高中物理4 电容器的电容评课ppt课件

这是一份高中物理4 电容器的电容评课ppt课件，共58页。PPT课件主要包含了电容和电容器，等量异种，一个极板，容纳电荷本领，微思考，平行板电容器，相互平行，长期正常工作，答案CD，对电容的理解等内容，欢迎下载使用。

预习导学 | 新知领悟
1．电容器：两个相距________又彼此__________的导体组成一个电容器．
2．电容器的充电和放电(1)充电：使电容器两极板带上____________电荷的过程叫作充电．如图甲所示．特征：两极板所带等量异种电荷均匀分布在两极板相对的内表面．
(2)放电：使充电后的电容器________电荷的过程叫作放电．如图乙所示．特征：放电过程是储存在电场中的__________转化为其他形式的能的过程．
(3)电容器的带电荷量是指其中__________所带电荷量的绝对值．
3．电容(1)定义：电容器所带的电荷量Q与电容器两极板间的电势差U的__________，公式为____________．(2)物理意义：表示电容器____________________的大小．(3)单位：在国际单位制中是法拉(F)，1 F＝1 C/V，1 F＝________ μF＝_______pF．
给电容器充电时，电容器所带电荷量增加，两极板间的电场强度怎样变化？储存的电能怎样变化？
【答案】电场强度增大，储存的电能增加．
(多选)如图所示的各图描述的是对给定的电容器充电时其电荷量Q与电势差U、电容C之间关系的图像，其中正确的是(　　)【答案】CD
A　　　　　B　　　　　C　　　　　D
【解析】电容器的电容是由电容器本身属性决定的，与电容器所带电荷量Q的大小和两极板间的电势差U的大小无关，不能认为C与Q成正比，与U成反比，故D正确，A、B错误．而C图表示电容器所带电荷量与极板间的电势差成正比，其比值即电容器的电容，故C正确．
1．平行板电容器(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εr成______，跟极板的正对面积S成________，跟极板间的距离d成________．
2．电容器的额定电压和击穿电压(1)额定电压：电容器能够______________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．
在选用电容器时应注意什么问题？
【答案】要注意电容器上所标的两个参数即电容和额定电压．
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1．试探究分析电容器有何作用？电容器两极板所带电荷量及电性有何关系？电容器两极板上电荷分布在哪里？何为电容器的电荷量？【答案】(1)电容器是储存电荷和电能的容器．(2)两极板所带电荷量等量异号．(3)电容器两极板上的电荷分布在两极板相对的内侧．(4)电容器所带电荷量指一个极板所带电荷量的绝对值．
2．怎样从能量的角度理解电容器的充电和放电？【答案】用直流电源给电容器充电的过程，就是电源通过电流做功克服静电力把电荷从一个极板搬运到另一个极板上的过程，通过这一过程，能量以电场能的形式储存在电容器中，等到放电时再把这部分电场能释放出来．
【答案】电容器两极板间的电势差随电荷量的增加而增加，电荷量和电势差成正比，它们的比值等于电容．
【答案】150 μF　4.5×10－4 C　150 μF
变式1　一个平行板电容器，使它每个极板所带电荷量从Q1＝3×10－5 C增加到Q2＝3.6×10－5 C时，两极板间的电势差从U1＝10 V增加到U2＝12 V，求这个电容器的电容．如要使两极板电势差从U1＝10 V降到U2′＝6 V，则每个极板需减少多少电荷量？【答案】3 μF　1.2×10－5 C
平行板电容器充电后，继续保持电容器的两极板与电池的两极相连接，电容器的C、Q、U、E与d、S、εr间有何关系？
平行板电容器的两类动态问题
2．形象记忆法两极板间电介质不变时，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．
精例2　(2021年常州名校期末)“探究影响平行板电容器电容大小因素”的实验装置如图所示，忽略漏电产生的影响，下列判断正确的是(　　)A．静电计指针偏转角度的大小显示了平行板电容器所带电量的多少
B．若将A板向左移动一段距离，静电计指针偏角减小C．若在平行板间插入介电常数更大的电介质，板间的电场强度会减小D．若平板正对面积减小时，静电计指针偏角减小【答案】C
变式2　(2021年菏泽名校期末)随着生活水平的提高，电子秤已经成为日常生活中不可或缺的一部分，电子秤的种类也有很多，如图所示是用平行板电容器制成的厨房用电子秤及其电路简图．称重时，把物体放到电子秤面板上，压力作用会导致电子秤平行板的上层膜片电极下移．则(　　)
