1、电容器与电容,情景探究一,摄影时如光线不足,你一定知道用闪光灯,在如此短的时间内,仅靠电池直接给闪光灯供电就能发出如此强的光吗?请你探究分析其中的奥妙!,内置闪光灯的相机,情景探究三,莱顿瓶,-存储电荷的装置,也可称为“电容器”,探究感应起电机的构造与工作原理,电脑主板,一.电容器,1.电容器的构造:任何两个彼此绝缘又相互靠近的导体都可以构成电容器.,在两个相距很近的平行 金属板中间夹上一层绝缘 物质(电介质),就组成一个 最简单的电容器,叫做 平行板电容器,2.电容器的工作状态:作用:可以容纳电荷.,充电：,把电容器的一个极板与电池组的正极相连，另一个极板与负极相连，两个极板就分别带上了等量
2、的异种电荷，这个过程叫做充电。,电 容 器充电实验,2.电容器的工作状态: 作用:可以容纳电荷.,充电：,使电容器带电的过程,叫充电.,特点：,A.两极板带等量异种电荷 B.两极板间有电压 C.极板间有电场 D. 极板间有电场能,放电:使电容器两极板上的电荷中和的过程.是电场能转化为其它能的过程,2、放电过程的实质：使电场能转化为其它形式的能,1、用导线把充电后的电容器的两极板接通，两极板上的电荷互相中和，电容器不再带电，这个过程叫做放电。,电容器是一种储存电场能的装置,电容器的放电, 电容器的电荷量Q,电容器所带的电荷量，是指每个极板所带的电荷量Q的绝对值,思考与讨论,电容器可以充入的电量是
3、无限的么？电容器容纳电荷多少与什么有关？不同的电容器容纳电荷的本领相同吗？,理论研究告诉我们，电容器可以充入的电量并不是无限的，随着充电电压的增大，电量也随之增大，不同的电容器容纳电荷的本领是不同的，就像不同的容器的装水量各不相同一样。为了衡量电容器这种本领的异同，我们引入一个新的物理量电容。,那电容器储存电荷的本领如何表征呢？,二 电 容,.实验表明：电容器所带的电荷量Q与电容器两极板间的电势差成正比，比值Q/U 是一个常量。不同的电容器，这个比值一 般是不同的。.这个比值表征了电容器储存电荷的特性,ks5u精品课件,二、电容（C),1.定义：把电容器带电量Q与两极板间的电压U的比值叫这个电
4、容器的电容，用C表示。 2.定义式： C=Q/U 3.单位：法拉（F） 1F=1C/V其它单位：1F = 106F = 1012pF 4.物理意义：反映电容器容纳电荷的本领。,任意一个极板带电量的绝对值叫电容器的带电量,V与h的关系,=S,类比,Q,U,C,S的大小 与V、h无关,U,U,Q,Q,类比法理解电容概念（水容器与电容器）,类比结果：C不由Q和U来决定，由电容器本身来决定。,对一个确定的电容器而言，电容是不变的，C与Q、U无关。,对一个确定的水容器而言，水容是不变的，与m、h无关。,ks5u精品课件,理解2.电容器的QU图象,C=Q/U,C=Q/U,最简单的电容器是平行板电容器猜想：
5、平行板电容器的电容跟哪些因素有关？,两极板间的距离d 两极板间的正对面积S 是否插入电介质或电介质的种类。,认识静电计,静电计：由验电器改造而成，是测量电容器两极间电势差的仪器，由静电计指针的偏转角度可知电势差的大小。,实 验 探 究,ks5u精品课件,C和d成反比,C与S成正比,C与成正比,（平行板电容器）,三.平行板电容的决定因素,电容器的电容是电容器本身的结构决定，与是否带电或与带电量的多少无关。,几种常用电介质的相对介电常数,平行板电容器典型问题：,类型一： 保持电容器的两极板与电源相连,恒量：U,变量：C（d，S， ），Q，E,Q=CU,类型二： 充电后，切断与电源的连接,恒量：Q,
6、变量：C（d，S， ），U，E,思考与讨论 ：平行板电容器充电后，继续保持电容器的两极板与电源相连接。在这种情况下，如果增大两极板间的距离d，那么，两极板间的电势差U、电容器所带的电量Q、两极板间的场强E各如何变化？,解析：平行板电容器充电后，继续保持电容器的两极板与电源相连接，其电势差恒等于电源电压，并保持不变。, C=S/4kd S/d, E= U/d 1/d, Q=CU= US/4kd S/d,思考与讨论 ： 平行板电容器充电后，切断与电源的连接。在这种情况下，如果增大d，则U、Q、E各如何变化？,解析：平行板电容器充电后，切断与电源的连接，电容器不存在充、放电的可能性，两极板上的带电量
