1、6 电容器和电容,第一章,7 静电的应用及危害,学习目标 1.知道电容器的概念和平行板电容器的主要构造. 2.理解电容的概念及其定义式. 3.掌握平行板电容器电容的决定式，并能用其讨论有关问题. 4.了解静电的应用以及防止静电危害的办法.,内容索引,自主预习 预习新知 夯实基础,重点探究 启迪思维 探究重点,达标检测 检测评价 达标过关,自主预习,一、电容器,1.电容器：由两个彼此 又互相靠近的导体组成，是储存电荷和电能的元件. 2.充电：使两个极板带上 异种电荷的过程.电源能量储存在_中. 3.放电：使两个极板上的异种电荷 的过程. 转化为其他形式的能. 4.带电荷量： 极板所带电荷量的 .
2、,绝缘,等量,电容器,中和,任意一块,绝对值,电能,二、电容,1.定义：电容器所带电荷量Q与电容器两极板间的 的比值. 2.定义式：_. 3.单位：电容的国际单位是 ，符号为_，常用的单位还有 和 ， 1 F F pF. 4.物理意义：电容器的电容是表示电容器容纳电荷本领的物理量，在数值上等于两极板间的电势差为 时电容器所带的电荷量.,电势差U,法拉,微法,皮法,106,1012,1V,F,三、平行板电容器的电容 常见电容器,1.实验探究 (1)方法 两极板分别与静电计的金属球和外壳相连，静电计指针偏转角度显示两极板间的 . 采取 法，分别研究电容与正对面积S、板间距离d、板间电介质的关系.
3、(2)结论：平行板电容器的两板之间的正对面积S越大，电容C越大；板间距离d越大，电容C则越小；插入电介质后电容C增大.,电势差,控制变量,2.常用电容器 (1)分类 按电介质分：云母电容器、纸质电容器、陶瓷电容器、电解电容器等. 按是否可变分： 电容器、 电容器等. (2)电容器的额定电压和击穿电压： 额定电压：电容器能够 时的电压. 击穿电压：电介质不被 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.,固定,可变,长期正常工作,击穿,四、静电的应用及危害,1.静电的应用 (1)静电喷涂的工作原理：设法使精细的油漆液滴飞离喷嘴时带上同种电荷，彼此 ，并在 的作用下飞向作为
4、电极的工件. (2)激光打印机的工作原理：利用正、负电荷互相 . 2.静电的危害 (1)雷雨云的雷鸣闪电给人类造成巨大损失. (2)静电火花点燃易燃物质引起 和火灾.,排斥,电场力,吸引,爆炸,(3)静电放电引起电子设备的故障，造成 干扰. (4)静电放电击穿集成电路和精密的电子元件，或促使元件老化，降低生产成品率. (5)静电在工业中如电子工业、胶片和塑料工业、造纸印刷工业、纺织工业中都会产生危害. 3.静电危害的防止 (1)尽快导走多余电荷，避免静电积累. (2)调节空气的 . (3)在易燃易爆气体和粉尘聚集的场所保持良好的 .,电磁,湿度,通风,即学即用 1.判断下列说法的正误. (1)
5、电容器的电容跟它两极板间电压成反比.( ) (2)电容器的电容越大，所带电荷量就越多.( ) (3)对于确定的电容器，它所充的电荷量跟它两极板间电压的比值保持不变. ( ) (4)在平行板电容器极板间插入电介质，电容将增大.( ) (5)在印染厂中保持适当的湿度，是为了防止静电的危害.( ) (6)在地毯上夹杂0.050.07 mm的不锈钢丝导电纤维，是为了防止静电的危害.( ),答案,答案,2.某平行板电容器充电后所带电荷量为Q2106 C，两板间的电压U4 V，则该电容器的电容为_ F，若只将该电容器的板间距离增大，电容器的电容将_，若只将两极板错开，使极板正对面积减小，电容器的电容将_.
