人教版高中物理必修三 (电容器的电容)教育课件

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解析：C．若保持K闭合，则电容器两极板之间的电压保持不变，因此根 据 可知，当将A板向B板靠近时，d变小，电场强度增大，则电场力增 大， 将增大，C不符合题意； D．若保持K闭合，则电容器两极板之间的电压保持不变，因此根据 可 知，A板向上移动，d不变，电场强度不变，则电场力不变， 将不变， D不符合题意。 故答案为：B。 答案：B
方法归纳 电容器的充电和放电 (1)充电：把电容器的两个极板与电源的正负极相连，使两个极板上带上等量异号 电荷的过程。充电后，跟电源正极相连的极板带正电，跟电源负极相连的极板带负 电。充电过程如图甲所示。 (2)放电：用导线把充电后的电容器的两个极板接通，两个极板上的电荷中和，电 容器失去电荷的过程。放电后，电容器任一极板带电荷量均为零。放电过程如图乙 所示。
况。
请思考以下几个问题：
(1)当S先后接a和接b时，会观察到电流表指针的偏转情况是怎样的呢？
(2)电容器的工作过程是怎样的？工作过程中能量是如何转化的？
(3)电容器的带电量Q与两极板间的电压U有什么关系？反映了电容器怎样的特
性？怎样描述？
答案 (1)当 S 接 a 时，电流表指针发生偏转；当 S 接 b 时，电流表指针反向偏转。 (2)①充电过程和放电过程。 ②充电过程中其他形式的能转化为电能，放电过程中电能转化为其他形式的能。 (3)电容器两极板间的电势差随电荷量的增加而增加，电荷量和电势差成正比，它 们的比值是一个恒量，每一个电容器都有一个属于自己的QU常数，与所带电荷量 的多少无关。这个比值反映了电容器容纳电荷的能力大小，因此可用UQ描述电容 器容纳电荷本领的大小即电容器的电容 C＝QU。
知识点 3 平行板电容器的电容
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知识点 3 平行板电容器的电容
例：平行板电容器充电平衡后仍与电源相连，两极板间的电压是U，
充电荷量为Q，两极板间场强为E，电容为C，现将两极板间距离减
小，则 （ ）
A.Q变大
B.C变大
C.E不变
D.U变小
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1.如图所示，平行板电容器与电动势为E的直流电源（内阻不计 ）连接，现将平行板电容器的上极板竖直向下移动一小段距离 ，则（ ）
电，电流传感器将电流信息传入计算机，显示出电流随时间变化的I－t图像如图
乙所示。根据图像估算出电容器全部放电过程中释放的电荷量为________C，该 电容器电容为________μF。(均保留3位有效数字)
解析 根据题图乙的含义，因 Q＝It，可知图形与时间轴围成的面积表示电荷
量；根据横轴与纵轴的数据可知，一个格子的电荷量为 8×10－5 C，由大于半
格算一个，小于半格舍去，因此图像所包含的格子个数为 38，所以释放的电荷
量为 q＝8×10－5 C×38＝3.04×10－3 C。根据电容器的电容 C＝QU可知，C＝
3.04×10－3 6
F≈5.07×10－4 F＝507 μF。
答案 3.04×10－3 507
极板间的场强增强
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知识点 1 电容器
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知识点 1 电容器
充电特点 ①有电流，电流方向为由电源的正极流向电容器正极板，电流由大 到小 ②电容器所带电荷量增加 ③电容器两极板间电势差增大 ④电容器中电场强度增强。 ⑤当电容器充电结束后，电容器所在电路中无电流，电容器两极板 间电势差与充电电压相等，两极板带有一定量的等量异种电荷。
1.实验原理 (1)电容器的充电过程 如图所示，当开关S接1时，电容器接通电源，在静电力的作用下 自由电子从正极板经过电源向负极板移动，正极板因_失__去__电子而 带_正___电，负极板因__获__得__电子而带__负_电。正、负极板带___等__量的 正、负电荷。电荷在移动的过程中形成电流。在充电开始时电流 比较____大(填“大”或“小”)，以后随着极板上电荷的增多，电流 逐渐___减__(小填“增大”或“减小”)，当电容器两极板间电压等于
(4)记录好实验结果，关闭电源。 实验记录和分析：
实验项目
实验现象
电容 器充 电
灯泡的亮度由___明___到____暗__最后___熄___灭(选填“明”“暗”或 灯泡
“熄灭”) 电流表1的读数由___大___到___小___最后为__零_(选填“大”“小” 电流表1 或“零”) 电压表的读数由___小___ (选填“大”或“小”)到____大__ (选填“ 电压表 大”或“小”)最后为____6__ V
