3-1(8)电容器与电容课件

单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,1.8 电容器的电容,课标定位,学习目标：1.知道电容器的概念和平行板电容器的主要构造,2理解电容的概念及其定义式或准备式,3把握平行板电容器电容的准备式，并能用其争论有关问题,重点难点：关于电容器两类典型问题的争论,带电体放在空中，它所带的电荷是会渐渐地失去的，为了保存电荷，我们就需要有一个能“装电荷的容器”电容器。,电容器：能够容纳储存电荷的器件。,电容器是一种存储电荷的装置，它在收音机、电视机、洗衣机、电冰箱等各种家用电器中是一个不行缺少的关键元件之一。例如收音机的“调台”就是利用电容器来实现的。那么，电容器的构造如何？它有和性质及特点呢？,电容器的应用:,电脑主板,一、电容器,2.电容器的充电、放电。,1、定义,两个彼此绝缘又相互靠近的导体，就构成了电容器。,3、电容器储存电荷的方式,充电后的电容器两个极板上，分别带有等量异种电荷，由于两极板相对且靠得很近，正负电荷相互吸引。电容器以这种方式储存电荷。,4、在电路图中，电容器用 表示。,举例,：圆柱型水杯容器的储水问题:,h,h,A,B,C,二、怎样表示或描述电容器的电容的大小呢？,类比法理解电容概念电容器与水容器,水深H,两极板间电势差U,水体积V,每个,极板带电量Q,S=V/H,C=Q/U,容器的截面积S,电容C,二、电容C,1.定义:,把电容器带电量Q与两极板间的电压U的比值叫这个电容器的电容，用C表示,2.定义式,：,3.单位：法拉F 1F=1C/V,其它单位：1F=10,6,F=10,12,pF,意义：“C=1F”表示当U=1V时，Q=1C “C=10F”表示当U=1V时，Q=10C,4.物理意义,：,描述电容器容纳电荷本事的物理量,5计算式：,ks5u精品课件,理解 C与Q,、,U的关系,C不由Q、U准备,Q,=,CU,Q由C、U准备,U由Q、C准备,+,+,+,+,+,+,静电计,静电计是在验电器的根底上制成的，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电势差。,在Q和S不变时，d减小，U减小。由C=Q/U知：C增大。,d,则引力,F，,容量,C,电容的大小明显应取决于自身的构造，那么跟哪些因素有关呢？,+,+,+,+,+,+,静电计,在Q和d不变时，S越小，U越大。由C=Q/U可知：C越小。,S,相当于,r，,引力,F，,故,C,+,+,+,+,+,+,静电计,在Q、d和S不变时，插入电介质r增大，U减小。由C=Q/U知：C增大。,介质插入平行板电容器两极中后，使正负极板中的电荷更加不易相向运动而中和，从而C。,C和d成反比,C与S成正比,C与成正比,相对介电常数,正对面积,静电力常量,两极板间的距离,平行板电容器,三.准备电容大小的因素,电容器的电容是电容器本身的构造准备，与是否带电或与带电量的多少无关。,k=9.0,109N,m,2,/C,2,四、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,+,-,电容器的额定电压和击穿电压,(1)额定电压：电容器能够_工作时的电压,(2)击穿电压：电介质被击穿时加在电容器两极板上的_电压，假设电压超过这一限度，则电容器就会被损坏,长期正常,最小,五.电容器的重要指标：电容及额定电压。,一般状况下，工作电压应低于击穿电压。,六.平行板电容器典型问题：,十 十 十 十 十 十 十 十,一 一 一 一 一 一 一 一,类型一：,保持电容器的两极板与电源相连,恒量：,U,变量：Cd，S，Q，E,Q=CU,C=S/4kd S/d,Q=CU=US/4kd S/d,E=U/d 1/d,十 十 十 十 十 十 十 十,一 一 一 一 一 一 一 一,恒量：,Q,变量：Cd，S，U，E,类型二：,充电后，切断与电源的连接,在这种状况下，假设增大d，则U、Q、E各如何变化？