7、Q始终不变。,C=S/4kdS/d U=Q/C=Q/（S/4kd）d/S E=U/d=Q/Cd=Q/（Sd/4kd）= kQ/S 1/S,四 常用电容器,展示各种电容器实物,电容器是一储能元件。,纸质电容器,陶瓷电容器,电解电容器,钽电容器,该元件有两片锡箔（导体），中间是一层薄纸。,请带着这样以下几个问题阅读课本第43页常用电容器部分内容。 常用电容器，从构造上看，可以分为哪两类？常用的固定电容器有哪些？ 电解电容器与其它常用电容器相比有什么显著 特征？,常用电容器可分为固定电容器和可变电容器。,聚苯乙烯电容器和电解电容器,电解电容器的正、负极性是固定的。,3、击穿电压和额定电压：,六、常用
8、电容器,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。,电容器正常工作时两极板上的最大电压，称为额定电压。,额定电压比击穿电压低,外壳上标的电压是额定电压,常见电容器,【例1】两平行金属板，正对放置，充电后两极间的电势差为2V，两极板带电量分别为+610-6C和-610-6C，求：(1)电容C； (2)若电势差升高1V，电容C和所带电量Q为多少?,【解析】电容器的电容C=Q/U，但电容是由电容器的构造决定的，跟Q、U无关.(1)根据电容的定义式C=Q/U=(610-6/2)F=310-6F(2)若电势差升高1V，电容器的电容仍不变，而此时所带电
9、量Q=CU=310-63C=910-6C,练习一,如图所示，是描述对给定的电容器充电时极板上带电量极板间电压和电容之间的关系的图象，其中正确的是,答案：,BCD,3、（全国高考）对于水平放置的平行板电容器,下列说法正确的是( ) A、将两板间距加大，电容将增大 B、将两板平行错开，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,课堂练习,4、(北京2010)用控制变量法，可以研究影响平行板电容器的因素（如图）。设两极板正对面积为，极板间的距离为，静电计指针偏
10、角为。实验中，极板所带电荷量不变，若( ) A、保持S不变，增大d，则变大； B、保持S不变，增大d，则变小 C、保持d不变，增大S，则变大； D、保持d不变，增大S，则不变,课堂练习,A,例题：如图所示，是一种通过测量电容器电容的变化来检测液面高低的仪器原理图，电容器的两个电极分别用导线接到指示器上，指示器可显示出电容的大小，下列关于该仪器的说法正确的是,该仪器中电容器的电极分别是金属芯柱和导电液体 金属芯柱外套的绝缘层越厚，该电容器的电容越大 如果指示器显示电容增大了，则说明电容器中的液面升高了 如果指示器显示电容减小了，则说明电容器中的液面升高了,答案：,B,5、如图所示， C1和 C2
11、是两个相同的平行板电容器，带有相等的电荷量，用导线连接如图。今在电容器 C1的两极板间插入一块电介质，在电介质插入的过程中，下列哪些现象会发生（ ） A、导线上有电流通过，方向为a流向b,c流向d B、导线上有电流通过，方向为b流向a,d流向c C、达到稳定时， C1两极板间的电压高于 C2两极板间的电压 D、 C2的带电量保持不变,课堂练习,例题分析,6两块大小、形状完全相同的金属平板平行放置，构成一平行板电容器，与它相连接的电路如图所示，接通开关K，电源即给电容器充电. （ ） A保持K接通，减小两极板间的距离，则两极板间电场的电场强度减小 B保持K接通，在两极板间插入一块介质，则极板上 电量增大 C断开K，减小两极板间的距离，则两极板间的电势 差减小 D断开K，在两极板间插 入一块介质，则两极板间 的电势差增大,B C,U10V,C=3.0X10-10F,d=1.2X10-3m,m=2.0X10-13Kg,7.如图所示，一平行板电容器连在U10V的直流电源上，电容C=3.0X10-10F，两极板间距离d=1.2X10-3m，求：(g取10m/s2) 问： （1）该电容器所带电荷量 （2）若板间有一带电粒子,其质量m=2.0X10-13Kg,恰在板间处于静止状态,则粒子电荷量为多少?带何种电荷?,
