高中物理 第一章 第8节 电容器的电容课件 新人教版选修3-1.ppt

第八节电容器的电容 第一章静电场 学习目标1 知道电容器的概念 认识常见的电容器 熟悉电容器的充 放电现象 2 理解电容的概念及定义方法 掌握电容的定义 公式 单位 并会应用定义式进行简单的计算 3 了解影响平行板电容器电容大小的因素 了解平行板电容器的电容公式 4 知道改变平行板电容器电容大小的方法 第一章静电场 一 电容器1 结构 由两个彼此 又相距很近的导体组成 2 带电量 电容器一个极板带电量的绝对值 3 充放电过程 绝缘 带电 电荷 电源的两极 变大 变小 电场能 电场能 判一判 1 1 电容器两极板上一定带等量异种电荷 2 电容器的带电量为两极板所带电量的绝对值之和 3 电容器充 放电时 两极板之间有电流 提示 1 2 3 二 电容1 定义 电容器所带的 与电容器两极板间的 的比值 叫做电容器的电容 3 单位 在国际单位制中的单位是 给电容器带上1库仑的电量 如果两极板间的电势差是1伏 这个电容器的电容就是 1库仑 1伏 1法拉 符号 F 1F 1C V 更小的单位还有 和 换算关系 1F F pF 4 物理意义 表示电容器容纳 的物理量 5 标量 只有大小 没有方向 电荷量Q 电势差U 法拉 1法拉 微法 皮法 106 1012 电荷本领 三 平行板电容器的电容1 结构由两个 且彼此绝缘的金属板构成 2 电容的决定因素电容C与两极板间的相对介电常数 r成 跟极板的正对面积S成 跟极板间的距离d成 相互平行 正比 正比 反比 判一判 3 1 其他条件不变时 平行板电容器的电容随极板正对面积的增大而增大 2 其他条件不变时 平行板电容器的电容随极板间距离的增大而增大 3 任何电介质的相对介电常数都大于1 提示 1 2 3 2 电容器的额定电压和击穿电压 1 额定电压 电容器能够 时的电压 2 击穿电压 电介质被 时在电容器两极板上的极限电压 若电压超过这一限度 则电容器就会损坏 聚苯乙烯 电解 可变 固定 长期正常工作 击穿 对C Q U和C rS 4 kd 的理解 定义式 决定式 电容器容纳电荷的本领由Q U来量度 由本身的结构 如平行板电容器的 r S d等因素 来决定 思路探究 电容器的电容由哪些因素决定 答案 150 F150 F 1 对于水平放置的平行板电容器 下列说法中正确的是 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D 在下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 电容将增大解析 影响平行板电容器电容大小的因素有 1 随正对面积的增大而增大 2 随两极板间距离的增大而减小 3 在两极板间放入电介质 电容增大 由此可知B C选项正确 对D选项 实际上是减小了平行板的间距 所以D选项也正确 故选BCD BCD 平行板电容器的两类典型问题 如图所示 A B为平行板电容器的金属板 G为静电计 开始时开关S闭合 静电计指针张开一定角度 下述结论正确的是 A 若保持开关S闭合 将A B两极板靠近些 指针张开角度将变小B 若保持开关S闭合 将A B两极板正对面积变小些 指针张开角度将不变C 若断开开关S后 将A B两极板靠近些 指针张开角度将变大D 若断开开关S后 将A B两极板正对面积变小些 指针张开角度将不变 B 思路探究 电键S闭合时 Q U哪个量不变 S断开时呢 解析 静电计指针张开角度与A B两极板间的电压成正比 若保持开关S闭合 无论是将A B两极板靠近些 还是将A B两极板正对面积变小些 A B两极板间的电压都等于电源电压 所以指针张开角度将不变 选项A错误 B正确 若断开开关S后 将A B两极板靠近些 则两极板所带电荷量Q保持不变 而其电容C变大 所以U Q C将变小 指针张开角度将变小 选项C错误 同理分析 若断开开关S后 将A B两极板正对面积变小些 则Q不变 C变小 所以U Q C将变大 指针张开角度将变大 选项D错误 解决电容器问题的方法 三个公式 两个不变 首先明确是保持电压不变还是保持电量不变 然后选择公式进行分析即可 记住一个特例 保持电量不变的情况下 只改变两极板间的距离 两极板间的电场强度E不变 2 如图所示 是一个由电池 电阻R与平行板电容器组成的串联电路 在增大电容器两极板间距离的过程中 A 电阻R中没有电流B 电容器的电容变小C 电阻R中有从a流向b的电流D 电阻R中有从b流向a的电流 BC 带电粒子在平行板电容器中的问题是静电场与力学知识的综合 分析方法与力学的分析方法基本相同 先分析受力情况 再分析运动状况和运动过程 平衡 加速或减速 是直线还是曲线 然后选用恰当的规律 如牛顿定律 动能定理及能量守恒定律 解题 带电粒子在电容器中的平衡与运动问题的分析方法 如图所示 A B为平行金属板 两板相距为d且分别与电源两极相连 两板的中央各有一小孔M和N 今有一带电质点 自A板上方相距为d的P点由静止自由下落 P M N在同一竖直线上 空气阻力忽略不计 到达N孔时速度恰好为零 然后沿原路返回 若保持两极板间的电压不变 则 A 把A板向上平移一小段距离 质点自P点自由下落后仍能返回B 把A板向下平移一小段距离 质点自P点自由下落后将穿过N孔继续下落C 把B板向上平移一小段距离 质点自P点自由下落后仍能返回D 把B板向下平移一小段距离 质点自P点自由下落后将穿过N孔继续下落 答案 ACD 带电体在匀强电场中运动状态的变化 取决于带电体的受力情况和初速度情况 分析静电力时 电场强度E的变化是个关键 掌握U不变或Q不变两种情况下E的变化规律 是解决这类问题的基础 3 如图所示 一平行板电容器跟一电源相接 当S闭合时 平行板电容器极板A B间的一带电液滴恰好静止 若将两板间距离增大为原来的两倍 那么液滴的运动状态如何变化 若先将S断开 再将两板间距离增大为原来的两倍 液滴的运动状态又将如何变化 答案 见解析 真题剖析 带电体在平行板间的平衡问题 答案 见解析