,(1)C=S/4kd S/d,(2)U=Q/C=Q/S/4kd d/S,(3)E=U/d=Q/Cd=Q/Sd/4kd,=kQ/S 1/S,七小结,1、两块彼此靠近而又绝缘的导体在一起就组成了电容器。,2、电容器的作用是容纳电荷，储存能量。,3、电容器所带电量与两极板间电势差的比值叫电容器的电容。,4、电容描述了电容器容纳电荷本事的大小，由电容器本身的属性准备。,5、平行板电容器的电容公式为,C=S4kd。,C=QU，,E=Ud，,平行板电容器的两种典型状况的争论：,C Sd C=Q/U E=U/d QS,1.假设两板始终跟电源连接U保持不变,a.d增大，C将减小，Q将减小，E将减小,b.S增大，C将增大，Q将增大，E将保持不变。,c.插入介质，C将增大，Q将增大，E将保持不变。,d.插入确定厚度的导体板，相当于d减小，C将增大，,Q将增大，E将增大。,2.假设充电后与电源断开Q保持不变,a.d增大，C将减小，U将增大，E将保持不变,b.S增大，C将增大，U将减小，E将减小。,c.插入介质，C将增大，U将减小，E将减小。,d.插入确定厚度的导体板，相当于d减小，C将增大，,U将减小，E将保持不变。,练习,1、如以下图，是描述对给定的电容器充电时极板上带电量极板间电压和电容之间的关系的图象，其中正确的选项是 ,2、两个电容器电量之比为2:1，电压,之比为1:2，则它们的电容之比,为,.,4:1,3对于一个确定的电容器的电容正确的理解是(),A电容与带电量成正比,B电容与电势差成反比,C电容器带电量越大时，电容越大,D对确定的电容器,每板带电量增加,两板间电势差必增加,D,4以下哪些措施可以使电介质为空气的平行板电容器的电容变大些(),A使两极板靠近些,B增大两极板的正对面积,C把两极板的距离拉开些,D在两极板间放入云母,ABD,5用两节一样的电池给两个电容器C1和C2充电，C1C2，当到达稳定状态时，两电容器的电势差分别为U1和U2，两电容器每板的带电量分别为Q1和Q2则(),AU1U2 BU1=U2 CU1U2,D无法确定U1与U2的大小关系,BG,EQ,1,Q,2,FQ,1,=Q,2,GQ,1,Q,2,H无法确定Q,1,与Q,2,的大小关系,6.两平行金属板，正对放置，充电后两极间的电势差为2V，两极板带电量分别为+610-6C和-610-6C，,求：(1)电容C；,(2)假设电势差上升1V，电容C和所带电量Q为多少?,【解析】电容器的电容C=Q/U，但电容是由电容器的构造准备的，跟Q、U无关.,(1)依据电容的定义式,C=Q/U=(610-6/2)F=310-6F,(2)假设电势差上升1V，电容器的电容仍不变，而此时所带电量,Q=CU=310-63C=910-6C,7.平行板电容器保持与直流电源两极连接，充电平衡后，两极板间的电压为U，电荷量为Q，两极板间场强为E，电容为C,现将两极板间距离减小，则引起变化的状况是(),A.Q变大 B.C变大 C.E不变 D.U变小,争论:上题中,假设电容器充电平衡后与电源断开，将两板间距离减小，则引起变化状况是(),A.Q变大 B.C变大 C.E不变 D.U变小,AB,BCD,8.在右图所示的试验装置中,平行板电容器的极板A与一灵敏的静电计相接,极板B接地.假设极板B稍向上移动一点,由观看到的静电计指针变化作出平行板电容器电容变小的结论的依据是 ().,(A)两极板间的电压不变,极板上的电量变小,(B)两极板间的电压不变,极板上的电量变大,(C)极板上的电量几乎不变,两极板间的电压变小,(D)极板上的电量几乎不变,两极板间的电压变大,C,9.一个平行板电容器，两板之间的距离d和两板面积S都可以调整，电容器两板与电池相连接，以Q表示电容器的电量，E表示两板间的电场强度，则 ,A.当d增大、S不变时，Q减小，E减小,B.当S 增大、d不变时，Q增大，E增大,C.当d减小、S增大时，Q增大，E增大,D.