A．电容器的电容增大，带电荷量增大B．电容器的电容减小，带电荷量减小C．稳定后电流表仍有示数，两极板电势差增大D．稳定后电流表示数为零，两极板电势差增大【答案】A
电容器中带电粒子的平衡于运动问题精例3　如图所示，充电后的平行板电容器水平放置，电容为C，极板间距离为d，上极板正中有一小孔．质量为m、电荷量为＋q的小球从小孔正上方高h处由静止开始下落，穿过小孔到达下极板时速度恰为零(空气阻力忽略不计，极板间电场可视为匀强电场，重力加速度为g)．求：(1)小球到达小孔处的速度；(2)极板间电场强度大小和电容器所带电荷量；(3)小球从开始下落到运动至下极板处所需的时间．
变式3　(2021年天津名校一模)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，带电量为－q的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，如果将两板非常缓慢地水平错开一些，那么在错开的过程中(　　)A．油滴将向上加速运动，电流计中的电流从b流向aB．油滴将向下加速运动，电流计中的电流从a流向bC．油滴静止不动，电流计中的电流从b流向aD．油滴静止不动，电流计中的电流从a流向b【答案】D
1．静电计是在验电器的基础上改造而成的，静电计由相互绝缘的两部分组成，静电计与电容器的两极板分别连接在一起，则电容器上的电势差就等于静电计上所指示的电势差U，U的大小就从静电计的刻度读出，可见，静电计指针的变化表征了电容器两极板电势差的变化．2．静电计本身也是一个电容器，但静电计容纳电荷的本领很弱，即电容很小，当带电的电容器与静电计连接时，可认为电容器上的电荷量保持不变．
发光二极管是二极管的一种．当发光二极管接正向电压(发光二极管的正、负极分别与电源正、负极相接)时，二极管导通并发光；接反向电压时，二极管的电阻很大，不会发光．开关拨到位置“1”时，电源给电容器充电，此时二极管D2导通并发光；开关拨到位置“2”时，电容器放电，此时二极管D1导通并发光．
【专练】　如图所示，电源电压恒定，则接通开关S的瞬间，通过电阻R的电流方向是从______到______；如果电容器充电结束后，先断开S，再将两板间距离增大，在此过程中，R上________(填“有”或“无”)电流通过．【答案】A　B　无
【解析】电容器在充、放电过程中，电路中将有电流，电流方向为电源正极流向负极．在接通S的瞬间，电容器充电，上极板带正电，下极板带负电，故电流方向为由A到B；稳定后，将S断开后，因为电容器所带电荷量不变，所以无论如何调节板间距离，均无电流通过R．
课堂小练 | 素养达成
1．(多选)关于电容器的电容，下列说法正确的是(　　)A．电容器所带的电荷量越多，电容就越大B．电容器两极板间的电势差越大，电容就越大C．电容器所带的电荷量增加一倍，则两极板间的电势差也增加一倍D．电容是表征电容器容纳电荷本领的物理量【答案】CD
【解析】电容器的电容只与电容器本身的因素有关，而与电荷量和电势差无关，电容是表征电容器容纳电荷本领的物理量，故C、D正确．
2．(多选)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D．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【答案】BCD
【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正确．对D，实际上是减小了平行板的间距，所以D正确．
3．下列关于电容器的叙述正确的是(　　)A．电容器是储存电荷的容器，只有带电的容器才是电容器B．任何两个彼此绝缘且相距很近的物体都组成了电容器C．电容器所带的电荷量是指每个极板所带电荷量的代数和D．电容器充电过程是将其他形式的能转变成电容器的电能并储存起来，电容器放电过程是将电容器储存的电能转化为其他形式的能【答案】D
【解析】电容器是储存电荷的容器，与其是否带电无关，A错误；任何两个彼此绝缘而又相距很近的导体组成一个电容器，B错误；电容器所带的电荷量指任一极板所带电荷量的绝对值，C错误；电容器的充、放电伴随能量转化，D正确．
4．(多选)传感器是把非电学量(如速度、温度、压力等)的变化转换成电学量的变化的一种元件，在自动控制中有着相当广泛的应用．如图所示是测定液面高度h的电容式传感器，在金属芯柱的外面涂上一层绝缘物质，放入导电液体中，金属芯柱和导电液体构成电容器的两个极板，金属芯柱外面的绝缘物质就是电介质．测出电容器电容C的变化，就可以知道h的变化情况，两者的关系是(　　)
A．C增大表示h增大　B．C增大表示h减小C．C减小表示h减小　D．C减小表示h增大【答案】AC