高中物理人教版 (2019)必修 第三册4 电容器的电容优秀课件ppt

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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？
(1)定义：任何两个彼此绝缘且又相隔很近的导体就构成了一个电容器。
(2)构造：两个互相靠近彼此绝缘的导体。(3)作用：存储电荷(存储电能)。
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将电容器两个极板带上等量异种电荷的过程，叫电容器的充电。
如图所示，充电时：
(1)电表有短暂从左到右的电流；
(2)电容器上极板带正电，下级板带负电；
(3)极板间有从上到下的匀强电场；
(4)充电时，电容器储存电场能；
(5)充电完毕，电路中电流为零。
用导线将充电后的电容器两极接通，两极失去电荷的过程，叫电容器的放电。
如图所示，放电时：
(1)电表有短暂从右到左的电流；
(2)充电时，电容器储存电场能放出；
(3)放电完毕，电场极板间电场为零；
(4)放电完毕，极板所带电量为零；
(5)放电完毕，电路中电流为零。
用传感器观察电容器的放电过程
思考1：在图中画一个竖立的狭长矩形，它的面积的物理意义是什么？
根据图象的含义，因Q=It，所以竖直狭长矩形的面积表示为：在0.1s内电容器的放电量。
思考2：怎样根据 I-t 图像估算电容器在全部放电过程中释放的电荷量？试着算一算。
算出每一个格子的面积，大于半格算一个，小于半格舍去，图象所包含的格子的面积为释放的电荷量。
电容器两极板间电势差跟所带电荷量的关系
实验表明，电容器的电荷量变为原来一半时，其两极板间的电势差也变为原来的一般。 精确实验表明，一个电容器所带的电量Q与两个极板间的电势差U的比值是不变的。不同电容器，这个比值一般是不同的，可见这个比值表征了电容器储存电荷的特性。
电容器所带电荷量Q与电容器两极板间的电势差U的比值，叫电容器的电容.
法拉，简称法，符号F；常用单位微法(μF)和皮法(pF)；
当一个电容器带1C电量时，两极间电压是1V，那么这个电容器的电容就是1F
1F=106μF=1012pF
（5）注意：电容器所带的电荷量Q是指一个极板所带电荷量的绝对值。
（4）物理意义：描述电容器容纳电荷的本领。电容越大，表明在相同电势差情况下， 电容器所带的电荷越多。
电容器与水容器的基本类比
+ + + +
- - - - - - -
实验表明：C越大，容纳电荷的本领越强
实验表明：S越大，容纳水的本领越强
6.击穿电压和额定电压：
（1）加在电容器两极板上的电压不能超过某一个限度，超过这个限度，电介质将被击穿，这个电压称为击穿电压。
（2）电容器正常工作时两极板上的最大电压，称为额定电压。
外壳上标的电压是额定电压
探究影响平行板电容器电容的因素
以聚苯乙烯薄膜为电介质，两层铝箔为极板.
用铝箔做一个极板，以铝箔上很薄的一层氧化膜为电介质，用浸过电解液的纸做另一个极板。
两极由两组铝片组成，固定的一组铝片叫做定片；可以转动的一组铝片叫做动片;空气为电介质。
转动动片，使两组铝片的正对面积发生变化，电容相应变化。
1．如图所示是一个常用的电容器，关于它的说法中正确的是（　　）A．电容器可以储存电荷，且电荷量越多电容越大B．加在这个电容器两端的电压为25V时，它的电容是220μFC．加在这个电容器两端的电压低于50V时它就不能工作D．这个电容器电容是220μF，即0.22F
【答案】B【详解】A．电容器可以储存电荷，但电容的大小与带电量和电压等无关，A错误；B．电容的大小与所加电压无关，加在这个电容器两端的电压为25V时，它的电容是220μF，B正确；C．50V是电容器能正常工作的最大电压，加在这个电容器两端的电压低于50V时它同样可以正常工作，C错误；D．这个电容器电容是220μF，即2.2×10-4F，D错误。故选B。
2．一平行板电容器，带电荷量为Q，两极板电势差为U，若带电荷量变为2Q，则（　　）A．电容变为原来的2倍，两极板电压不变B．电容变为原来的3/4倍，两极板电压不变C．电容不变，两极板电压是原来的3/4倍D．电容不变，两极板电压是原来的2倍
【答案】D【详解】AB.电容大小与电容器所带电量无关，仅由电容器本身决定，故增大电量时电容不变，故AB错误；
A．因电容器的电容不知，所以无法得出电容器原来的电压，A错误；B．电容是由电容器本身决定，跟电压和电荷量的变化无关，所以电容器的电容不变，B错误。故选D。
4．如图是电容式位移传感器的简化原理图，1为与被测物体相连的动极板，2为平行板电容器的静止极板（一般称为定极板），1和2之间充满空气的间隙随着物体的位移而发生改变。已知两极板分别带上等量异种电荷且电荷量恒定不变，则下列说法正确的是（ ）A．被测物体向上移动，极板间的电势差增大B．被测物体向上移动，极板间的电势差减小C．被测物体向下移动，极板间的场强增大D．被测物体向下移动，极板间的场强减小
5．某同学利用电流传感器设计了图1所示的电路来观察电容器充、放电过程，电源电动势为6V，内阻2Ω。先将开关S接1，待充电完成后，把开关S与2接通，电容器通过电阻R放电，电流传感器将电流信息传入计算机，显示出电流随时间变化的I-t图像如图2所示。下列说法正确的是（　　）A．全部放电过程中释放的电荷量约为10-2CB．只减小电阻R，放电时间将变短C．只减小电阻R，新得到的I-t曲线与横轴所围面积变小D．只减小电阻R，新得到的I-t曲线与纵轴的交点值变小
【答案】B【详解】A．根据q=It可知，I-t图像的面积等于电容器全部放电过程中释放的电荷量，则约为 ,选项A错误；B．只减小电阻R，放电的平均电流变大，则放电时间将变短，选项B正确；C．因I-t曲线与横轴所围面积等于电容器的带电量，则只减小电阻R，新得到的I-t曲线与横轴所围面积不变，选项C错误；D．只减小电阻R，开始放电时的电流变大，则新得到的I-t曲线与纵轴的交点值变大，选项D错误。故选B。