高中物理 电势能与电势差 第1部分 第2章 第4节 电容器电容课件 鲁科版选修31

第4节电容器电容理解教材新知把握热点考向应用创新演练第2章电势能与电势差知识点一知识点二考向一考向二随堂基础巩固课时跟踪训练 自学教材自学教材 1 1电容器电容器 由两个彼此由两个彼此 又相隔又相隔 的导体组成。的导体组成。 2 2平行板电容器平行板电容器 (1) (1)结构：由两块结构：由两块 的平行金属板组成。的平行金属板组成。 (2) (2)带电特点：两板带带电特点：两板带 电荷，分布在两电荷，分布在两板相对的内侧。某一极板所带电荷量的板相对的内侧。某一极板所带电荷量的 规定规定为电容器的带电荷量。为电容器的带电荷量。绝缘绝缘很近很近彼此绝缘彼此绝缘等量异种等量异种绝对值绝对值 3 3电容器的充放电过程电容器的充放电过程 (1) (1)充电：电容器的充电是指使电容器带电的过程，充电：电容器的充电是指使电容器带电的过程，充电电流流向充电电流流向 ，充电后两极板带等量异种电荷。，充电后两极板带等量异种电荷。 (2) (2)放电：电容器的放电是指使充电后的电容器失去放电：电容器的放电是指使充电后的电容器失去电荷的过程，放电电流流向电荷的过程，放电电流流向 。正极板正极板负极板负极板 4 4电容电容 (1) (1)定义：电容器所带电荷量定义：电容器所带电荷量Q Q与电容器两极板与电容器两极板间的电势差间的电势差U U的的 ，即，即C C 。 (2) (2)单位：在国际单位制中是单位：在国际单位制中是 ，符号是，符号是F,F,1 F1 F ，还有微法，还有微法(F)(F)、皮法、皮法(pF)(pF)等，等，1 F1 F FF pFpF。 比值比值法拉法拉1 C/V1 C/V10106 610101212 重点诠释重点诠释 图图2 24 41 11 1电容器充电、放电过程的特点电容器充电、放电过程的特点(1)(1)充电过程特点充电过程特点( (如图如图2 24 41 1所示所示) )：充电电流方向为从电源正极流向电容器。充电电流方向为从电源正极流向电容器。电容器所带电荷量增加。电容器所带电荷量增加。电容器两极板间电压升高。电容器两极板间电压升高。电容器中电场强度增加。电容器中电场强度增加。充电后，电容器从电源中获取的能量称为电场能。充电后，电容器从电源中获取的能量称为电场能。 特别提醒特别提醒 当电容器充电结束后，电容器所在电路中无电当电容器充电结束后，电容器所在电路中无电流，电容器两极板间电压与充电电压相等。流，电容器两极板间电压与充电电压相等。(2)(2)放电过程特点放电过程特点( (如图如图2 24 42 2所示所示) )：图图2 24 42 2放电电流方向是从正极板流出。放电电流方向是从正极板流出。电容器上电荷量减少。电容器上电荷量减少。电容器两极板间电压降低。电容器两极板间电压降低。电容器中电场强度减弱。电容器中电场强度减弱。电容器的电场能转化成其他形式的能。电容器的电场能转化成其他形式的能。 特别提醒特别提醒 放电的过程实际上就是电容器极板正、负电荷中和放电的过程实际上就是电容器极板正、负电荷中和的过程，当放电结束时，电路中无电流。的过程，当放电结束时，电路中无电流。图图2 24 43 31 1下列关于电容器充电和放电的说法中正确的是下列关于电容器充电和放电的说法中正确的是( () )A A电容器充电和放电时电流都由大变小电容器充电和放电时电流都由大变小B B当电容器的电量最大时，电路中电流最大当电容器的电量最大时，电路中电流最大C C当电容器两极板间的电压等于零时，电路中的电流最大当电容器两极板间的电压等于零时，电路中的电流最大D D当电路中的电流最大的时候，电容器储存的电能最大当电路中的电流最大的时候，电容器储存的电能最大解析：解析：充电过程，电路中电流为零时，说明自由移动充电过程，电路中电流为零时，说明自由移动的电荷的电荷“全部全部”聚焦到了电容器上，电容器的两极板聚焦到了电容器上，电容器的两极板所带的电量最大，两极板间的电压最大，场强最大；所带的电量最大，两极板间的电压最大，场强最大；电路中电流最大时，说明聚集到电容器的自由移动的电路中电流最大时，说明聚集到电容器的自由移动的电荷数为零，则电容器的两极板所带的电量为零，两电荷数为零，则电容器的两极板所带的电量为零，两极板间的电压为零，场强为零。放电过程，开始时两极板间的电压为零，场强为零。放电过程，开始时两板间，含电荷量最大，电压最高，场强最大，电流也板间，含电荷量最大，电压最高，场强最大，电流也最大，最后两极板间电量为零时，电压为零电流也为最大，最后两极板间电量为零时，电压为零电流也为零。所以电容器充电和放电时电流都由大变小，选项零。