中正确的是()ACE 如图所示，如图所示，A A、B B为两块竖直放为两块竖直放置的平行金属板，置的平行金属板，G G是静电计，电键是静电计，电键K K合上后，静电计指针张开一个角度。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？下述哪些做法可使指针张角增大？()()A A、使、使A A、B B两板靠近些；两板靠近些；B B、使、使A A、B B两板正对面积错开些；两板正对面积错开些；C C、断开、断开K K后，使后，使B B板向右平移拉开一板向右平移拉开一些；些；D D、断开、断开K K后，使后，使A A、B B正对面错开些。正对面错开些。CDCD【例题例题3】布置作业布置作业1完成课后习题完成课后习题2完成自学丛书三维达标题完成自学丛书三维达标题2 2、有一正充电的平行板电容器，若使它的、有一正充电的平行板电容器，若使它的电荷量减少电荷量减少 3 31010-4-4C C，其电压降为原来的，其电压降为原来的三分之一，则电容器原来的带电量可能是三分之一，则电容器原来的带电量可能是4.54.51010-4-4C C3 3、连接在电池两极上的平行板电容器，、连接在电池两极上的平行板电容器，当两极板间的距离减小时当两极板间的距离减小时A.A.电容器的电容电容器的电容C C变大变大B.B.电容器极板的带电量电容器极板的带电量Q Q变大变大C.C.电容器两极间的电势差电容器两极间的电势差U U变大变大D.D.电容器两极板间的电场强度电容器两极板间的电场强度E E变大变大 ABD（二）电容器使用时应注意的问题（二）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：加在电容器两极板上的电压不能超过某一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，这个极限电压称为击穿电压。容器损坏，这个极限电压称为击穿电压。2 2、电容器的额定电压：、电容器的额定电压：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 额定电压低于击穿电压额定电压低于击穿电压3 3、电解电容器电解电容器正负极不能接反，正负极不能接反，不能接交不能接交流电。流电。两类常见问题两类常见问题(判断判断C、U、Q、E的变化的变化）skQdUE4skQdUE4skQdkdsQCdQdUE44 【例题例题2】平行板电容器保持与直流电源平行板电容器保持与直流电源两极连接，充电平衡后，两极板间的电两极连接，充电平衡后，两极板间的电压为压为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，电容为，电容为C,C,现将两极板间距离减小，则现将两极板间距离减小，则引起变化的情况是引起变化的情况是()()A.Q A.Q变大变大 B.CB.C变大变大 C.EC.E不变不变 D.UD.U变小变小讨论讨论:上题中上题中,如果电容器充电平衡后与电如果电容器充电平衡后与电源断开，将两板间距离减小，则引起变源断开，将两板间距离减小，则引起变化情况是化情况是()()A.Q A.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ABBCD 例例2 平行板电容器下板接地，两板平行板电容器下板接地，两板与电源相连，与电源相连，b b为正中央的点，将为正中央的点，将不带电的厚金属板插入两板正中间不带电的厚金属板插入两板正中间的如图所示位置后，的如图所示位置后，a a、b b、c c三点三点场强及电势变化情况为：场强及电势变化情况为：()()A A、E=E E=E 且均增大，且均增大，E E减为零；减为零；B B、U U U U U U ，且三点电势均减小；，且三点电势均减小；C C、E=E E=E 且不变，且不变，E E减为零；减为零；D D、U U U U U U ，且，且U U减小，减小，U U 不变，不变，U U 增大增大。AD 如图所示，在平行板电容器如图所示，在平行板电容器正中有一个带电微粒。正中有一个带电微粒。K K闭合时，闭合时，该微粒恰好能保持静止。在保该微粒恰好能保持静止。在保持持K K闭合；充电后将闭合；充电后将K K断开；两断开；两种情况下，各用什么方法能使该种情况下，各用什么方法能使该带电微粒向上运动打到上极板？带电微粒向上运动打到上极板？A.A.上移上极板上移上极板M M B.B.上移下极板上移下极板N N C.C.左移上极板左移上极板M M D.D.把下极板把下极板N N接地接地 K KM MN N答案：选答案：选B B，选，选C C。