第六章第4课时电容与电容器

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第4节电容器的电容课件

C
C
O
A
Q
O
比值保持不变
【解析】电容是描述电容器储存电荷特性的物理量，一旦电
Q
容器确定了，电容 C 便不再变化．C＝是定义式，不是决定式，
U
无论电荷量 Q 和电压 U 如何变化，其比值始终不变．故选 D.
【答案】 D
题型 2 电容器电容的计算
【例 2】一个平行板电容器，使它每个极板所带电荷量从
－
－
Q1＝3×10 5 C 增加到 Q2＝3.6×10 5 C 时，两极板间的电势差从
是怎样“装进” 和“倒出”电荷的呢？
今天我们就来学习电容器的电容。
新知讲解
一、电容器
1、平行板电容器：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，叫作平行板电容器。
这两个金属板叫作电容器的极板。
电介质
注意：空气也是一种电介质
2、电容器：
（1）构造：任何两个彼此绝缘且又相隔很近的导体就构成了一个电容器。
A．电解电容器的极性固定，作用时极性不能错
B．可变电容器是通过改变铝片正对面积来改变电容
C．电容器的额定电压就是击穿电压
D．额定电压是长期工作所承受电压，比击穿电压小
课堂练习
4．据国外某媒体报道，科学家发明了一种新型超级电容器，能让手机
C
几分钟内充满电。某同学假日登山途中用该种电容器给手机电池充电，
－5
B．该电容器能容纳的最大电荷量 3.3×10 C
C．接通电路后，电容器的电容仍是 33 μF
D．接通电路后，灯泡能持续发亮
新知讲解
拓展学习
平行板电容器的电容
平行板电容器是最简单的，也是最基本的电容器。几乎所有电容器都是

电路原理第6章

第六章
储能元件
6.1 电容元件
6.2 电感元件
电容、 6.3 电容、电感元件的串并联
6.1 电容元件
如果一个二端元件在任一时刻，如果一个二端元件在任一时刻，其电荷与电压之间的关系由uq平面上一条曲线所确定平面上一条曲线所确定，的关系由平面上一条曲线所确定，则称此二端元件为电容元件。为电容元件。 q q 电容器 _
结论
(1) 元件方程的形式是相似的；元件方程的形式是相似的； (2) 若把 u-i，q-ψ ，C-L， i-u互换可由电容元件互换,可由电容元件，，互换的方程得到电感元件的方程；的方程得到电感元件的方程；
(3) C 和 L称为对偶元件 Ψ 、q等称为对偶元素。称为对偶元件, 等称为对偶元素。称为对偶元件等称为对偶元素 * 显然，R、G也是一对对偶元素显然，、也是一对对偶元素也是一对对偶元素: U=RI ⇔ I=GU I=U/R ⇔ U=I/G
电感器
把金属导线绕在一骨架上构成一实际电感器，成一实际电感器，当电流通过线圈时，将产生磁通，线圈时，将产生磁通，是一种储存磁能的部件
i (t)
+
u (t)
-
1）线性电感
韦安特性曲线是通过坐标原点一条的直线的电感元件称为线性一条的直线的电感元件称为线性电感元件，电感元件，否则称为非线性电感元件。元件。线性时不变电感元件的特性曲线是一条通过原点不随时间变化的直线，间变化的直线，其数学表达式为
3）电感的储能）在电压电流采用关联参考方向的情况下，在电压电流采用关联参考方向的情况下，电感的吸收功率为 di p (t ) = u (t )i(t ) = i(t ) L dt 当p>0时，电感吸收功率；当p<0时，电感发出功率。时电感吸收功率；时电感发出功率。电感在从初始时刻t 到任意时刻t时间内得到的电感在从初始时刻 0到任意时刻时间内得到的能量为

