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1、电容器的电容,人教版高中物理选修3-1,导体,导体,绝缘体,极板,极板,电介质,一、电容器,1.结构,自主学习课本的第29页2、3段 有关电容器的充放电过程分析,充电过程,放电过程,电容器充放电实验,2、电容器的充放电,充电过程：,充电电流,-有充电电流-电源提供的电荷移动，堆积在极板上-板间场强增加-电势差增大 电场能增加,-有放电电流-电容器储存的电荷移动，通过导线中和-板间场强减弱-电势差减小 电场能减少,放电过程：,思考：水杯容器的储水问题:,水位差h，储水量V ;水位差2h,储水量2V.,如何反映水杯的储水本领？,2h,2V,电容器与水容器的对比,电容器与水容器的对比,电容器与水容器
2、的对比,电容器与水容器的对比,二、电容,探究电容器带电量与极板间电势差之间的关系 实验器材：电动势为1.5V的电池三节、电池盒、电容器一个、去掉电池的石英钟一个、带夹子的导线若干,电容器极板间电势差即电源电压；带电量由石英钟秒针走过格数体现。,表达式：,二、电容,三、平行板电容器的电容,猜想：正对面积S ，距离d , 电解质等,控制变量法实验方案,保持Q和d不变,保持Q和S不变,保持Q、S、d均不变,在两极板间插入电介质,控制变量法,控制变量法实验方案,保持Q和S不变,保持Q和d不变,保持Q、S、d均不变,d,控制变量法实验方案,保持Q和S不变,d,保持Q和d不变,保持Q、S、d均不变,控制变
3、量法实验方案,保持Q和S不变,保持Q和d不变,保持Q、S、d均不变,在两极板间插入电介质,S,d,三、平行板电容器的电容,1.极板间是真空时：,2.极板间充满介质时：,r是一个常数，与电介质的性质有关，称为电介质的介电常数。其中： S 正对面积 d 两板间距离 k 静电常量,思考；电容的两种表达式有什么不同？,例题：下列说法错误的有 A给平行板电容器充电时，使一板带正电，另一板带等量负电，任何一板所带电量绝对值就是电容器所带的电量B由公式CQ/U可知，电容器的电容随着带电量的增加而变大C电容器的电容与它是否带电无关D给平行板电容器带电Q后保持电量不变，使两板距离逐渐增大，则两板间的电压也随着增
4、大，而两板间的电场强度则保持不变,例题,1、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，在这种情况下，如增大两板间距d，则电容器电容C、板间电势差U、电容器所带电量Q，板间场强E分别如何改变？ 充电后，继续保持电容器与电源相连，电容器两板间电势差U不变.如增大d，则由 ， C 将减小，再，Q减小，依E=U/d，E将增大。,2、平行板电容器充电后，切断与电源的连接。在这种情况下，如增大d，则C、 U、Q、E分别如何改变 ？ C变小、Q不变、U变大、E不变,结论,（1）若电容器保持与电源相连接，则两极板间电势差保持不变，即U不变。 （2）若电容器与电源断开，则电容器的带带电荷量保持不变。
5、,四、常用电容器,1、固定电容器：电容固定不变 聚苯乙烯电容器 电解电容器 ： 正负极不能接反，不能接交流电 2、可变电容器通过改变两极间的正对面积或距离来改变电容,四、常用电容器,1、固定电容器：电容固定不变 聚苯乙烯电容器 电解电容器 ： 正负极不能接反，不能接交流电 2、可变电容器通过改变两极间的正对面积或距离来改变电容,五、电容器使用时应注意的问题,1、电容器的击穿电压：加在电容器两极板上的电压不能超过某一限度，超过这个限度，电介质将被击穿，电容器损坏，这个极限电压称为击穿电压。2、电容器的额定电压：电容器正常工作时的最大电压 额定电压低于击穿电压3、注意电解电容器的极性,五、电容器使
