《电容存放电过程.pptx》由会员分享,可在线阅读,更多相关《电容存放电过程.pptx(48页珍藏版)》请在得力文库 - 分享文档赚钱的网站上搜索。
1、情景探究二 观察日常生活中的日光灯的启动,探究启动器的构造与工作原理第1页/共48页情景探究三莱顿瓶-存储电荷的装置也可称为也可称为“电容器”探究感应起电机的构造与工作原理探究感应起电机的构造与工作原理第2页/共48页电脑主板第3页/共48页一.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,叫做平行板电容器第4页/共48页2. 2.电容器的工作状态电容器的工作状态: :作用作用: :可以容纳电荷可以容纳电荷. .充电充电: :使电容器带电的过程使电容器带电的过程, ,叫充叫充电电.
2、 .电容器的每一个极板所带电量电容器的每一个极板所带电量的绝对值的绝对值, ,叫做电容器的带电量叫做电容器的带电量. .充充电后电后, ,两极板间有电场存在两极板间有电场存在, ,电容器电容器从电源获得电能储存在电场中从电源获得电能储存在电场中, ,因因此充电的过程是电容器储存电能的此充电的过程是电容器储存电能的过程过程. .第5页/共48页电 容 器充电实验第6页/共48页放电: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第7页/共48页一个电容器所带的电荷量Q 电容器所带的电荷量,是指每个极板所带的电荷量Q的绝对值第8页/共48页二 电 容. .充电后的电容器的两极板间有电
3、势差充电后的电容器的两极板间有电势差, ,这个电势差跟电容器所带的电荷量有关这个电势差跟电容器所带的电荷量有关 . .实验表明:电容器所带的电荷量实验表明:电容器所带的电荷量QQ与电与电容器两极板间的电势差成正比,比值容器两极板间的电势差成正比,比值Q/U Q/U 是一个常量。不同的电容器,这是一个常量。不同的电容器,这个比值一个比值一 般是不同的。般是不同的。. .这个比值表征了电容器储存电荷的特性这个比值表征了电容器储存电荷的特性第9页/共48页 1、定义:电容器所带的电荷量Q与电容器两极板间的电势差U的比值,叫做电容器的电容,用C来表示。 2、电容器的电容在数值上等于两极板、电容器的电容
4、在数值上等于两极板间的电势差为间的电势差为1V时电容器需带的电荷量。时电容器需带的电荷量。即即 C=Q/U第10页/共48页引申思考 1.电容器起了什么作用?储存电荷。电容器 类比为容器 (水杯) 2.电容器可类比成什么呢?第11页/共48页思考与讨论1.水杯存水的本领有什么来决定?水 容器的容积(本身机构决定)2.如何表征大容器的储水本领大呢?第12页/共48页1cm1cm1cm1cm横截面大的需要的水多横截面大的需要的水多电容器与水容器水量 mh电量 QUCs第13页/共48页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。第14页
5、/共48页思考与讨论那电容器储存电荷的本领如何表征呢?UQC第15页/共48页 3、电容的物理意义:表征电容器容纳(储存)电荷本领的物理量。 4、单位:在国际单位制中电容的单、单位:在国际单位制中电容的单位是法拉(位是法拉(F),常用单位还有微法),常用单位还有微法(F)和皮法()和皮法(pF)。)。 1F=106F=1012pF第16页/共48页最简单的电容器是平行板电容器最简单的电容器是平行板电容器猜想:平行板电容器的电容跟哪些猜想:平行板电容器的电容跟哪些因素有关?因素有关?两极板间的距离两极板间的距离d 两极板间的正对面积两极板间的正对面积S是否插入电介质或电介质的种类是否插入电介质或
6、电介质的种类。第17页/共48页实 验 探 究第18页/共48页1、平行板电容器的电容C跟介电常数成 正比,跟正对面积S正比,跟极板间的距离d成反比。2、平行板电容器的电容公式: C=S/4kd (式中k为静电力常量)三 平行板电容器的电容第19页/共48页第20页/共48页思考与讨论思考与讨论 :平行板电容器充电后,继续: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下,如果增大两极板间的距离d,那么,两极板,那么,两极板间的电势差间的电势差U、电容器所带的电量、电容器所带的电量Q、两极板间、两极板间的场