例例3 传感器是把非电学里（如速度、传感器是把非电学里（如速度、温度、压力等）的变化转换成电学里温度、压力等）的变化转换成电学里变化的一种测定液面高度的电容式传变化的一种测定液面高度的电容式传感器的示意图，金属芯线与导电液体感器的示意图，金属芯线与导电液体形成一个电容器，从电容形成一个电容器，从电容C大小的变大小的变化就能反映液面的升降情况，两者的化就能反映液面的升降情况，两者的关系是（关系是（）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增大增大导电液体金属芯线电介质AC 例例4间距间距d正对正对面积面积s电介质电介质电容电容C C随两板间距离的增大而减小，随两板间距离的增大而减小，减小而增大；减小而增大；电容电容C C随正对面积的增大而增大，随正对面积的增大而增大，减小而减小；减小而减小；电容电容C C随电介质的介电常数的增大而增大，随电介质的介电常数的增大而增大，减小而减小。减小而减小。常用电容器，从构造上看，可以分为哪些类型？常用电容器，从构造上看，可以分为哪些类型？常用的固定电容器有哪些？常用的固定电容器有哪些？电解电容器与其他常用电容器相比有什么显著特征？电解电容器与其他常用电容器相比有什么显著特征？图图13134242的电容器上标的的电容器上标的“0.002F0.002F，400V400V”指的是指的是什么？什么？电容电容器器固定电容器固定电容器可变电容器可变电容器聚苯乙烯电容器聚苯乙烯电容器电解电容器电解电容器纸质电容器纸质电容器陶瓷电容器陶瓷电容器+-常用电容器常用电容器（正负极不能反接）（正负极不能反接）电容器的最大耐压值电容器的最大耐压值击穿电压：击穿电压：额定电压：额定电压：电容器长期工作所电容器长期工作所能承受的最大电压能承受的最大电压额定电压低于击穿电压额定电压低于击穿电压例2.有一个充电的平行板电容器,两极板间的电压为3v，为使它的电荷量减少310-4C,于是电容器两极板间的电压降为原来的1/3，则此时电容的电容为多少FF?电容器原来的带电量为多少C?若两极板的电荷全部放掉,电容器的电容是多少?444123 10(1)21503321.5 1034.5 10150QUUUVFFUQCUCCF解析：由，可知C=电容器的电容是由电容器本身决定的，仍为电容器放电过程中电容器放电过程中电流随时间变化的图像电流随时间变化的图像1 1、在图中画一个狭长矩形，它、在图中画一个狭长矩形，它的面积的物理意义是什么？的面积的物理意义是什么？电荷量电荷量2 2、怎样根据图像计算电容器在、怎样根据图像计算电容器在全部放电过程中释放的电荷量？全部放电过程中释放的电荷量？图像与坐标轴间的面积图像与坐标轴间的面积 4040格格 Q=3.2Q=3.21010-3-3C C 3 3、根据以上数据估算出的电容是多少？、根据以上数据估算出的电容是多少？C=4C=41010-4-4F F电容器电容器 电容电容CQ/U=U/Q，C不由不由Q、U决定决定电容电容 CS/4kd,C由由、S、d电容器自身因素决定电容器自身因素决定电容：描述电容器容纳电荷的本领电容：描述电容器容纳电荷的本领单位：法拉单位：法拉 符号：符号：F 1F1C/V 1F106F1012pF 电容器：任何两个彼此绝缘又相隔很近的导体，组成一电容器：任何两个彼此绝缘又相隔很近的导体，组成一个电容器个电容器电容器电容器电容器分类：固定电容器和可变电容器电容器分类：固定电容器和可变电容器充电：电源能量充电：电源能量 电场能电场能放电：电场能放电：电场能 其他形式能其他形式能电容器所带电荷量：每一极板所带电荷量的绝对值电容器所带电荷量：每一极板所带电荷量的绝对值 1.电容：表示电容器容纳电荷本领的物理电容：表示电容器容纳电荷本领的物理量。定义式量。定义式kdSC43.常见电容器：纸质电容器、电解电容器、常见电容器：纸质电容器、电解电容器、可变电容器、平行板电容器。电解电容可变电容器、平行板电容器。电解电容器连接时应注意其器连接时应注意其“+”、“-”极。平行板极。平行板电容器电容器2.平行板电容器的电容：平行板电容器的电容：4.电容器的充电和放电电容器的充电和放电一、电容、电容器一、电容、电容器思考题：思考题：平行板电容器充电后，继续保持电容平行板电容器充电后，继续保持电容器的两极板与电源相连，在这种情况下，如增大器的两极板与电源相连，在这种情况下，如增大两板间距两板间距d,则板间电势差则板间电势差U、电容器所带电量、电容器所带电量Q，板间场强板间场强E各如何改变？各如何改变？平行板电容器充电后，切断与电源的连接。在平行板电容器充电后，切断与电源的连接。在这种情况下，如增大这种情况下，如增大d，则，则U、Q、E各如何改变？各如何改变？电容器与电源相连，电容器两板间电势差电容器与电源相连，电容器两板间电势差U U不变。不变。充电后，切断电容器与电源的连接，电容器所带电充电后，切断电容器与电源的连接，电容器所带电荷量荷量Q Q不变。不变。提示：提示：