人教版高中物理必修第3册 第十章 静电场中的能量 4.电容器的电容.ppt

;内容索引;学习目标;思维导图;课前篇自主预习;【必备知识】

一、电容器

想一想人们在使用相机或手机拍照时,若光线不足,相机或手机一般会自动开启闪光灯以补充光线。闪光的能量是从哪里来的呢?

提示闪光的能量来自电容器。;1.基本构造:任何两个彼此绝缘又相距很近的导体,都可以看成一个电容器。

2.充电、放电:使电容器两个极板分别带上等量的异种电荷,这个过程叫充电。使电容器两极板上的电荷中和,电容器不再带电,这个过程叫放电。

3.从能量的角度区分充电与放电:充电是从电源获得能量储存在电容器中,放电是电容器把储存的能量通过电流做功转化为其他形式的能。

4.电容器的电荷量:一个极板所带电荷量的绝对值。;二、电容

1.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的比值,叫作电容器的电容,用C来表示。

3.物理意义:电容是表示电容器容纳电荷本领???物理量,数值上等于使两极间的电势差为1V时,电容器需要带的电荷量。?

4.单位:法拉,简称法,用F表示。常用单位还有:pF、μF,单位间的关系是:1pF=10-6μF=10-12F。;三、平行板电容器的电容

1.公式:,其中εr是电介质的相对介电常数,S是两极板的正对面积,k是静电力常量,d是两极板的距离。

2.决定因素:平行板电容器的电容与两板正对面积成正比,与两板间的距离成反比,与两板间电介质的

相对介电常数成正比。;四、常用电容器

1.类别:从构造上看,电容器可分为两类,即固定电容器和可变电容器。

2.固定电容器:电容不变的电容器,如聚苯乙烯电容器、陶瓷电容器、电解电容器等。

3.可变电容器:可变电容器由定片和动片组成,转动动片,使两极板的

正对面积发生变化,电容就随着改变。;【自我检测】

1.正误判断,判断结果为错误的小题说明原因。

(1)电容器是储存电荷和电能的容器,只有带电的容器才称为电容器。

()

答案×

解析电容器是任何两个彼此绝缘而又相互靠近的导体组成的能够储存电荷和电能的装置,与导体是否带电无关。

(2)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。()

答案√;(3)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。

()

答案×

解析平行板电容器的电容跟极板间的距离d成反比。;2.(多选)某电容器上标有“1.5μF9V”字样,则该电容器()

A.击穿电压为9V

B.正常工作时电压不应超过9V

C.正常工作时所带电荷量不超过1.5×10-6C

D.正常工作时所带电荷量不超过1.35×10-5C

答案BD

解析电容器铭牌上标注的是额定电压,即正常工作的最大电压,A错误,B正确;由,得Q=CU=1.5×10-6×9C=1.35×10-5C,C错误,D正确。;3.将电容器两极板的电荷量减半,间距变为原来的4倍,则电容器极板间()

A.电压加倍,电场强度减半 B.电压加倍,电场强度加倍

C.电压减半,电场强度减半 D.电压加倍,电场强度不变

答案A;课堂篇探究学习;;要点提示(1)电压表示数迅速增大,随后逐渐稳定在某一数值,电流表示数逐渐减小至0,说明电容器两极板具有一定的电势差。充电完毕时电容器两极板带有一定的等量异种电荷,即使断开电源,两极板上的电荷仍然被保存在电容器中。

(2)电压表示数和电流表示数都逐渐减小,说明放电电流由电容器的正极板经过电阻R流向电容器的负极板,正负电荷中和。此时两极板所带的电荷量减小,电势差减小,放电电流也减小,最后两极板电势差以及放电电流都等于0。;【知识归纳】

电容器充、放电过程的特点

1.充电过程的特点

(1)充电电流从电容器正极板流入,从电容器负极板流出,如图甲。

(2)充电时电容器所带电荷量增加,极板间电压升高,极板间电场强度增大。

(3)电容器充电结束后,电容器所在电路中无电流,电容器两极板间电压与充电电压相等。

(4)充电过程中,其他能转化为电容器中的电场能。;2.放电过程的特点

(1)放电电流从电容器正极板流出,从电容器负极板流入,如图乙。

(2)放电时电容器所带电荷量减少,极板间电压降低,极板间电场强度减弱。

(3)电容器放电结束后,电容器所在电路中无电流,电容器不再带有电荷,电容器两极板间电压为零。

(4)放电过程中,电场能转化为其他能。;【典例示范】

例1电流传感器可以像电流表一样测量电流,不同的是反应比较灵敏,且可以和计算机相连,能画出电流与时间的变化图像。图甲是用电流传感器观察充、放电过程的实验电路图,图中电源电压为6V。;先使开关S与1接通,待充电完成后,再把开关S与2接通,电容器通过电阻放电,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