高考物理一轮复习第六章电场第4课时训练题

第课时带电粒子在电场中的运动(二)1~6题为单选题;7~9题为多选题1.如图所示的示波管,当两偏转电极XX'、YY'电压为零时,电子枪发射的电子经加速电压加速后会打在荧光屏上的正中间(图示坐标的O点,其中x轴与XX'电场的场强方向平行,x轴正方向垂直于纸面指向纸内,y轴与YY'电场的场强方向平行).若要电子打在图示坐标的第Ⅲ象限,则( )A.X、Y接电源的正极,X'、Y'接电源的负极B.X、Y'接电源的正极,X'、Y接电源的负极C.X'、Y接电源的正极,X、Y'接电源的负极D.X'、Y'接电源的正极,X、Y接电源的负极2.(2012黄冈期末)在竖直向下的匀强电场中,有a、b、c、d四个带电质点,各以水平向左、水平向右、竖直向下和竖直向上的速度做匀速直线运动,不计质点间的相互作用力,则下列说法中错误的是( )A.c、d带异种电荷B.a、b带同种电荷且电势能均不变C.d的电势能减小,重力势能增大D.c的电势能增大,机械能减小3. 将如图所示的交变电压加在平行板电容器A、B两极板上,开始B板电势比A 板电势高,这时有一个原来静止的电子正处在两板的中间,它在电场力作用下开始运动,设A、B两极板间的距离足够大,下列说法中正确的是( )A.电子一直向着A板运动B.电子一直向着B板运动C.电子先向A板运动,然后返回向B板运动,之后在A、B两板间做周期性往复运动D.电子先向B板运动,然后返回向A板运动,之后在A、B两板间做周期性往复运动4.(2012淄博一模)在光滑绝缘水平面的P点正上方O点固定了一电荷量为+Q的点电荷,在水平面上的N点,由静止释放质量为m,电荷量为-q的检验电荷,该检验电荷经过P点时速度为v,图中θ=60°,规定电场中P点的电势为零.则在+Q形成的电场中( )A.N点电势高于P点电势B.N点电势为-错误！未找到引用源。

