人教版(2019)必修第三册 10.4 电容器的电容 课件(共56张PPT)

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人教版(2019)必修第三册 10.4 电容器的电容 课件(共56张PPT)

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(共56张PPT)
电容器的电容
身边的电容器
身边的电容器
身边的电容器
思考1.什么是电容器?
思考2.电容器有何用途?
电容器的构造
材料 电容器1 电容器2 电容器3 电容器4 总结
纸片
材料1
材料2
锡箔
绝缘胶布
硬币
塑料
锡箔
绝缘胶布
金属球
绝缘体
导体
研究1:电容器里有哪些材料?
研究2:这些材料是如何放置的?




+
充电过程:储存电荷和电场能
放电过程:放出电荷和电场能
-
-
-
-
E










U
电容器的充电和放电
电容器应用之 照相机的闪光灯
70V~300V
思考3.如何描述电容器的储存电荷的本领?
高度差Δh
B
C
A
B
C
A
液面升高相同的高度Δ h,比较储存的水量Q
储存相同的水量Q,比较液面升高的高度Δ h
储水本领C由容器本身决定
类比:电荷量
类比:电荷量电势差U


+
E










实验原理图
实验探究1:电容器充电和放电时的物理规律
寻找不变量C
实验数据分析:寻找不变量
电源 储存的电荷量 最大电压值 结论
电容器1 1.5V 14.2125 1.439
3.0V 29.29045 2.879
电容器2 1.5V 3.2891 1.428
3.0V 6.7852 2.923
超级电容电车
充电30秒,
能跑5公里!
常用电容器
1.固定电容器
聚苯乙烯电容器
电解电容器
+
-
不能接反,氧化膜很薄,
电容较大
2.可变电容器
常用办法:改变正对面积
1.构造:正对平行金属板中间夹上一层绝缘介质。
2.平行板电容器中的电场:匀强电场
3.电容:
(比值定义式)
+Q
-Q
d












u
平行板电容器
思考4:平行板电容器的电容与什么有关呢?
实验方法:控制变量法
实验探究2:平行板电容器电容大小的影响因素
1.构造:正对平行金属板中间夹上一层绝缘介质。
2.平行板电容器中的电场:匀强电场
d——极板间距离
S——正对面积
εr——相对介电常数
(决定式)
3.电容:
k——静电力常量
+Q
-Q
d