7、强的场强E各如何变化?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。接,其电势差恒等于电源电压,并保持不变。 C=S/4kdS/d E=U/d1/d Q=CU=US/4kdS/d第21页/共48页保持两极板的不变的实验探究第22页/共48页思考与讨论思考与讨论 : 平行板电容器充电后,切断与平行板电容器充电后,切断与电源的连接。在这种情况下,如果增大电源的连接。在这种情况下,如果增大d,则,则U、Q、E各如何变化?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
8、器不存在解析: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,两极板上的带电量充、放电的可能性,两极板上的带电量Q始终不变。始终不变。C=S/4kdS/dU=Q/C=Q/(S/4kd)d/SE=U/d=Q/Cd=Q/(Sd/4kd)= kQ/S 1/S第23页/共48页保持两极板的不变的实验探究第24页/共48页本题的思路是:当本题的思路是:当d(或变化(或变化、S)发生变化,用发生变化,用 C=S/4kd判断判断C的变化,的变化,再用再用C=Q/U判断出判断出Q(或(或U)的变化,)的变化,最后用最后用 E=U/d=Q/Cd判断判断E的变化。的变化。比较、两类题型的解析过
9、程,比较、两类题型的解析过程,可以看到,抓住可以看到,抓住Q(或(或U)不变这个条)不变这个条件是一个关键。件是一个关键。第25页/共48页3、平行板电容器充电后的两类典型情况: 电容器始终连接在电源上,两极间的电压U保持不变。 电容器充电后,切断与电源的连接,电容器的带电荷量Q保持不变。第26页/共48页四常用电容器展示各种电容器实物第27页/共48页电容器是一储能元件电容器是一储能元件。纸质电容器纸质电容器陶瓷电容器陶瓷电容器电解电容器电解电容器钽电容器钽电容器可变电容器可变电容器第28页/共48页该元件有两片锡箔(导体),中间是一层薄纸。第29页/共48页 请带着这样以下几个问题阅读课本
10、第请带着这样以下几个问题阅读课本第30页常用页常用电容器部分内容。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?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电解电容器与其它常用电容器相比有什么显著特征?特征?电容器常见的损坏原因是什么?电容器常见的损坏原因是什么?常用电容器可分为固定电容器和可变电容器。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。电解电容器的正、负极性是固定的。加在电容器两极板上的电压不能超过某一限度,超过
11、这一限度电加在电容器两极板上的电压不能超过某一限度,超过这一限度电介质将被击穿,电容器损坏,这个极限电压叫击穿电压。介质将被击穿,电容器损坏,这个极限电压叫击穿电压。第30页/共48页常用电容器常用电容器电容器固定电容器可变电容器聚苯乙烯电容器陶瓷电容器电解电容器纸质电容器+-定片动片第31页/共48页做一做:用传感器观察电容器的充电和放电1.探讨电流传感器的工作原理2.讨论交流:一个电容器放电的I-t图象的三个问题第32页/共48页第33页/共48页【例例1 1】两平行金属板,正对放置,充电后两极间的电两平行金属板,正对放置,充电后两极间的电势差为势差为2V2V,两极板带电量分别为,两极板带
12、电量分别为+6+61010-6-6C C和和-6-61010- -6 6C C,求:,求:(1)(1)电容电容C C;(2)(2)若电势差升高若电势差升高1V1V,电容,电容CC和所带电量和所带电量QQ为多少为多少? ?【解析解析】电容器的电容电容器的电容C=Q/UC=Q/U,但电容是由电容器的,但电容是由电容器的构造决定的,跟构造决定的,跟Q Q、U U无关无关. . (1) (1)根据电容的定义式根据电容的定义式 C=Q/U=(6C=Q/U=(61010-6-6/2)F=3/2)F=31010-6-6F F (2) (2)若电势差升高若电势差升高1V1V,电容器的电容仍不变,而此,电容器的
