高中物理人教版 (2019)必修 第三册电容器的电容教学ppt课件

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2022-5-24作业（校本作业）分析
1 计算题不能直接给出最后推导的结果式，必须有推导过程， 而且要用题目给的物理量2 计算题不对的同学今天用作业本做交上来
　　学习目标　　(1)知道电容器的概念，认识常见的电容器，通过实验感知电容器的充、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)通过实验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，知道改变电容器电容大小的方法。
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任何两个彼此绝缘又相距很近的导体组成一个电容器。
使电容器的两极板带上等量异种电荷的过程，将电场能储存在电容器中。
使充电后的电容器的两极板失去电荷的过程，将电场能转化为其他形式能量。
4、电容器充放电的特征：
用两节相同的电池给两个电容器C1和C2充电，已 知C1＜C2，当达到稳定状态时，两电容器的电势差分别为U1和U2，带电量分别为Q1和Q2，则： （ ） A．U1＞U2 B．U1=U2 C．Q1=Q2 D．Q1＜Q2
充入电荷的多少与什么因素有关？
（如何描述电容器储存电荷的本领？）
电容器两极间电势差的绝对值。
电容器一个极板所带电荷量的绝对值。
电容器的带电量Q越多，电压U越高。
Q与U成正比，比值Q/U是常量。
盛水量V越大，液面高度h越大。
V与h成正比，比值V/h是定值S。
S越大，容器的盛水能力越强。
电容器所带电荷量Q与两极板间的电势差U的比值，叫电容器的电容。
1F=106μF=106pF
反映电容器容纳电荷本领的强弱。
①电荷量Q是指电容器一个极板所带电荷量的绝对值，而不是两个极 板带电荷量之和。
②电容是由电容器本身决定的，与电容器是否带电，带电荷量多少及 两极板间电势差大小无关。
例3、对于给定的电容器，在描述电容量C、带电量Q、两板间电势差U的相互关系中，下列图1－16中正确的是：( ）　
例4．下列关于电容器的说法中，正确的是(　　)A．电容越大的电容器，带电荷量也一定越多B．电容器不带电时，其电容为零C．两个电容器的带电荷量相等时，两板间电势差较大的电容器的电容较大D．电容器的电容跟它是否带电无关
三.平行板电容器的电容
结论： （1）Q、d不变，S越小，电势差U大，电容C越小
（2）Q、S不变，d越大，电势差U大，电容C越小
（3）插入电介质后，电势差U减小，电容C增大
实验：研究影响平行板电容器电容大小的因素
三、平行板电容器的电容
由两块彼此绝缘、互相靠近的平行金属板组成。
两极板带电量等量异号，分布在两板的内侧。
板间形成匀强电场，方向垂直于板面，E=U/d
4、影响平行板电容器电容的因素：
①与平行金属板正对面积S成正比
②与平行金属板间距离d成反比
③与平行金属板间电介质有关
介电常量，由电介质决定
几种常用电介质的相对介电常数
　　从上表可以看出，空气的相对介电常数与1十分相近，所以在一般性研究中，空气对电容的影响可以忽略。
例5 对于水平放置的平行板电容器，下列说法正确的是（　　） 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。
固定电容器、可变电容器
圆柱形电容器、平行板电容器、球形电容器
空气电容器、真空电容器、云母电容器、电解电容器
3、电容器的击穿电压和额定电压
电容器两极板间的电压超过某一值时，电介质会被击穿，电容器损坏，这个极限电压称为电容器的击穿电压。
电容器正常工作时的电压。
例6．某电容器上标有“1.5 μF,9 V”的字样，则( 　)A．该电容器所带电荷量不能超过1.5×10－6 CB．该电容器所加电压不能超过9 VC．该电容器击穿电压为9 VD．当给该电容器加4.5 V的电压时，它的电容值变为0.75 μF