当S减小、d增大时，Q不变，E增大,A C,10.两块大小、外形完全一样的金属平板平行放置，构成一平行板电容器，与它相连接的电路如以下图，接通开关K，电源即给电容器充电.,A保持K接通，减小两极板间的距离，则两极板间电场的电场强度减小,B保持K接通，在两极板间插入一块介质，则极板上的电量增大,C断开K，减小两极板间的距离，则两极板间的电势差减小,D断开K，在两极板间插入一块介质，则两极板间的电势差增大,K,R,E,+,-,B C,11.对于水平放置的平行板电容器，以下说法正确的选项是 (),A将两极板的间距加大，电容将增大,B将两极板平行错开，使正对面积减小，电容将减小,C在下板的内外表上放置一面积和极板相等、厚度小于极板间距的陶瓷板，电容将增大,D在下板的内外表上放置一面积和极板相等、厚度小于极板间距的铝板，电容将增大,B C D,12.一个平行板电容器，其电容为C，带电量为Q，上板带正电，现将一个摸索电荷q由两板间A点移动到B点，A、B两点间的距离为s，连线AB与极板间的夹角为30，则电场力对摸索电荷所做的功等于 ,A.qCsQd,B.qQsCd,C.qQs 2 Cd,D.qCs2Qd,30,A,B,d,C,13.如图示，平行板电容器经开关S与电池连接，a 处有一带电量特殊小的点电荷，S是闭合的，a表示a点的电势，f表示点电荷受到的电场力，现将电容器的B板向下略微移动，使两板间的距离增大，则 ,A.a变大，f 变大,B.a变大，f 变小,C.a不变，f 不变,D.a不变，f 变小,a,B,A,S,B,14.一平行板电容器的电容为C，两板间的距离为d，上板带正电，电量为Q，下板带负电，电量也为Q，它们产生的电场在很远处的电势为零。两个带异号电荷的小球用一绝缘刚性杆相连，小球的电量都为q，杆长为,l,，且,l,d。现将它们从很远处移到电容器内两板之间，处于图示的静止状态（杆与板面垂直），在此过程中电场力对两个小球所做总功的大小等于多少？（设两球移动过程中极板上电荷分布情况不变）（）,C D,A B0,A,+q,-q,+Q,-Q,l,+q,-q,+Q,-Q,l,解：,在电场中，带正电荷的小球所在处的电势为,1,，,带负电荷的小球所在处的电势为,2,，,将电荷从很远处移到电容器内两板间，电场力对两球分别做功为W,1,、W,2,，,由电场力做功的定义 W=qU始终=q 始-终,W1=q 0-1,W2=-q 0 2,电场力对两个小球所做总功的大小为W,W=W1+W2=q 2-1,=-qEl=-qlu/d=-qlQCd,电容式传感器,电容器的电容C准备于极板的正对面积S、极板间距离d以及极板间的电介质这几个因素。假设某一物理量如角度、位移、深度等的变化能引起上述某个因素的变化，从而引起电容的变化，则通过测定电容器的电容就可以确定上述物理量的变化，起这种作用的电容器称为电容式传感器。,图甲是测量,的电容式传感器，原理是,。,定片,甲,角度,由于CS，动片与定片间的角度,发生变化时，引起S的变化，通过测出C的变化，测量动片与定片间的夹角,图乙是测量,的电容式传感器，原理是,。,金属芯线,电介质,导电液体,乙,h,液面高度h,由于CS，h发生变化，金属芯线和导电液体组成的电容发生变化，通过测定C的变化，可以测量液面高度h 的变化,。,图丙是测量,的电容式传感器，原理是,。,固定电极,可动电极,F,丙,压力F,由于C1/d，压力F 作用在可动电极上，引起极板间距d 的变化，通过测出C的变化，测量压力F的变化。,图丁是测量,的电容式传感器，原理是,。,极板,电介质,丁,x,位移x,由于C 随着电介质进入极板间的长度发生变化，通过测出C的变化，测量位移x的变化。,随着生活质量的提高，自动干手机已进入家庭，洗手后，将湿手靠近自动干手机，机内的传感器便驱动电热器加热，有热空气从机内喷出，将湿手烘干。手靠近干手机能使传感器工作，是由于 ,A.转变了湿度 B.转变了温度,C.转变了磁场 D.转变了电容,D,