u
平行板电容器
练习1.一些宾馆的洗手间经常装有自动干手机,洗手后将湿手靠近,机内的传感器就开通,电热器加热,有热空气从机内喷出,将湿手烘干,手 干手机能使传感器工作,是因为( )
A.改变湿度 B.改变温度 C.改变磁场 D.改变电容
D
靠近
学以致用:
练习2.下列关于电容器和电容的说法中,不正确的是( )
A.根据C=Q/U可知,电容器的电容与其所带电荷量成正比,跟两板间的电压成反比
B.对于确定的电容器,其所带的电荷量与两板间的电压成正比
C.无论电容器的电压如何变化,它所带的电荷量与电压比值恒定不变
D.电容器的电容是表示电容器容纳电荷本领的物理量,其大小与加在两板上的电压无关
A
学以致用
学以致用:动态问题1
提示:变中寻找不变
——电荷量Q不变
平行板内的电场强度E如何变?
S变小E变大
d变化E不变
r变大E变小
静电计:
本质:电容器,
功能:测量电压
学以致用:动态问题1
投机取巧法:
-
-
-
+
+
+
-
-
-
+
+
+
-
-
-
+
+
+
学以致用:动态问题1
-
-
-
+
+
+
模型一、电容器内的电荷量Q保持不变
学以致用:动态问题2
提示:变中寻找不变
——电荷量U不变
如图所示电容器C,两板间有一负电荷q静止,使q向上运动的措施是( ) A.两极板正对面积S减小 B.两极板正对面积S增大 C.两极板间距离d增大 D.两极板间距离d减小
-
-
-
+
+
+
学以致用:动态问题1
-
-
-
+
+
+
模型一、电容器内的电荷量Q保持不变
模型二、电容器两端的电压U保持不变
-
-
-
+
+
+
学以致用:动态问题2
提示:变中寻找不变
——电荷量U不变
如图所示电容器C,两板间有一负电荷q静止,使q向上运动的措施是( ) A.两极板正对面积S减小 B.两极板正对面积S增大 C.两极板间距离d增大 D.两极板间距离d减小
拓展: S减小,Q怎么变?充电还是放电?
d减小,Q怎么变?充电还是放电?
-
-
-
+
+
+
h
变形式.将带电液滴自距离A板正上方h处自由下落,发现液滴恰能运动到B板,则下列情况中,液滴依然能到达B板的有( )
A. B板下移 B. B板上移
C. A板上移 D. A板下移
A
B
学以致用:动态问题2
(比值定义式)
(决定式)
(平行板电容器)
小 结: 电容器的电容
物理小实践:如何制作电容笔?
电容器充电是为了放电,放电才能再次充电。
在这不断的得和失之间,让它成就了自身的价值。
希望同学们也能像电容器一样,坦然的面对生活中的得与失,不气馁、不放弃。
天降大任于斯人也,必先苦其心志,劳其筋骨,饿其体肤。
学习感悟
2.如图所示,在开关闭合时,质量为m的带点液滴处于静止状态
思考1:开关断开,则两极板间的电压、电荷量如何变化?
思考3:开关断开,极板距离减小,则两极板间的电压、电荷量如何变化
思考2:开关闭合,极板距离减小,则极板间的电压、电荷量如何变?
2.如图所示,在开关闭合时,质量为m的带点液滴处于静止状态
思考4:开关断开,极板间正对面积减小,则带电液滴将会怎样运动?
思考1:开关断开,则两极板间的电压、电荷量如何变化?
思考3:开关断开,极板距离减小,则两极板间的电压、电荷量如何变化
思考2:开关闭合,极板距离减小,则极板间的电压、电荷量如何变?
思考5:开关断开,极板间距离减小,则带电液滴将会怎样运动?
电容器的构造
材料 电容器1 电容器2 电容器3 电容器4 总结
纸片
材料1
材料2
锡箔
塑料
硬币
塑料
铁丝
绝缘胶布
金属发卡
绝缘体
导体
研究1:电容器里有哪些材料?
研究2:这些材料是如何放置的?
科学小任务1
请利用课余时间,通过上网或者上图书馆查阅资料和自学的方式,进一步了解电容笔的工作原理。
1.定义:任何两个彼此绝缘又相隔很近的导体组成
一个电容器。
2.电容器的充、放电及能量转化:
充电:电容器两极分别接在电池两端,两极板带上等量异种电荷。电容器充电后,任意一个极板带电量的绝对值叫电容器的带电量,用“Q”表示。
放电:充了电的电容器的两极用导线相连,使两
极板上的正、负电荷中和的过程。
充电后,由电源获得的电能储存在电场中,称为
电场能。
一.电容器
电容器的Q—U图象
U/V
Q/C
△U
△Q1
C1
C2
△Q2
C=Q/U
C=△Q/△U
甲电容器两板各带2C的电量,板间电压2000V,
乙电容器两板各带3C电量,板间电压4000V,能否
说乙电容器容纳电荷的能力大呢?
甲:
2C
2000V
乙:
3C
4000V
甲容纳电荷的本领大
二.电容
1.定义:电容器所带电量Q与电容器两极板间的电
势差U的比值,叫电容器的电容。
2.定义式:C=Q/U
C不由Q、U决定
Q=CU Q由C、U决定
U=Q/C U由Q、C决定
3.单位:法拉 F
1F=1C/V
1F = 106 μF = 1012 pF
4.物理意义:表示电容器容纳电荷本领的物理量。
三.平行板电容器
1.构造:正对平行金属板中间夹上一层绝缘介质。
2.平行板电容器中的电场:匀强电场
3.电容 (决定式)
d——极板间距离
S——正对面积
ε——介电常数
三.平行板电容器
4.对平行板电容器有关的C、Q、U、E的讨论问题
有两种情况:
⑴若两极保持与电源相连,则两极间的电压U不变