高考物理一轮复习第六章《电容器与电容带电粒子在电场中的运动》试题

权掇市安稳阳光实验学校第六章第三讲带电粒子在电场中的运动一、单项选择题(本题共5小题，每小题7分，共35分)1．如图1所示，从F处释放一个无初速的电子向B板方向运动，指出下列对电子运动的描述中错误的是(设电源电动势为E) ( )[A．电子到达B板时的动能是E eVB．电子从B板到达C板动能变化量为零C．电子到达D板时动能是3E eVD．电子在A板和D板之间做往复运动解析：由电池的接法知：A板带负电，B板带正电，C板带正电，D板带负电，所以A、B板间有向左的电场，C、D板间有向右的电场，B、C板间无电场，由动能定理知：电子到达B板时的动能为E eV，到达D板时的动能为零，在B、C板间做匀速直线运动，总之电子能在A板和D板间往复运动，所以错误选项为C.答案：C2．如图2所示，静止的电子在加速电压U1的作用下从O 经P板的小孔射出，又垂直进入平行金属板间的电场，在偏转电压U2的作用下偏转一段距离．现使U1加倍，要想使电子的运动轨迹不发生变化，应该 ( )A．使U2加倍B．使U2变为原来的4倍C．使U2变为原来的2倍D．使U2变为原来的1/2[解析：要使电子的运动轨迹不变，则应使电子进入偏转电场后任一水平位移x所对应的偏转距离y保持不变．由y＝12at2＝12·qU2md·(xv0)2＝qU2x22mv02d和qU1＝12mv02，得y＝U2x24U1d，可见在x、y一定时，U2∝U1.所以选项A正确．答案：A3．(2010·厦门模拟)如图3所示，质量相同的两个带电粒子P 、Q以相同的速度沿垂直于电场方向射入两平行板间的匀强电场中，P 从两极板正射入，Q 从下极板边缘处射入，它们最后打在同一点(重力不计)，则从开始射入到打到上板的过程中( )A ．它们运动的时间t Q >t PB ．它们运动的加速度a Q <a P[C ．它们所带的电荷量之比q P ∶q Q ＝1∶2D ．它们的动能增加量之比ΔE k P ∶ΔE k Q ＝1∶2解析：设P 、Q 两粒子的初速度为v 0，加速度分别为a P 和a Q ，粒子P 到上极板的距离是h /2，它们做类平抛运动的水平距离为l .则对P ，由l ＝v 0t P ，h 2＝12a P t P 2，得到a P＝hv 02l 2；同理对Q ，l ＝v 0t Q ，h ＝12a Q t Q 2，得到a Q ＝2hv 02l 2.由此可见t P ＝t Q ，a Q ＝2a P ，而a P ＝q P E m ，a Q ＝q Q Em，所以q P ∶q Q ＝1∶2.由动能定理，它们的动能增加量之比ΔE k P ∶ΔE k Q ＝ma P h2∶ma Q h ＝1∶4.综上所述，C 项正确．答案：C4．如图4所示，一平行板电容器中存在匀强电场，电场沿竖直方向．两个比荷(即粒子的电荷量与质量之比)不同的带正电的粒子a 和b ，从电容器边缘的P 点(如图)以相同的水平速度射入两平行板之间．测得a 和b 与电容器极板的撞击点到入射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 ( )A ．1∶2B ．1∶8C ．2∶1D ．4∶1 解析：带电粒子受到的电场力F ＝Eq ，产生的加速度a ＝F m ＝Eqm，在电场中做类平抛运动的时间t ＝2d a，位移x＝v0t ，x1x2＝m1q1m2q2，所以q1m1q2m2＝x22x12＝41，D正确．答案：D5．如图5所示，一个平行板电容器，板间距离为d，当对其加上电压后，A、B两板的电势分别为＋φ和－φ，下述结论错误的是( ) A．电容器两极板间可形成匀强电场，电场强度大小为E＝φ/dB．电容器两极板间各点的电势，有的相同，有的不同；有正的，有负的，有的为零C．若只减小两极板间的距离d，该电容器的电容C要增大，极板上带的电荷量Q也会增加D．若有一个电子水平射入穿越两极板之间的电场，则电子的电势能一定会减小解析：由题意可知，两板间电压为2φ，电场强度为E＝2φd，A错误；板间与板平行的中线上电势为零，中线上方电势为正，下方电势为负，故B正确；由C∝εr Sd知，d减小，C增大，由Q＝CU知，极板带电荷量Q增加，C正确；电子水平射入穿越两极板之间的电场时，电场力一定对电子做正功，电子的电势能一定减小，D正确．答案：A[二、双项选择题(本题共5小题，共35分．在每小题给出的四个选项中，只有两个选项正确，全部选对的得7分，只选一个且正确的得2分，有选错或不答的得0分)6．(2010·泰安质检)传感器是一种采集信息的重要器件，图6所示是一种测定压力的电容式传感器．当待测压力F作用于可动膜片电极上时，以下说法中正确的是 ( )A．若F向上压膜片电极，电路中有从a到b的电流B．若F向上压膜片电极，电路中有从b到a的电流C．若F向上压膜片电极，电路中不会出现电流D．若电流表有示数，则说明压力F 发生变化解析：F向上压膜片电极，使得电容器两板间的距离减小，电容器的电容增加，又因电容器两极板间的电压不变，所以电容器的电荷量增加，电容器继续充电．综上所述，选项B、D正确．答案：BD7．(2008·宁夏高考)如图7所示，C为中间插有电介质的电容器，a和b为其两极板，a板接地；P和Q为两竖直放置的平行金属板，在两板间用绝缘线悬挂一带电小球；P板与b板用导线相连，Q板接地．开始时悬线静止在竖直方向，在b板带电后，悬线偏转了角度α.在以下方法中，能使悬线的偏角α变大的是( )[来A．缩小ab间的距离B．加大ab间的距离C．取出a、b两极板间的电介质D．换一块形状大小相同、介电常数更大的电介质解析：已知电容器C带电荷量不变，a、Q两板均接地，电势为零，b、P 两板电势相等．