五、平行板电容器的动态分析
明确不变量Q不变，还是U不变
用C=εS/4πkd分析C的变化
用C=Q/U分析Q或U的变化
用E=U/d分析E的变化
1、定电压问题：电容器始终与电源相连，U不变
通过充、放电以维持U不变
2、定电荷问题：电容器充电后正负极板断开，Q不变
电容定义式、平行板电容器的电容决定式及匀强电场中电场强度与电势差关系的综合应用
（假设上极板上移呢？）
极板间电压U不变的题型1
例10、如图所示,两块较大的金属板A. B相距为d,平行放置并与一电源相连,S闭合后,两板间恰好有一质量为m,带电量为q的油滴处于静止状态,以下说法正确的是( ) A. 若将S断开，则油滴将做自由落体运动，G表中无电流 B. 若将A向左平移一小段位移，则油滴仍然静止，G表中有b→a的电流 C. 若将A向上平移一小段位移，则油滴向下加速运动，G表中有b→a的电流 D. 若将A向下平移一小段位移，则油滴向上加速运动，G表中有b→a的电流
极板间电压U不变的题型2
一平行板电容器充电后与电源断开，正极板接地，在两极板间有一正电荷（电荷量很小）固定在P点，如图所示，以E表示两极板间的场强，U表示电容器的电压，EP表示正电荷在P点的电势能。若保持负极板不动，将正极板移到图中虚线所示的位置，则（ ） A.U变小，E不变 B.E变大，EP变大 C.U变小，EP不变 D.U不变，EP不变
平行板电容器中的力学问题
例11、如图所示,平行板电容器的两极板A. B接于电池两极,一带正电的小球悬挂在电容器内部,闭合S,电容器充电,这时悬线偏离竖直方向的夹角为θ,则下列说法正确的是( ) A. 保持S闭合，将A板向B板靠近，则θ不变 B. 保持S闭合，将A板向B板靠近，则θ变小 C. 断开S，将A板向B板靠近，则θ增大 D. 断开S，将A板向B板靠近，则θ不变
电容器中带电粒子的平衡与运动问题
一水平放置的平行板电容器的两极板间距为d,极板分别与电池两极相连,上极板中心有一小孔(小孔对电场的影响可忽略不计).小孔正上方d/2处的P点有一带电粒子,该粒子从静止开始下落,经过小孔进入电容器,并在下极板处(未与极板接触)返回。若将下极板向上平移d/3,则从P点开始下落的相同粒子将( ) A. 打到下极板上 B. 在下极板处返回 C. 在距上极板d/2处返回 D. 在距上极板2d/5处返回
　　例13．如图所示是一种测定压力的电容式传感器，当待测压力F作用于可动膜片电极时，可使膜片发生形变，引起电容的变化．将电容器、灵敏电流表和电源串联成闭合电路，那么(　　)　　A．当F向上压膜片电极时，电容将减小　　B．当F向上压膜片电极时，电容将增大　　C．若电流表无示数，表示压力F发生变化　　D．若电流表有示数，表示压力F不发生变化
平行板电容器在实际中的应用1
平行板电容器在实际中的应用2
(1)保持与电池连接，则两极间电压不变，Q=UC=9×3×10-12C=2.7×10-11C,两极板间距离减半，则电容加倍，Q'=UC'=9×2×3×1012C=5.4×10-11C。极板上电荷量增加了Q'-Q=2.7×10-11 C。
1 把一个3pF的平行板电容器接在9V的电池上。(1) 保持与电池的连接，两极板的距离减半，极板上的电荷增加还是减少？电荷变 化了多少？(2) 移去电池后两极板的距离减半，极板间的电势差增大还是减小？电势差变化了 多少？
2 证明：一个极板间为真空的平行板电容器，两极板之间的电场强度只与极板所带的电荷量及极板面积有关，与两极板的距离无关。
　3 针对两极板带电荷量保持不变的情况，还可以认为一定量的电荷对应着一定数目的电场线，两极板间距离变化时，场强不变；两极板正对面积变化时，如图丙电场线变密，场强增大。
证明：一个极板间为真空的平行板电容器，两极板之间的电场强度只与极板所带的电荷量及极板面积有关，与两极板的距离无关。