6、用时应注意的问题,1、电容器的击穿电压：加在电容器两极板上的电压不能超过某一限度，超过这个限度，电介质将被击穿，电容器损坏，这个极限电压称为击穿电压。2、电容器的额定电压：电容器正常工作时的最大电压 额定电压低于击穿电压3、注意电解电容器的极性,2.一个电容器储存的电荷量是410-8C,两极板间电压是2V。那么这个电容器的电容是_F，如果将所带电荷全部放掉，这个电容器的电容是_F。,1.有一空气平行板电容器，仅增加两极板的正对面积，其电容_；仅缩小极板间距离，其电容_;仅降低两极板间电压，其电容_;仅在两极板间充以介电常数较大的电介质，其电容_。,课堂练习,增大,增大,不变,增大,3.平行板电
7、容器充电后断开电源，然后将两极板间正对面积逐渐增大，则在此过程中：（ ）。,A.电容器电容将逐渐增大； B.两极板间电场强度将逐渐增大； C. 两极板间电压保持不变； D.两极板上代电荷量保持不变。,AD,如果充电后不断开电源，再增大极板正对面积，选项还一样吗？,A.保持S接通，减小两极板间的距离，则两极板间的电场的电场强度减小； B.保持S接通，在两极板间插入一块电介质，则极板上的电荷量增大； C.断开S，减小两极板间的距离，则两极板间电势差减小； D.断开S，在两极板间插入一块电介质，则两极板间电势差增大。,4. 两块大小、形状完全相同的金属板平行放置，构成一平行板电容器，接通开关，电源立
8、即给电容器充电：（ ）。,BC,5.一空气平行板电容器，极板正对面积为S,两极板相距d，充以电荷量Q后，两极板间电压为U,使电容器的电容加倍，可采用办法有（ ）。,A.将电压变为U/2 B.将电荷量变为2Q C.将两极板正对面积变为2S D.两极板间充入电介质常数为2的电介质,CD,6.有两个平行板电容器，它们的电容之比是3：2，带电量之比是3：1，如果有两个电子分别从两个电容器的负极板到正极板，则这两个电子的动能增量之比是多少？,7.有两个平行板电容器，它们的电容之比为3：2，带电荷量之比是3:1，如果有两个电子分别从两个电容器的负极板达到正极板，则这两个电子的动能增量是多少？,解： 电容之
9、比为3：2，电荷量之比为3：1, 根据公式 ,两极板电压之比为2:1， 电子从负极板到正极板，电场力做功为W=eU, 则电子的动能增量之比为2：1。,高考链接,1.（2007年 海南）一平行板电容器存在匀强电场，电场沿竖直方向，两个比荷不同的带正电粒子a和b,从电容器的P点以相同的水平速度两平行板之间。测得a和b与电容器极板的撞击点到射入点之间的水平距离之比为1：2,若不计重力，则a和b的比荷之比是：（ ）。,D,A.1:2 B.1:8C.2:1 D.4:1,点拨,所以：,2.（2000 全国）对于水平放置的电容器，下列说法正确的是（ ）。,A.将两板的间距增大，电容将增大 B.将两极板平行错
10、开，使正对面积减小，电容将减小 C.在下板的内表面放置一面积和极板相等、厚度小于极板间距的陶瓷，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,BCD,影响平行板电容器的因素有：随正对面积的增大而增大；随两极板间距的增大而减小；在两极板间放入电介质，电容增大。根据上面叙述可以直接看出B、C正确。对于D选项，放入铝板后，实际上是减小了平行板的间距，所以，本题正确选项应该是B、C、D。,点拨,3.（2005，全国）水平放置的平行板电容器与一电池相连，在电容器的两极板间有一带正电的质点处于静止平衡状态，现将电容器两极板间距增大，则（ ）。,A.电容变大，质点向上运动 B.电容变大，质点向下运动 C.电容变小，质点保持静止 D.电容变小，质点向下运动,D,点拨,1.答： （1）把两极板间距离减小，电容增大，电压变小，静电计指针角度变小。 （2）把两极板间相对面积减小，电容减小，电荷量不变，电压变大，静电计指针偏角变大。 （3）在两极板间插入相对介电常数较大的电介质，电容增大，电荷量不变，电压变小，静电计指针角度偏小。,教材习题答案,电场强度与两极板间距离无关，只与电容器所带电荷量和极板面积有关。,