4.注意事项 (1)电流表要选用小量程的灵敏电流计。 (2)要选择大容量的电容器。 (3)实验要在干燥的环境中进行。 (4)在做放电实验时，Hale Waihona Puke 电路中串联一个电阻，以免烧坏电流表。
核心要点 电容器充、放电现象的定性分析
[观察探究]
按如图所示电路连接好器材，使开关S先后接触a、b，观察电流表指针的偏转情
A.开关接1时，平行板电容器充电，且上极板带正电 B.开关接1时，平行板电容器充电，且上极板带负电 C.开关接2时，平行板电容器充电，且上极板带正电 D.开关接2时，平行板电容器充电，且上极板带负电
解析 开关接1时，平行板电容器充电，上极板与电源正极相连而带正电，A正 确，B错误；开关接2时，平行板电容器放电，放电结束后上、下极板均不带 电，C、D错误。 答案 A
灯泡
灯泡的亮度由__明___到__暗__最后___熄__灭_ (选填“明”“暗”或“
熄灭”)
电容
电流表2的读数由___大___到___小__最后为___零__ (选填“大”
电流表2
器
“小”或“零”)
放电
电压表
电压表的读数由___大___ (选填“大”或“小”)到___小___(选填 “大”或“小”)最后为__0___V_
第十章静电场中的能量
第4节 电容器的电容
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知识点 1 电容器
(1)任何两个彼此绝缘又相距很近的导体，组成一个电容器。
(2)作用：容纳电荷
电容器的极板
电容器的极板 电介质
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知识点 1 电容器
(3)电容器的充放电 使电容器带电的过程,叫充电.电容器的每一个极板所带电量的绝 对值,叫做电容器的带电量.充电后,两极板间有电场存在,电容器 从电源获得电能储存在电场中,因此充电的过程是电容器储存电 能的过程.
电源电压时电荷停止移动，电流I＝0。
(2)电容器的放电过程 如图所示，当开关S接2时，将电容器的两极板直接用导线连接起来，电容器 正、负极板上电荷发中生和______。在电子移动过程中，形成电流，放电开始电流较 __大___ (填“大”或“小”)，随着两极板上的电荷量逐渐减小，电路中的电流逐 渐__减__小__(填“增大”或“减小”)，两极板间的电压也逐渐减小到零。
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3. 如图所示，让平行板电容器带电后，静电计的指针偏转一定角 度，若不改变两极板带的电量而减小两极板间的距离，同时在两 极板间插入电介质，那么静电计指针的偏转角度( )
A. 一定减小 B. 一定增大 C. 一定不变 D. 可能不变
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谢谢
第4节 电容器的电容
第2课时 实验：观察 电容器的充、放电现象
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Q始终不变。
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知识点 3 平行板电容器的电容
C=εS/4πkd∝εS/d U=Q/C=Q/（εS/4πkd）∝d/εS E=U/d=Q/Cd=Q/（εSd/4πkd）= πkQ/εS ∝ 1/εS
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知识点 1 电容器
(3)电容器的充放电 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 他能的过程
极板间的场强减小
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知识点 1 电容器
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知识点 1 电容器
放电特点 ①有电流，电流方向是从电容器正极板经电阻流向负极板，电流 由大到小。 ②电容器所带电荷量减少。 ③电容器两极板间电势差减小。 ④电容器中电场强度减弱。 ⑤当电容器放电结束后，电路中无电流，两极板间电势差为0，带 电荷量为0
若将此电容器两极接电压12V的电池组正负极，电容器的电容
为1.5×104PF。
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知识点 3 平行板电容器的电容
(1)探究影响平行板电容器电容的因素
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知识点 3 平行板电容器的电容
(1)探究影响平行板电容器电容的因素 ①保持Q和d不变，减小两极板间的正对面积S，电势差U变大，电容C 变小。 ②保持Q和S不变，增大两极板的距离d，电势差U变大，电容C变小。 ③保持Q、S、d不变，插入电介质，电势差U变小，电容C变大。