当ab间距离缩小时，电容器C的电容变大，电压U变小，即b、P 两板电势减小，即P、Q间电压减小，电场强度E减小，悬线偏角α减小，所以A 错误，B正确．取出a、b两极板间电介质时，电容器C的电容变小，电压U变大，悬线偏角α增大，所以C正确．当换一块介电常数更大的电介质时，电容器C的电容变大，电压U变小，悬线偏角α减小，所以D错误．答案：BC8．如图8所示，示波管是示波器的核心部件，它由电子枪、偏转电极和荧光屏组成．如果在荧光屏上P点出现亮斑，那么示波管中的( )A．极板X应带正电 B．极板X′应带正电C．极板Y应带正电 D．极板Y′应带正电解析：由荧光屏上亮斑的位置可知，电子在XX′偏转电场中向X极板方向偏转，故极板X带正电，A正确，B错误；电子在YY′偏转电场中向Y极板方向偏转，故极板Y带正电，C正确，D错误．答案：AC9．(2009·四川高考)如图9所示，粗糙程度均匀的绝缘斜面下方O点处有一正点电荷，带[来负电的小物体以初速度v 1从M点沿斜面上滑，到达N 点时速度为零，然后下滑回到[来M点，此时速度为v2(v2<v1)．若小物体电荷量保持不变，OM＝ON，则( )A．小物体上升的最大高度为v12＋v22 4gB．从N到M的过程中，小物体的电势能逐渐减小C．从M到N的过程中，电场力对小物体先做负功后做正功D．从N到M的过程中，小物体受到的摩擦力和电场力均是先增大后减小解析：因为OM＝ON，M、N两点位于同一等势面上，所以从M到N的过程中，电场力对小物体先做正功再做负功，电势能先减小后增大，B、C错误；因为小物体先[来靠近正点电荷后远离正点电荷，所以电场力、斜面压力、摩擦力都是先增大后减小，D正确；设小物体上升的最大高度为h，摩擦力做功为W，在上升过程、下降过程根据动能定理得－mgh＋W＝0－12mv12 ①mgh＋W＝12mv22，②联立①②解得h＝v12＋v224g，A正确．答案：AD10．如图10所示，D是一只理想二极管，电流只能从a流向b，而不能从b流向a.平行板电容器的A、B两极板间有一电荷，在P点处于静止状态．以E表示两极板间的电场强度，U表示两极板间的电压，E p表示电荷在P点的电势能．若保持极板B 不动，将极板A 稍向上平移，则下列说法中正确的是() A ．E 变小 B ．U 变大C ．E p 变大D ．电荷仍保持静止解析：B 板不动而A 板上移，则电容器的电容减小，本应放电，但由于二极管的单向导电性使电容器不能放电，带电量不变而极板间场强不变，电荷仍保持静止，A错D 正确；而极板间电压U ＝Ed 变大，B 正确；由于场强E 不变，则U PB＝Ed PB 不变，故E p 不变，C 错误．答案：BD三、非选择题(本题共2小题，共30分)11．(15分)(2010·北京东城模拟)如图11所示为一真空示波管的示意图，电子从灯丝K 发出(初速度可忽略不计)，经灯丝与A 板间的电压U 1加速，从A 板中心孔沿中心线KO 射出，然后进入两块平行金属板M 、N 形成的偏转电场中(偏转电场可视为匀强电场)，电子进入M 、N 间电场时的速度与电场方向垂直，电子经过偏转电场后打在荧光屏上的P 点．已知M 、N 两板间的电压为U 2，两板间的距离为d ，板长为L ，电子的质量为m ，电荷量为e ，不计电子受到的重力及它们之间的相互作用力． (1)求电子穿过A 板时速度的大小； (2)求电子从偏转电场射出时的侧移量；(3)若要使电子打在荧光屏上P 点的上方，可采取哪些措施？解析：(1)设电子经电压U 1加速后的速度为v 0，由动能定理 eU 1＝12mv 02－0解得v 0＝2eU 1m(2)电子以速度v 0进入偏转电场后，垂直于电场方向做匀速直线运动，沿电场方向做[来初速度为零的匀加速直线运动．设偏转电场的电场强度为E，电子在偏转电场中运动的时间为t，加速度为a，电子离开偏转电场时的侧移量为y.由牛顿第二定律和运动学公式t ＝L v0F ＝ma，F＝eE，E＝U2 da＝eU2 mdy ＝12at2解得y＝U2L2 4U1d(3)由y＝U2L24U1d可知，减小加速电压U1和增大偏转电压U 2均可增大y值，从而使电子打到屏上的位置在P点上方．答案：(1) 2eU1m(2)U2L24U1d(3)减小加速电压U1和增大偏转电压U212．(15分)(2010·鞍山模拟)在场强为E＝100 V/m的竖直向下的匀强电场中有一块水平放置的足够大的接地金属板，在金属板的正上方，高为h＝0.8 m处有一个小的放射源放[来在一端开口的铅盒内，如图12所示．放射源以v0＝200 m/s的初速度向水平面以下各个方向均匀地释放质量为m＝2×10－15 kg、电荷量为q＝＋10－12 C的带电粒子．粒子最后落在金属板上．不计粒子重力，试求：(1)粒子下落过程中电场力做的功；(2)粒子打在金属板上时的动能；(3)计算落在金属板上的粒子图形的面积大小．(结果保留两位有效数字)解析：(1)粒子在下落过程中电场力做的功W＝Eqh＝100×10－12×0.8 J＝8×10－11 J(2)粒子在整个运动过程中仅有电场力做功，由动能定理得W＝E k2－E k1E k2＝8×10－11 J＋2×10－15×2002/2 J＝1.2×10－10 J(3)粒子落到金属板上的范围是一个圆．设此圆的半径为r，只有当粒子的初速度与电场的方向垂直时粒子落在该圆的边缘上，由运动学公式得h＝12at2＝Eq2mt2代入数据求得t≈5.66×10－3 s圆半径r＝v0t≈1.13 m圆面积S＝πr2≈4.0 m2.答案：(1)8×10－11 J (2)1.2×10－10 J (3)4.0 m2。

