物理必修 第三册4 电容器的电容优质课ppt课件

这是一份物理必修 第三册4 电容器的电容优质课ppt课件，共34页。PPT课件主要包含了学习目标，作用储存电荷，两极板的电荷量增加，极板间的电场强度增大，电容器，两极板的电荷量减小，极板间的电场强度减小，其他能，练习与应用，解析BC等内容，欢迎下载使用。

水可以用容器储存起来，电荷也可以用一个“容器”储存起来。图中的元件就是这样的“容器”——电容器。那么，它内部的构造是怎样的？它是怎样“装进”和“倒出”电荷的呢？
电容器（capacitr）是一种重要的电学元件。在两个相距很近的平行金属板中间夹上一层绝缘物质——电介质（空气也是一种电介质），就组成一个最简单的电容器，叫作平行板电容器。这两个金属板叫作电容器的极板。
观察电容器的充、放电现象
使电容器的两个极板分别带上等量的异种电荷，这个过程叫充电。
已经充电的电容器两极板上的电荷的中和过程，叫放电。
放电完成：Q=0 E=0 U=O
1. 用图10.4-1的电路给电容器充、放电。开关S接通1，稳定后改接2，稳定后又改接1，如此往复。下表记录了充、放电过程中某两个时刻通过电流表的电流方向，试根据该信息，在表格内各空格处填上合理的答案。
用传感器观察电容器的放电过程
I-t图像“面积”表示电荷量
（3）若保持与电源连接，则板间电压 U 不变；
（4）若断开电源，则极板所带电量 Q 不变。
（2）把一个极板带电量的绝对值叫做电容器的带电量,用Q表示；
精确的实验表明，一个电容器所带的电荷量Q与两极板之间的电势差U之比是不变的。不同的电容器，这个比一般是不同的，可见电荷量Q与电势差U之比表征了电容器储存电荷的特性。
定义：电容器所带的电荷量Q与电容器两极板之间的电势差U之比，叫作电容器的电容（capacitance）。用C 表示，则有
上式表示：电容器的电容在数值上等于使两极板间的电势差为1 V时电容器需要带的电荷量，电荷量越多，表示电容器的电容越大
这类似于用不同的容器装水。要使容器中的水深都为1 cm，横截面积大的容器需要的水多。
单位：法拉（farad）（F） 1F=1C/ V 1F=106μF（微法）=1012pF（皮法）
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，电容器损坏。这个极限电压叫作击穿电压。
电容器外壳上标的是工作电压，或称额定电压，这个数值比击穿电压低。
平行板电容器是最简单的，也是最基本的电容器。几乎所有电容器都是平行板电容器的变形。平行板电容器的电容是由哪些因素决定的呢？我们通过以下实验来研究。
用静电计①测量已经充电的平行板电容器两极板之间的电势差U。
通过实验可以得出如下结论：减小平行板电容器两极板的正对面积、增大两极板之间的距离都能减小平行板电容器的电容；而在两极板之间插入电介质，却能增大平行板电容器的电容。反之亦然。
聚苯乙烯电容器以聚苯乙烯薄膜为电介质，把两层铝箔隔开，卷起来，就制成了聚苯乙烯电容器（图甲）。改变铝箔的面积和薄膜的厚度，可以制成不同电容的聚苯乙烯电容器。
电解电容器（图乙）是用铝箔作为一个极板，用铝箔上很薄的一层氧化膜为电介质，用浸过电解液的纸作为另一个极板（要靠另一片铝箔与外部引线连接）制成的。由于氧化膜很薄，所以电容较大。
可变电容器由两组铝片组成，它的电容是可以改变的。固定的一组铝片叫作定片，可以转动的一组铝片叫作动片。转动动片，使两组铝片的正对面积发生变化，电容就随着改变。
超级电容器是20世纪70年代根据电化学原理研发的一种新型电容器，它的出现使电容器的容量得到了巨大的提升。超级电容器的充电时间短，储存电能多，放电功率大，使用寿命长。这些优点展现了它作为新型动力电源的广阔发展前景。
2．有人用图10.4-9描述某电容器充电时，其电荷量Q、电压U、电容C之间的相互关系，请判断它们的正误，并说明理由。
3. 有一个已充电的电容器，两极板之间的电压为3 V，所带电荷量为4.5×10-4C，此电容器的电容是多少？将电容器的电压降为2 V，电容器的电容是多少？所带电荷量是多少？
4. 心室纤颤是一种可能危及生命的疾病。一种叫作心脏除颤器的设备，通过一个充电的电容器对心颤患者皮肤上的两个电极板放电，让一部分电荷通过心脏，使心脏完全停止跳动，再刺激心颤患者的心脏恢复正常跳动。
图10.4-10是一次心脏除颤器的模拟治疗，该心脏除颤器的电容器电容为15 μF，如果充电后电容器的电压为4.0 kV，电容器在一定时间内放电至两极板之间的电压为0，这次放电有多少电荷量通过人体组织？
关于平行板电容器动态分析的两类典型问题
（1）U不变的情形（如图甲所示）
如果平行板电容器充电后始终连接在电源上，两极板间的电势差U就保持不变。
（2）Q不变的情形（如图乙所示）
若平行板电容器充电后切断与电源的连接，电容器的电荷量Q就保持不变。
平行板电容器两类动态变化的特点比较
对点训练——电容器的动态分析
8.（多选）如图所示，一平行板电容器的两极板与一电压恒定的电源相连，极板水平放置，下极板接地，极板间距为d，在上极板紧贴一厚度为l的金属板，其下部空间有一带电质点P静止在电容器中。当把金属板从电容器中快速抽出后，质点P开始运动，空气阻力不计，已知重力加速度为g。下列说法正确的是（　　）
对点训练——Q不变时的动态分析
（多选）如图，一平行板电容器充电后与电源断开，负极板接地，C表示电容器的电容，U表示正负极板间的电势差，Q表示电容器所带的电荷量，E表示两板间的电场强度。正极板保持不动，将负极板缓慢向左平移一小段距离l0，则图中关于各物理量与负极板移动距离x的关系图像中正确的是（　　）
对点训练——U不变时的动态分析
（多选）两个较大的平行金属板A、B相距为d，分别接在电压为U的电源正、负极上，这时质量为m的带电油滴恰好静止在两板之间，如图所示，在其他条件不变的情况下，那么在下列的过程中（　　）