2.实验器材 6 V的直流电源、单刀双掷开关、平行板电容器、电流表、电压表、小灯泡。
3.实验步骤 (1)按图连接好电路。
(2)把单刀双掷开关S打在上面，使触点1和触点2连通，观察电容器的充电现 象，并将结果记录在表格中。 (3)将单刀双掷开关S打在下面，使触点3和触点2连通，观察电容器的放电现 象，并将结果记录在表格中。
[探究归纳]
电容器的工作基础 (1)充电：使电容器的极板上带上电荷的过程称为充电，充电后两极板带等量异
种电荷，充电过程，带电荷量Q逐渐增大，板间电压U增大，板间电场强度E增
大。
(2)放电：使充电后的电容器不带电荷的过程叫作放电，放电过程，带电荷量Q 减小，板间电压U减小，板间电场强度E减小。
[试题案例] [例1] 如图所示实验中，关于平行板电容器的充、放电，下列说法正确的是( )
h=2cm
V=2dm3
S与V 、 h无 关
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知识点 2 电容
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知识点 2 电容
名师指点
电容器的QU图象
名师指点
电容器的QU图象
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知识点 2 电容
例：如图所示，将平行板电容器两极板分别接在电压是6V的电池 组正负极，跟电池组负极相连的极板带电量为-9.0×10-8C ，则
电容器的带电量为 9.0×10-8 C，电容器的电容为1.5×104PF。
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知识点 3 平行板电容器的电容
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知识点 3 平行板电容器的电容
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知识点 3 平行板电容器的电容
(4)平行板电容器两类典型问题 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？ 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。
甲
乙
核心要点 电容器充、放电现象的定量计算
[试题案例] [例2] 电流传感器可以像电流表一样测量电流，不同的是反应比较灵敏，且可以和
计算机相连，能画出电流与时间的变化图像。图甲是用电流传感器观察充、放电 过程的实验电路图，图中电源电压为6 V。
先使开关S与1接通，待充电完成后，把开关S再与2接通，电容器通过电阻放
A. 电容器的电容减小 B. 电容器两极板间电压增大 C. 电容器所带电荷量增大 D. 电容器两极板间电场强度不变
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2.如图所示，平行板电容器的两极板接于电池两极，一带电小球 悬挂在电容器内部，闭合电键k，电容器充电，这时悬线偏离竖 直方向的夹角为θ，则下述说法正确的是（ ）
A. 电键k断开，A板向B板靠近，则θ增大 B. 电键k断开，A板向上移动，则θ增大 C. 保持电键k闭合，A板向B板靠近，则θ变小 D. 保持电键k闭合，A板向上移动，则θ变小
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知识点 3 平行板电容器的电容
⑴ C=εS/4πkd ∝ εS/d ⑵ Q=CU= UεS/4πkd ∝ εS/d ⑶ E= U/d ∝ 1/d
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知识点 3 平行板电容器的电容
(4)平行板电容器两类典型问题 ②平行板电容器充电后，切断与电源的连接。在这种情况下，如果增 大d，则U、Q、E各如何变化？
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知识点 2 电容
容纳电荷的本领， 与水桶截面积S类比
＋Q ＋＋＋＋＋＋＋＋
－－－－－－－－
－Q
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知识点 2 电容
电容器带电与水桶盛水类比
h=1cm
V=1dm3 V与h成正比
V/h是定值
h=2cm
V=2dm3 水桶截面积
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知识点 2 电容
电容器带电与水桶盛水类比
h=1cm
V=1dm3 水桶V/h=S越大，容 纳水的本领越强