四川大学大学物理练习册答案第六章静电场中的导体与电介质

(2) 如用导线将球和球壳连接起来，则壳的内表面和球表面的电荷会完全中和而使这两个表面不带电，二者之间的电场也变为0,二者成为等势体，球壳外表面上的电荷仍保持为 q 3 , 并均匀分布，它外面的电场分布也不变，仍为
B
A
o
q3
q3 B R3 E 2 2 4πε0 r r
R3 R2
R

同理，在导体表面上距O点为 r 的P点附近的P处场强也应为零。沿 x 轴分量为
a
P r O
X
由此得
由对称性分析，感应电荷应呈以O点为中心的圆对称分布。在导体表面取 r—r+dr 的细圆环，则环面上的感应电荷为
整个导体表面的感应电荷总量为
q0
+ + + + + + + ++
尖端放电现象带电导体尖端附近的电场特别大，可使尖端附近的空气发生电离而成为导体产生放电现象．电风实验
+++ ++
σE
+ +
+ + +
尖端放电有弊有利。
避雷针的工作原理
+ +
－
+ + +
+ +
－－－－－
（二）空腔导体空腔内无电荷时
0

B

q

+

三
静电屏蔽
静电屏蔽——在静电场中，因导体的存在使某些特定的区域不受电场影响的现象。

电场的知识梳理非常好

第4课时电容器的电压、带电量和电容的关系一、知识梳理 1．电容（1）定义：电容器所带的电量Q 与两极间电势差U 的叫电容器的电容C ．（2）定义式：C = ，或UQ C ∆∆= ．（3）单位：在SI 制中是，简称．符号为；1F= μF= pF ．（4）物理意义：电容是描述容纳电荷的本领的物理量．电容量越表示该电容容纳电荷的本领越．2．平行板电容器（1）构造：两个互相平行又彼此靠近的金属板，就构成平行板电容器．（2）平行板电容器的电容：kdS C πε4=．（3）测量电容器两极板间电压，应该使用而不能使用电压表．（4）电容器两板间的电场是电场． 3、电容器的充放电充电：使电容器带电的过程，充电后电容器两极板带上等量的。

充电时电流方向，充电后电容器具有能放电：若充电后的电容器的两极板用导线接通，两极板的电荷将相互中和，电容器带电量逐渐减少的过程。

放电时电流方向二、互动平台。

主题精研主题一：对电容器电容的两个公式的理解例1．如图是描述对给定的电容器的带电量Q 、电压U 、电容C 之间相互关系的图象，其中正确的有（）变式1．（2010，北京高考）用控制变量法，可以研究影响平行板电容器电容的因素如图所示。

设两极板正对面积为S ，极板间的距离为d ,静电计指针偏角为θ。

实验中，极板所带电荷量不变，若（） A.保持S 不变，增大d ,则θ变大 B.保持S 不变，增大d ,则θ变小 C.保持d 不变，减小S ,则θ变小 D.保持d 不变，减小S ,则θ不变主题二、平行板电容器的动态分析动态分析平行板电容器中因为两板距离d 或正对面积s 或介电质常数导致电容C 、电量Q 、电压U 、电场强度E 的变化。

第一类问题:平行板电容器充电后，切断与电源的连接，电容器的带电量Q 保持不变。

第二类问题:平行板电容器充电后，继续保持电容器两极板与电源相连接，两板间的电压U 保持不变。

例2．给平行板电容器充电后断开开关，当两极板间的距离减小时：（） A.电容器的电容C 变大 B.电容器极板的带电量Q 变大 C.电容器两极间的电势差U 变大 D.电容器两极板间的电场强度E 不变QQAUBUCD变式2.平行板电容器和电源、电阻、电键串联，组成如图所示的电路．接通开关K ，电源即给电容器充电（）A.保持K 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K 接通，在两极板间插入一块介质，则极板上的带电量不变C.充电结束后断开K ，减小两极板间的距离，则两极板间的电势差减小D.充电结束后断开K ，在两极板间插入一块介质，则极板上的电势差增大主题三、电容中的电势和电势能的变化问题。

课件6：6.4 电容器与电容　带电粒子在电场中的运动

取g，sin 37°＝0.6，cos 37°＝0.8。求： (1)水平向右电场的电场强度；
(2)若将电场强度减小为原来的
1 2
，物
块的加速度是多大； (3)电场强度变化后物块下滑距离L时
图7－3－9
的动能。
[审题指导]
第一步：抓关键点
关键点光滑斜面恰好静止
获取信息不计摩擦受力平衡
第二步：找突破口 (1)要求“电场强度”→应根据平衡条件求解。 (2)要求“加速度”→应用牛顿第二定律求解。 (3)要求“动能”→应用动能定理或功能关系求解。
3．带电粒子在电场中的变速直线运动可用运动学公式和牛顿第二定律求解或从功能角度用动能定理或能量守恒定律求解。
[例2] (2015·济南模拟)如图7－3－9所示，一带电荷量为＋
q、质量为m的小物块处于一倾角为37°的光滑斜面上，当整个装置
被置于一水平向右的匀强电场中，小物块恰好静止。重力加速度
[记一记] 1．电容器 (1)组成：两个彼此绝缘且又相距很近的导体。 (2)带电荷量：一个极板所带电荷量的绝对值。 (3)充、放电： ①充电：把电容器接在电源上后，电容器两个极板分别带上等量的异号电荷的过程。充电后，两极板上的电荷由于互相吸引而保存下来；两极板间有电场存在。充电过程中由电源获得的电能储存在电容器中。
提示：处于静电平衡的金属球壳，由于电荷间的相互排斥的作用力，电荷间的距离尽量变大，所以电荷分布在金属球壳的外
表面上，在金属球壳的内表面没有净电荷的分布。验电器甲与 A
球壳相连时，与金属球壳构成一个导体，相当于金属球壳的远端，则带有电荷，从而使金属箔片张开；同理，得出验电器乙不会带电，故金属箔片不张开。
上，指示器可显示电容的大小，下列关于该仪器的说法中正确的