所以电容器充电和放电时电流都由大变小，选项A A正确，选项正确，选项B B、C C错误；充电过程当电容器上电量最错误；充电过程当电容器上电量最大时，电容器上储存的电能最大，电路中的电流为零，大时，电容器上储存的电能最大，电路中的电流为零，选项选项D D错误。错误。答案：答案：A A 自学教材自学教材 1 1分类分类 (1) (1)按电介质分：空气电容器、按电介质分：空气电容器、 电容器、纸质电容器、纸质电容器、陶瓷电容器、涤纶电容器、电容器、陶瓷电容器、涤纶电容器、 电容器等。电容器等。 (2) (2)按电容是否可变分：按电容是否可变分： 电容器、电容器、 电容电容器等。器等。云母云母电解电解可变可变固定固定 2 2应用应用 (1) (1)用于照相机的电子闪光灯：先由用于照相机的电子闪光灯：先由 储存能储存能量，释放能量时发生放电，从而导致电子闪光灯管内的量，释放能量时发生放电，从而导致电子闪光灯管内的气体发出耀眼的白光。气体发出耀眼的白光。 (2) (2)利用电容器测量水位：水位变化引起利用电容器测量水位：水位变化引起 变化，变化，从而可测出水位变化。从而可测出水位变化。 (3) (3)用于高能物理实验或工程中。用于高能物理实验或工程中。 (4) (4)驻极体话筒。驻极体话筒。电容器电容器电容电容 重点诠释重点诠释 1 1平行板电容器的特点平行板电容器的特点物理量物理量要点要点电容电容平行板电容器的电容，由平行板的正对面积平行板电容器的电容，由平行板的正对面积S、间距间距d及介质决定及介质决定电压电压电容器上的电压就是外接电源的电压电容器上的电压就是外接电源的电压电量电量电容器充电后所带电量电容器充电后所带电量QCU，如果充电后跟电，如果充电后跟电源断开，源断开，Q就留在电容器极板上就留在电容器极板上场强场强平行板间的电场看成一个匀强电场，场强平行板间的电场看成一个匀强电场，场强EU/d2 2对于水平放置的平行板电容器，下列说法错误的是对于水平放置的平行板电容器，下列说法错误的是( () )A A将两极板的间距加大，电容将增大将两极板的间距加大，电容将增大B B将两极板平行错开，使正对面积减小，电容将减小将两极板平行错开，使正对面积减小，电容将减小C C在下极板的内表面上放置一面积和极板相等、厚度小在下极板的内表面上放置一面积和极板相等、厚度小于极板间距的陶瓷板，电容将增大于极板间距的陶瓷板，电容将增大D D在下极板的内表面上放置一面积和极板相等、厚度小在下极板的内表面上放置一面积和极板相等、厚度小于极板间距的铝板，电容将增大于极板间距的铝板，电容将增大答案：答案：A A 例例11( (2012惠州高二检测惠州高二检测) )一个平行板电容器，使一个平行板电容器，使它每板电荷量从它每板电荷量从Q Q1 1303010106 6 C C增加到增加到Q Q2 2363610106 6 C C时，时，两板间的电势差从两板间的电势差从U U1 110 V10 V增加到增加到U U2 2，求：，求： (1) (1)这个电容器的电容多大？这个电容器的电容多大？ (2) (2)U U2 2为多少？为多少？ (3) (3)如要使两极板电势差从如要使两极板电势差从10 V10 V降为降为U U2 26 V6 V，则，则每板需减少多少电荷量？每板需减少多少电荷量？ 思路点拨思路点拨 根据电容的定义式求解即可。根据电容的定义式求解即可。答案答案(1)3 F(2)12 V(3)1.2105 C 电容器的电容既等于带电荷量电容器的电容既等于带电荷量Q Q与电势差的比，与电势差的比，也可直接用变化量也可直接用变化量Q Q和和U U的比值计算。的比值计算。答案：答案：150 F150 F4.54.510104 4 C C 例例22一平行板电容器充电后，把电源断开，在一平行板电容器充电后，把电源断开，在保持正对面积不变时，将两极板绝缘地拉开一些距离，保持正对面积不变时，将两极板绝缘地拉开一些距离，这时这时( () ) A A由于电容减小，两板间电场能减少由于电容减小，两板间电场能减少 B B由于电荷量不变，两板间电场能不变由于电荷量不变，两板间电场能不变 C C由于两板间电压变大，两板间电场强度增大由于两板间电压变大，两板间电场强度增大 D D两板间电场能增大两板间电场能增大 答案答案 D D2 2若电容器充电后开关始终闭合，下列有关说法中正确若电容器充电后开关始终闭合，下列有关说法中正确的是的是 ( () )A A若两极板的正对面积减小，电容器所带的电荷量变大若两极板的正对面积减小，电容器所带的电荷量变大B B若两极板的正对面积减小，两极板间的场强变大若两极板的正对面积减小，两极板间的场强变大C C若两极板间的距离减小，两极板间的场强变大若两极板间的距离减小，两极板间的场强变大D D若两极板间插入电介质，两极板间的场强变大若两极板间插入电介质，两极板间的场强变大答案：答案：C C