6、,5107,减小,减小,重点探究,导学探究 (1)把电容器的两个极板分别与电源两极相连，对电容器进行充电，该过程中能量是如何转化的？当把电容器两极相接，对电容器进行放电，该过程中能量是如何转化的？,一、电容器 电容,答案 充电过程中电源内的化学能转化为电容器内的电场能；放电过程中电容器的电场能转化为其他形式的能.,答案,(2)当电容器的带电荷量增加时，电容器两极板间的电势差如何变化？带电荷量Q和板间电势差U的比值是否发生变化？,答案 增大 不变,知识深化 1.电容器的充电过程，电源提供的能量转化为电容器的电场能；电容器的放电过程，电容器的电场能转化为其他形式的能. 2.电容器的充、放电过程中，
7、电路中有充电、放电电流，电路稳定时，电路中没有电流. 3.C 为比值定义法.C的大小与Q、U无关，只跟电容器本身有关，当Q0时，U0，而C并不为零.,例1 (多选)下列关于电容的说法正确的是 A.电容是反映电容器容纳电荷本领的物理量 B.电容器A的电容比B的大，说明A的带电荷量比B多 C.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 D.由公式C 知，若电容器两极板间电压为10 V，极板带电荷量为2105 C.则电容器电容大小为5105 F,答案,解析,解析 电容反映电容器容纳电荷本领的大小，A对. 电容器A的电容比B的大，只能说明电容器A容纳电荷的本领比B强，与带电多少无
8、关，B错； 电压为10 V，电荷量为2105 C时，电容C 2106 F，D错.,例2 有一已充电的电容器，两板间的电压为3 V，所带电荷量为4.5104 C，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？,答案,解析,答案 1.5104 F 1.5104 F 3104 C,电容器电压降为2 V时，电容不变，仍为1.5104 F. 此时所带电荷量为QCU1.51042 C3104 C.,导学探究 平行板电容器由两块平行放置的金属板组成.利用平行板电容器进行如下实验： (1)如图1所示，保持Q和d不变，减小两极板的正对 面积S，观察电势差U(静电计指针偏角
9、)的变化，依 据C ，分析电容C的变化.,答案 实验结论：S减小，电势差U增大，电容C减小.,答案,二、平行板电容器,图1,(2)如图2所示，保持Q和S不变，增大两极板间的距离d，观察电势差U(静电计指针偏角)的变化，依据C ，分析电容C的变化.,答案 实验结论：d增大，电势差U增大，电容C减小.,答案,图2,(3)如图3所示，保持Q、S、d不变，插入电介质，观察电势差U(静电计指针偏角)的变化，依据C ，分析电容C的变化.,答案 实验结论：插入电介质，电势差U减小，电容C增大.,答案,图3,知识深化,1.平行板电容器的电容 (1)电容的决定因素 电容与两极板正对面积S成正比，与电介质的相对介
10、电常数r成正比，与极板间距离d成反比.,例3 (多选)如图4所示，用静电计可以测量已充电的平行板电容器两极板间的电势差U，现使B板带正电，实验中，电荷量不变，则下列判断正确的是 A.增大两极板之间的距离，静电计指针张角变大 B.将A板稍微上移，静电计指针张角将变大 C.若将玻璃板插入两板之间，则静电计指针张角变大 D.若将A板拿走，则静电计指针张角变为零,图4,答案,解析,静电计的使用 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，静电计指针偏角的变化
11、表征了电容器两极板电势差的变化.,针对训练 (多选)如图5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，开关S闭合后，两板间恰好有一质量为m、带电荷量为q的油滴处于静止状态，以下说法正确的是 A.若将A向左平移一小段位移，则油滴仍然静止，G表中有ba的电流 B.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ba的电流 C.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ba的电流 D.若将S断开，则油滴将做自由落体运动，G表中无电流,答案,解析,图5,解析 由于油滴处于静止状态，所以 mg.若将A向左平移一小段位移，则电容C变小，电压U不变，则QCU变小，所以电流