电容器课程设计

电容器课程设计一、课程目标知识目标：1. 学生能理解电容器的定义、构造及工作原理；2. 学生能掌握电容器的电容量、电压、能量储存等基本概念；3. 学生能运用公式计算电容器的电容量及电荷量；4. 学生了解电容器在电路中的应用及不同类型电容器的特点。

技能目标：1. 学生能够正确使用万用表测量电容器的电容量；2. 学生能够设计简单的串联和并联电容器电路，并分析其工作原理；3. 学生能够通过实验观察电容器的充放电过程，并解释相关现象。

情感态度价值观目标：1. 学生培养对物理现象的好奇心，激发学习物理的兴趣；2. 学生在实验和讨论过程中，培养团队合作精神和沟通能力；3. 学生认识到电容器在日常生活和科技发展中的重要性，增强对科技创新的认识。

分析课程性质、学生特点和教学要求，本课程旨在帮助学生掌握电容器的基本知识和应用，通过实验和讨论，培养学生的实践操作能力和科学思维。

课程目标具体、可衡量，为后续教学设计和评估提供明确方向。

二、教学内容1. 电容器的定义与构造- 课本章节：第二章第4节- 内容：介绍电容器的基本结构、构造原理及常见类型。

2. 电容器的电容量与电压- 课本章节：第二章第5节- 内容：讲解电容量、电压的概念，电容器的充放电过程，电容器的能量储存。

3. 电容器公式与计算- 课本章节：第二章第6节- 内容：学习电容器的公式，包括电容量、电荷量的计算。

4. 电容器电路与应用- 课本章节：第二章第7节- 内容：介绍电容器在电路中的应用，串联与并联电容器电路的分析。

5. 电容器实验与观察- 课本章节：第二章实验部分- 内容：设计实验，观察电容器的充放电现象，测量电容量。

6. 电容器类型与特点- 课本章节：第二章第8节- 内容：介绍不同类型电容器的特点、应用领域。

教学内容安排与进度：第1课时：电容器的定义与构造，电容量与电压概念；第2课时：电容器公式与计算；第3课时：电容器电路与应用；第4课时：电容器实验与观察；第5课时：电容器类型与特点。

电磁测量课件-第六章教案资料

可见，实积和虚积电桥，除单一元件的两臂外，其余两臂的阻抗，一个臂是两元件的串联，另一个臂是两元件的并联，此时电桥的平衡条件与电源频率无关，否则与电源频率有关。
（2）实比和虚比电桥
实比和虚比电桥，除单一阻抗元件的两臂外，其余两臂的阻抗都是两元件的串联或都是两元件的并联，此时电桥的平衡条件与电源频率无关，否则与电源频率有关。
U˙
Y2
˙I1
˙ I2
ZD
Y4
D
Yx
U˙
图中
Y2
1 R2
转移单元联接框图
ZD
1 R3
1 j C3
Y4
1 R4
1
Yx Rx jLx
电桥平衡时应有
.
.
I1 I2 0
则
.
.
UY2ZDY4UYx 0
代入转移参数，有
整理可得
1
1
1
1
0
R2
1 R3
j C 3
R4
Rx j Lx
Rx
R2 R3
R4
Lx R2R4C3
输电线路的工频参数是指正序阻抗、零序阻抗、正序电容、零序电容、相间电容、互感电容和互感阻抗，这一组参数是电力系统短路电流计算、继电保护整定计算和选择合理运行方式前建立数学模型的必备参数。我国 110V 及以上的线路要求以实测为准，110V以下的线路一般不要求实测，以理论计算为准，但对于新建线路、改造线路和对系统安全要求较高的线路必须进行实测。
R2CQ 2I
m
三、坎贝尔桥法
坎贝尔桥法的电路
jMI j I CN
M 1 4π2 f 2CN
四、补偿法
˙I
A
＋．

