人教版选修【3-1】1.8-电容器与电容.ppt

摄影光线不足，你一定知道用闪光灯，可你知道闪光的能量是从哪里来的呢？它来自电容器！下图是一种带有内置闪光灯的照相机，相机内就装有容量很大的电容器，你想探究一下什么是电容器吗？,1任何两个彼此绝缘而又互相靠近的导体，都可以组成一个 两块正对着的、互相平行、互相绝缘而又靠近的金属板，是最简单的电容器，叫做 ,电容器,平行板电容器,2探究平行板电容器的电容已充电的平行板电容器与静电计连接如图所示，电容器极板上的电荷量不变，当板间距离增大时(如图甲)，静电计指针的偏角将 ，板间电势差将 ，电容器的电容将 ，说明电容器的电容跟板间距离成 ，当正对面积减小时(如图乙)，静电计的偏角将 ，板间电势差将 ，电容将 ，说明电容器的电容跟正对面积成当两板间插入电介质时(如图丙)，静电计的偏角将 ，板间电势差将 ，电容将 ，说明电容器的电容跟两板间的电介质有关,增大,增大,减小,反比,增大,增大,减小,正,比,减小,减小,增大,3常见电容器的名称通常用电介质的名称来命名，例如聚苯乙烯电容器的绝缘介质是聚苯乙烯，陶瓷电容器、云母电容器的绝缘介质分别是 等等电解电容器则是用浸过电解液的纸作电容器的一个 ,陶瓷、云母,极板,(1)两个彼此绝缘而又相互靠近的导体，都可以看成是电容器(2)电容器的主要作用是能够储存电荷或电能，这种储存在电场中的电能叫电场能(3)电容器可以充、放电充电：使电容器两极板带上等量异种电荷的过程叫做充电放电：使充电后的电容器失去电荷的过程叫做放电,特别提醒：放电的过程实际上就是电容器极板正、负电荷中和的过程，当放电结束时，电路中无电流.,(1)意义：是描述电容器容纳电荷本领大小的物理量，数值上等于使电容器两极板间的电势差增加1V所增加的带电量(2)定义：电容器所带电荷量与两极板间电势差的比值叫电容(3)定义式： C与Q、U无关，仅由电容器本身决定(4)单位：F、F、pF；1pF106F1012F,特别提醒：电容器是一个仪器，而电容是一个物理量，它表征了电容器容纳电荷的本领电容器的电荷量是一个极板上电荷量的绝对值电容C是用比值定义法定义的，本章学过的电场强度E、电势，都是用比值法定义的电容 但不能说电容C与Q成正比、与U成反比，电容C由电容器本身的性质决定，与Q、U的大小无关,(2009·长沙市一中高二检测)如图是描述对给定的电容器充电时电荷量Q、电压U、电容C之间相互关系的图象，其中正确的是()答案：BCD,(1)平行板电容器的电容：与平行板正对面积S和电介质的相对介电常量的乘积成正比，与极板间的距离d成反比(2)公式 k为静电力常量是一个常数，与电介质的性质有关，称为电介质的相对介电常数,特别提醒：CQ/U要求理解并应用， 只要求了解，可以结合 ，知道C与什么因素有关.,(1)分类方法按形状分：圆柱形电容器，平行板电容器，球形电容器等按构造分：固定电容器，可变电容器，半可变电容器等可变电容器通常是通过改变正对面积或改变极板间距离来改变电容的按极板间使用的电介质分：空气电容器，真空电容器，塑料薄膜电容器，云母电容器，陶瓷电容器，电解电容器等,特别提醒：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构成，静电计与电容器的两部分分别连接在一起，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的大小就从静电计上的刻度读出.,(1)击穿电压：电容器两极间电压超过某一数值，电介质被击穿，电容器损坏，这个极限电压为电容器的击穿电压电容器正常工作时的电压应低于击穿电压(2)额定电压：电容器长期工作时所能承受的电压，额定电压低于击穿电压(3)电容值：电容器上一般都标有电容值及额定电压值,某电容器上标有“1.5F,9V”则该电容器()A所带电荷量不能超过1.5×106CB所带电荷量不能超过1.35×105CC所加的电压不应超过9VD该电容器的击穿电压为9V答案：BCDQcU1.5×106×9C1.35×105C,误区1：对平行板电容器的动态变化问题模糊不清,(2)电容器两类问题比较,下面关于电容器及其电容的叙述正确的是()A任何两个彼此绝缘而又相互靠近的导体，就组成了电容器，跟这两个导体是否带电无关B电容器所带的电荷量是指每个极板所带电荷量的代数和C电容器的电容与电容器所带电荷量成反比D一个电容器的电荷量增加Q1.0×106C时，两极间电压升高10V，则电容器的电容无法确定,解析：电容器既然是储存电荷的容器，它里面有无电荷不影响其储存电荷的能力，A正确；电容器所带的电荷量指任一极板电荷量的绝对值，B错；电容器的电容由电容器结构决定，不随带电量的变化而变化，C错， 