⑵若充电后断开电源,则电容器的带电量Q不变
例题
当某一电容器的电压是40V时,它所带的电量
是0.2C,若它的电压降到20V,则( )
A.电容器的电容减少一半
B.电容器的电容不变
C.电容器的带电量减少一半
D.电容器带电量不变
BC
例题
电容器充电结束后(①与电源连接②与电源断开),
电源电压恒定,一带电油滴恰好静止在两极板之间,若
板间距离增大,则油滴是否运动?如运动向哪动?
归纳:
1、电容的定义:C = Q/U;
2、单位:法拉,F ;1 F = 106μF = 1012 pF
3、电容的物理意义:电容反映电容器容纳电荷本领的物理量。
4、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。
静电计是在验电器的基础上制成的,用来测量电势差,它把金属球跟一个导体相连接,把它的金属外壳跟另一个导体连接(或者同时接地),从指针的偏转角就可以测出两个导体间的电势差。
静电计
1、平行板电容器充电后,切断与电源的连接,在这种情况下,
①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?
②如果减小两极板间的正对面积S,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?
思考与讨论(1)
解题关键
电容器充电后与电源断开,Q保持不变。
d增加
C减小
U=Q/C
U增加
E=U/d
E不变
S减小
C减小
U==Q/C
U增加
E=U/d
E增加
分析(1)
分析(2)
2、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,
①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?
②如果减小两极板间的正对面积S,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?
思考与讨论(2)
d增加
C减小
Q=C U
Q减小
E=U/d
E减小
S减小
C减小
Q=C U
Q减小
E=U/d
E不变
电容器始终与电源连接,U保持不变。
解题关键
(2003江苏)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,与它相连的电路如图所示,接通开关S,电源即给电容器充电( )
A 保持S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S接通,在两极间插入一块电介质,则极板上的电荷量增大;
C 断开S,减小两极板间的距离,则两极板间的电势差减小;
D断开S,在两极间插入一块电介质,则两极板间的电势差增大。
B C
R
S
(2001全国)如图所示是一个平行板电容器,其电容为C,带电量为Q,上极板带正电,现将一个试探电荷 q由两极板间的A点移动到B点,A、B两点间的距离为S,连线AB与极板间的夹角为30度,则电场力对试探电荷q所做的功等于( )。
A B C D
-
-
-
-
-
-
-
-
-
+
+
+
+
+
+
+
+
+
+
+
+
-
d
300
A
B
C
1.如图,平行板电容器经开关S与电池连接,a处有一带电荷量非常小的点电荷,S是闭合的, φa表示a点的电势,F表示点电荷受到的电场力,现将电容器的B板向下稍微移动,使两板间的距离增大
φ a变大,F变大;
B.φ a变大,F变小;
C.φ a不变,F不变;
D.φ a不变,F变小;
( B )
A
B
a
S
3.如图,A、B为平行金属板,两板相距为d,分别与电源两极相连,两板的中央各有一小孔M和N,今有一带电质点,自A板上方相距为d的P点由静止自由下落(P、M、N在同一竖直线上),空气阻力忽略不计,到达N孔时速度恰好为零,然后沿原路返回,若保持两极板间的电压不变,则
A.把A板向上平移一小段距离,质
点自P点自由下落后仍能返回;
B.把A板向下平移一小段距离,质
点自P点自由下落后将穿过N孔继续下落;
C.把B板向上平移一小段距离,质点自P点自由下落后仍能返回;
D.把B板向下平移一小段距离,质点自P点自由下落后将穿过N孔继续下落;
M
N
A
B
P
( A C D )
4.如图,面积足够大的两平行金属板竖直放置,极板间距离为d,接直流电压U,极板中央放一半径为R(2RA.由于静电感应,球壳上C、D两点的电势差为RU/d;
B.由于静电感应,球壳中心点O的场强为零;
C.若用手摸一下球壳后,再拿走平行金属板,球壳带正电;
D.若用手摸一下球壳后,再拿走平行金属板,球壳的电势为零。
C
D
U
( B C )


5.如图所示,有三个质量相等,分别带正电、负电和不带电的小球,从上、下带电平行金属板间的P点,以相同速率垂直电场方向射入电场,它们分别落到A、B、C三点,则:
A.A带正电,B不带电,
C带负电;
B.三小球在电场中运
动时间相等;
C.在电场中加速度的
关系是aC>aB>aa;
D.到达正极板时动能关系EA>EB>EC。
C
B
A
v
p
(A C )

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