《物理学》第六版-马文蔚ppt 第06章静电场中的导体和电介质 6-4 电容电容器

U RB dr Q ln RB
RA 2 π0r 2 π 0l RA
C Q 2 π ε0l U ln RB RA
l RB
-+
l
-
+ +
-+
RA++
-
+-
RB+ -
第六章静电场中的导体和电介质
10
物理学
6-4 电容电容器
第六版
C Q 2 π ε0l U ln RB RA
d RB RA RA
C 2 π 0lRA 0S
d
d
平行板电容器电容
l RB
-+
l
-
+ +
-+
RA++
-
+-
RB+ -
第六章静电场中的导体和电介质
11
物理学
6-4 电容电容器
第六版
例3 球形电容器的电容
解设内外球带分别带电Q
E
4
Q
π 0r2
(R1 r R2 )
U l E dl
＋
Q R2 dr
0 r 0 r S
Qd U Ed
0 r S C Q 0 r S
Ud
6-4 电容电容器
++++++ Q
r
d
- - - - - - Q
S
第六章静电场中的导体和电介质
9
物理学
6-4 电容电容器
第六版
例2 圆柱形电容器
解设两圆柱面单位长度上分别带电
E
2 π 0r
(RA r RB )

电容与电容器(含答案)

第4课时电容与电容器导学目标 1.理解有关电容器的基本概念.2.掌握电容器的两类动态分析．电容器与电容[基础导引]判断下面关于电容器及其电容的叙述的正误：(1)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．( )(2)电容器所带的电荷量是指每个极板所带电荷量的代数和．( )(3)电容器的电容与电容器所带电荷量成反比．( )(4)一个电容器的电荷量增加ΔQ＝×10－6 C时，两板间电压升高10 V，则电容器的电容无法确定．( )\[知识梳理]1．电容器(1)组成：由两个彼此________又相互________的导体组成．(2)带电量：每个极板所带电荷量的__________．(3)电容器的充电和放电充电：使电容器带电的过程，充电后电容器两极板带上等量的____________，电容器中储存__________．放电：使充电后的电容器失去电荷的过程，放电过程中__________转化为其他形式的能．2．电容(1)定义：电容器所带的____________与电容器两极板间的电势差U的比值．(2)定义式：____________图1 $(3)物理意义：表示电容器____________本领大小的物理量．3．平行板电容器(1)影响因素：平行板电容器的电容与____________成正比，与介质的____________成正比，与________________成反比．(2)决定式：C ＝____________，k 为静电力常量．思考：电容器的电容、电容器带电荷量的变化量以及对应两极板电压的变化量，三者之间有什么关系考点一关于电容两个公式的意义考点解读 1．电容的定义式C ＝Q U，反映了电容器容纳电荷量的本领，但平行板电容器的电容C 的大小与Q 、U 都无关，仅由两个导体板的大小和形状、两导体板的相对位置以及极板间的电介质来决定．~2．平行板电容器电容的决定式C ＝εr S 4πkd，反映了电容C 的大小与两极板正对面积成正比，与两极板间距离成反比，与极板间电介质的介电常数成正比．典例剖析例1 如图1所示为一只“极距变化型电容式传感器”的部分构件示意图．当动极板和定极板之间的距离d 变化时，电容C 便发生变化，通过测量电容C 的变化就可知道两极板之间距离d 的变化情况．在下列图中能正确反映C 与d 之间变化规律的图象是 ( )思维突破1．C ＝Q U 是电容的定义式，C 与Q 、U 均没有关系，C 是由公式C ＝εr S 4k πd决定的．(2．而Q ＝CU ，则Q 与C 、U 有关，C 一定时，C 与U 成正比．跟踪训练1 根据电容器电容的定义式C ＝Q U，可知 ( )A ．电容器所带的电荷量Q 越多，它的电容就越大，C 与Q 成正比B ．电容器不带电时，其电容为零C ．电容器两极板之间的电压U 越高，它的电容就越小，C 与U 成反比D ．以上说法均不对考点二电容器两类动态问题的分析方法考点解读电容器动态分析的思路(1)确定不变量，分析是电压不变还是所带电荷量不变．；(2)用决定式C ＝εr S 4πkd分析平行板电容器电容的变化． (3)用定义式C ＝Q U分析电容器所带电荷量或两极板间电压的变化． (4)用E ＝U d分析电容器极板间场强的变化．特别提醒有一种情况我们应当作为结论记住：当电容器充电后与电源断开，即电容器所带电荷量不变时，无论怎样改变板间距离，板间的场强是不变的．典例剖析例2 一平行板电容器充电后与电源断开，负极板接地．两板间有一个正试探电荷固定在P 点，如图2所示，以C 表示电容器的电容、E 表示两板间的场强、φ表示P 点的电势，W 表示正图2电荷在P 点的电势能，若正极板保持不动，将负极板缓慢向右* 平移一小段距离l 0的过程中，各物理量与负极板移动距离x 的关系图象中正确的是( )思维突破1．本题中l 0的意义要认识清楚，l 0是负极板向右移动的距离，而不是两极板间距离．2．求与平行板电容器有关的问题时，应从平行板电容器的电容决定式入手，首先确定不变量，然后根据电容决定式C ＝εr S 4πkd进行推导讨论，找出各物理量之间的关系，从而得出正确结论．跟踪训练2 如图3甲所示为某同学设计的电容式位移传感器原理图，其中右板为固定极板，左板为可动极板，待测物体固定在可动极板上．若两极板所带电荷量Q 恒定，极板两端电压U 将随待测物体的左右移动而变化，若U 随时间t 的变化关系为U ＝at ＋b (a 、b 为大于零的常数)，其图象如图乙所示，那么图丙、丁中反映极板间场强大小E 和物体位移x 随时间t 变化的图线是(设t ＝0时物体位移为零) ( )图3；A ．①和③B ．②和④C ．②和③D ．①和④A 组与电容相关的概念类问题1．对于给定的电容器，描述其电容C 、电荷量Q 、电压U 之间的相 2．某电容器上标有“25 μF、450 V”字样，下列对该电容器的说法中正确的是 ( )A ．要使该电容器两极板之间电压增加1 V ，所需电荷量为×10－5 CB ．要使该电容器带电荷量1C ，两极板之间需加电压×10－5 VC ．该电容器能够容纳的电荷量最多为×10－5 C￥D ．该电容器能够承受的最大电压为450 VB 组电容器的动态分析3．一平行板电容器两极板间距为d 、极板面积为S ，电容为ε0S d，其中ε0是常量．对此电容器充电后断开电源．当增加两板间距时，电容器极板间( )A．电场强度不变，电势差变大B．电场强度不变，电势差不变C．电场强度减小，电势差不变D．电场强度减小，电势差减小4．(2010·北京·18)用控制变量法，可以研究影响平行板电容器电容的因素(如图4所示)．设两极板正对面积为S，极板间的距离为d，静电计指针偏角为θ.实验中，极板所带电荷量不变，若( )。