可求电容器的电容，D错,答案：A点评：将CQ/U， 与EF/q、E 对比，弄清哪是定义式，哪是决定式 由 可推得C ，有时应用很方便,有一充电的平行板电容器，两板间电压为3V，现使它的电荷量减少3×104C，于是电容器两极板间电压降为原来的 ，此电容器的电容是_F，电容器原来的带电荷量是_C，若电容器极板上的电荷量全部放掉，电容器的电容是_F.,答案：1504.5×104C150解析：(1)电容器两极板间电势差的变化量为(2)电容器原来的电荷量为Q，则QCU1.5×104×3C4.5×104C(3)电容器的电容是由本身决定的，与是否带电无关，所以电容器放掉全部电荷后，电容仍然是150F.,如图所示，电路中，A、B为两块竖直放置的金属板，G是一只静电计，开关S合上后，静电计指针张开一个角度，下述哪些做法可使指针张角增大()A使A、B两板靠近一些B使A、B两板正对面积错开一些C断开S后，使B板向右平移拉开一些D断开S后，使A、B正对面积错开一些,解析：图中静电计的金属杆接A极，外壳和B板均接地，静电计显示的是A、B两极板间的电压，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，而电容器电荷量不变，由CQ/U可知，板间电压U增大，从而静电计指针张角增大，答案应选CD.答案：CD,点评：在判断电容器相关物理量的变化时，首先要弄清哪些量是不变的，然后根据不变量和相关公式推断其他待分析量的变化情况若电容器充电后与电源断开，则带电荷量Q不变；若电容器始终与电源相连，则电压U不变分析电容器物理量变化常用的公式有： 静电计是测量电势差的仪器，不能用于测直流电路中两点的电压静电张角大，说明极板间电势差大,(2009·福建仙游现代中学高二检测)下图的电路中C是平行板电容器，在S先触1后又扳到2，这时将平行板的板间距拉大一点，下列说法正确的是(),A平行板电容器两板的电势差不变B平行板电容器两板的电势差变小C平行板电容器两板的电势差增大D平行板电容器两板间的电场强度不变答案：CD,如图所示，两平行金属板水平放置并接到电源上，一个带电微粒P位于两板间，恰好平衡现用外力将P固定住，然后固定导线各接点，使两板均转过角，如图虚线所示，再撤去外力，则P在两板间(),A保持静止B水平向左做直线运动C向右下方运动D不知角的值，无法确定P的运动状态,解析：设原来两板间距为d，电势差为U，则qEmg.当板转过角时两板间距ddcos， 此时电场力FqEqE/cos，其方向斜向上，其竖直分力FyFcosqEmg，故竖直方向上合力为零，则P水平向左做匀加速直线运动答案：B点评：平行板电容器内场强为匀强电场，其场强 ，当两极板接电源时其电压恒为电源电动势,如图所示，有一平行板电容器，电容为C，A板接地，中间开一小孔，通过这一小孔连续地向电容器射入电子，电子射入小孔的速度为v0，单位时间内射入的电子数为n，电子质量为m，电荷量为e，电容器原来不带电，电子射到B板时均留在B板上，求电容器两极板能达到的最大电势差和从开始射入电子到电容器两极板电势差达到最大所用的时间？,答案：解析：设最大电势差为U，由动能定理： ， 此时电容器带的电荷量：,传感器在自动控制中有着广泛的应用，右图是一种测定液面高度的电容式传感器的示意图，A为固定的导体芯，B为导体外面的一层绝缘物质，外部为导电液体，从指示器显示的电容C大小的变化，就能反映液面的升降情况二者关系正确的是()AC增大表示h增大BC增大表示h减小CC减小表示h减小DC减小表示h增大,解析：导体芯A和导电液体是电容器的两极，当液面的高度h发生变化时，极板间的正对面积S发生变化：h增大，S增大；h减小，S减小根据平行板电容器电容的决定式C可知，S增大时，电容C增大；S减小时，电容C减小，所以选项A和C正确答案：AC点评：本题考查电容器的构成及平行板电容器电容大小的影响因素，准确分析高度h变化时对应的正对面积S的变化情况是解决问题的关键,如图所示，计算机键盘的每一个键下面都连有一块金属片，与该金属片隔有一定空隙的是另一块小的固定的金属片这两片金属组成一小电容器该电容器的电容C可用公式CS/d计算，式中常量9×1012F/m，S表示金属片的正对面积，d表示两金属片间的距离当键被按下时，此小电容器的电容发生变化，与之相连的电子线路就能检测出是哪个键被按下了，从而给出相应的信号设每个金属片的正对面积为50mm2，键未按下时两金属片的距离为0.6mm.如果电容变化0.25pF，电子线路恰能检测出必要的信号，则键至少需要被按下_,电容式键盘,答案：0.15mm解析： 7.5×1013F 当键被按下d时，电容增加C0.25pF，,