13、电容仍不变,而此时所带电量时所带电量 Q=CU=3Q=CU=31010-6-63C=93C=91010-6-6C C第34页/共48页练习一如图所示,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:第35页/共48页例题: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,
14、则说明电容器中的液面升高了答案:第36页/共48页一、电容器一、电容器 1 1、定义、定义 2 2、工作过程:充电与放电过程、工作过程:充电与放电过程二、电容二、电容 1 1、定义、定义 2 2、单位、单位 3 3、电容的物理意义、电容的物理意义 三、平行板电容器的电容三、平行板电容器的电容 1 1、决定电容大小的几个因素、决定电容大小的几个因素 2 2、平行板电容器的电容公式:、平行板电容器的电容公式: 3 3、平行板电容器充电后的两类典型情况:、平行板电容器充电后的两类典型情况:四、常见电容器四、常见电容器五用传感器研究电容器的充放电五用传感器研究电容器的充放电电容器与电容电容器与电容第3
15、7页/共48页作业 对电容的实际应用:静电计及电容传感器的原理及利用电容进行测量的仪器进行分析与归纳 完成巩固练习第38页/共48页第第7 7节节 电容器与电容电容器与电容第2课时 问题讨论第39页/共48页GqEE=F/q E=U/d E=kQ/r2第40页/共48页GqE充电后,开关充电后,开关S闭合闭合(保持不变)保持不变)SB 平移板平移板 上移板上移板 插入电介质插入电介质QEQEQE =4kdrS=QU epsilon U第41页/共48页GqE充电后,断开开关充电后,断开开关SS(保持不变)保持不变) 平移板平移板B 上移板上移板 插入电介质插入电介质UEUEUE =4kdrS=
16、QUQ第42页/共48页v0GqE能量转化的角度:能量转化的角度:电势能重力势能电势能重力势能动能定理:动能定理: 电势能电势能重力势能重力势能动能动能W=第43页/共48页v0qE能量转化的角度:能量转化的角度:电势能动能电势能动能v0Sum:1、考虑、考虑m2、不考虑、不考虑m第44页/共48页1 1、对电容、对电容C=Q/UC=Q/U,以下说法正确的是(),以下说法正确的是()A、电容器极板上的电荷量越大电容器极板上的电荷量越大 ,其容纳电,其容纳电荷的本领越强荷的本领越强B、电容器的电容越大,其所带电量就越多电容器的电容越大,其所带电量就越多 C、某一电容器两板间的电压越高,电容器某一
17、电容器两板间的电压越高,电容器带电量就越大带电量就越大 D、对于确定的电容器,它所充的电量跟它两对于确定的电容器,它所充的电量跟它两极极板间所加电压的比值保持不变板间所加电压的比值保持不变第45页/共48页A A、电容器带电量不变、电容器带电量不变B B、尘埃仍静止、尘埃仍静止C C、电流计中有、电流计中有abab的电流的电流D D、电流计中有、电流计中有baba的电流的电流2 2、如图,将平行板电容器与电池相连,两板间、如图,将平行板电容器与电池相连,两板间的带电尘埃恰好处于静止状态若将两板缓慢的带电尘埃恰好处于静止状态若将两板缓慢地错开一些,其它条件不变,则地错开一些,其它条件不变,则 Gab b第46页/共48页3、如果某电解电容器的电量每增加如果某电解电容器的电量每增加1010-6-6C C,两板,两板之间的电势差就加之间的电势差就加1V1V,则该电容器的电容为,则该电容器的电容为_ 4、某电解电容器上标有“36 310-5F”的字样,下列说法正确的是 A、增加1V的电压,需增电量是310-5C B、此电容器必须加36V的电压,才能工作 C、工作电压是36V时,电容才是310-5F D、使用时,须考虑引线的极性第47页/共48页感谢您的观看!第48页/共48页
限制150内