12、由ba，此时油滴仍静止，选项A正确. 若将A向上平移一小段位移，电容C变小，电压U不变，则Q变小，所以电流由ba，此时 mg，油滴向下加速运动，所以选项B正确. 若将A向下平移一小段位移，电容C变大，电压U不变，则Q变大，所以电流由ab，此时 mg，油滴向上加速运动，所以选项C错误. 若将S断开，由于电容器的电荷量不变，则电压U不变，油滴仍处于静止状态，选项D错误.,1.应用静电现象的基本原理一般是让带电的物质微粒在电场力作用下奔向并吸附到异性电极或带电体上，理解这一原理是解决这类问题的关键. 2.强电场电离空气后，电子在电场力作用下向高电势运动，从而使微粒吸附电子而带负电.,三、静电现象的应
13、用,例4 (多选)如图6为静电除尘器除尘机理的示意图.尘埃在电场中通过某种机制带电，在电场力的作用下向集尘极迁移 并沉积，以达到除尘的目的.下列表述正确的是 A.到达集尘极的尘埃带正电荷 B.电场方向由集尘极指向放电极 C.带电尘埃所受电场力的方向与电场方向相同 D.同一位置带电荷量越多的尘埃所受电场力越大,答案,解析,图6,解析 集尘极与电源的正极相连带正电，放电极带负电，尘埃在电场力作用下向集尘极迁移，说明尘埃带负电荷，A项错误； 电场方向由集尘极指向放电极，B项正确； 带电尘埃带负电，因此所受电场力方向与电场方向相反，C项错误； 同一位置电场强度一定，由FqE可知，尘埃电荷量越多，所受电
14、场力越大，D项正确.,达标检测,1.(电容器 电容)(多选)下列关于电容器和电容的说法中，正确的是 A.根据C 可知，电容器的电容与其所带电荷量成正比，跟两极板间的电压成反比 B.对于确定的电容器，其所带电荷量与两极板间的电压成正比 C.无论电容器的电压如何变化(小于击穿电压且不为零)，它所带的电荷量与电压的比值都恒定不变 D.电容器的电容是表示电容器容纳电荷本领的物理量，其大小与加在两极板间的电压无关,答案,1,2,3,4,解析,解析 电容器的电容是表示电容器容纳电荷本领的物理量，是电容器的一种特性.一个电容器对应唯一的电容值，不能说电容器的电容与其所带电荷量成正比，与两极板间的电压成反比，
15、因此A错误，C、D正确. 由于电容是定值，由QCU知，其所带电荷量与两极板间的电压成正比，故B正确.,1,2,3,4,2.(电容的计算)一个已充电的电容器，若使它的电荷量减少3104 C，则其电压减少为原来的 ，则 A.电容器原来的带电荷量为9104 C B.电容器原来的带电荷量为4.5104 C C.电容器原来的电压为1 V D.电容器的电容变为原来的,答案,1,2,3,4,解析,1,2,3,4,因不知道电容器的电容，所以无法得出电容器原来的电压，C错误. 电容是由电容器本身决定的，跟电压和电荷量的变化无关，所以电容器的电容不变，D错误.,3.(电容器的动态分析)(多选)如图7所示，电路中A
16、、B为两块竖直放置的金属板，C是一只静电计，开关S合上后，静电计指针张开一定角度，下述做法可使静电计指针张角增大的是 A.使A、B两板靠近一些 B.使A、B两板正对面积减小一些 C.断开S后，使A板向左平移一些 D.断开S后，使A、B正对面积减小一些,答案,图7,解析,1,2,3,4,1,2,3,4,解析 静电计显示的是A、B两板间的电压，指针张角越大，表示两板间的电压越高.当合上S后，A、B两板与电源两极相连，板间电压等于电源电压，并保持不变，静电计指针张角不变；当断开S后，板间距离增大，正对面积减小，都将使A、B两板间的电容变小，而电容器所带的电荷量不变，由C 可知，板间电压U增大，从而静电计指针张角增大.所以本题的正确选项是C、D.,4.(电容器的动态分析)如图8所示是一个由电池、电阻R、开关S与平行板电容器组成的串联电路.开关S闭合，一带电液滴悬浮在两板间P点不动，下列说法正确的是 A.带电液滴可能带正电 B.增大两极板间距离的过程中，电阻R中有从b到a的电流 C.断开S，减小两极板正对面积的过程中，液滴将加速下降 D.断开S，减小两极板距离的过程中，液滴静止不动,答案,解析,1,2,3,4,图8,解析 带电液滴在重力和电场力作用下处于平衡状态，电场力方向向上，电场方向向下，故液滴带负电，A选项错误.,1,2,3,4,