电容元件及性质

t t0
p()dC t u()dud t0 d
C uu((tt0))udu12C[u2(t)u2(t0)]
若电容的初始储能为零，即u(t0)=0,则任意时刻储存在电容中的能量为
W(t)1Cu2(t)
C
2
W(t0,t)
t p()dC t u()dud
t0
t0
d
C
uu((tt0))udu12C[u2(t)u2(t0)]
声明：
当 u，i为非关联方向时，上述微分和积分表达式前要冠以负号 ;
形式2的进一步说明：
在已知电容电流iC(t)的条件下，其电压uC(t)为
uC(t)C1
t
iC()d
1 C
0iC()dC1
0tiC()d
uC(0)C1 0tiC()d
(713)
其中 uC(0)C 1 0iC()d 称为电容电压的初始值。
例如，当1s<t<3s时，电
容电流iC(t)=0，但是电容电压并不等于零，电容上的2V电
压是0<t<1s时间内电流作用的
结果。定积分也可以用求面积的方法获
图7-9
练习：已知流过1F电容上的电流，求电压
读例题6-1、 6-2
按求面积法直读
例3 已知电压，求电流i、功率P (t)和储能W (t)
有隔断直流作用；
（3）实际电路中通过电容的电流 i为有限值，则电容电压u
必定是时间的连续函数.
形式2
电容元件VCR 的积分关系
u(t)C 1t idξC 1t0idξC 1tt0idξ
u(t0)C 1tt0idξ
解读：
（1）电容元件有记忆电流的作用，故称电容为记忆元件

第 06章 2 次课 -- 静电场中的电介质电容电容器电容计算讲解

D dS Q0 L
S
D 2 π rL L
11 /20
上海师范大学
§6. 3
电位移有电介质时的高斯定理
D 2 π rL L
由此可得,
R2

2πr ( R1 r R2 )
R 1
L

(i) 电介质中电位移大小为
D
(ii) 介质中的电场强度为
E 0 r 2π 0 r r
3. 极化电荷极化电荷面密度
D dS Q0i
S i
' Pn
E0 D E
书上P209页的例1 大家自己看.
均匀电介质中的电场强度
r

因此有介质时求解电场的步骤
上海师范大学
D E U
10 /20
§6. 3
电位移有电介质时的高斯定理
例2 由半径为R1的长直圆柱导体和同轴的半径为R2的薄导体圆筒组成的体系,
R 1

(2) 求电介质内、外表面的极化电荷面密度；因为
r 1 P ( r 1) 0 E 2π r r
P 1
( R1 r R2 )
(r R1 )
(r R2 )
介质表面上有
P 2
r 1 2 π r R1
r 1 2 π r R2
0
0
式中, Q0= 0 S是平行板表面的自由电荷, Q = S是介质表面的自由电荷,
7 /20
上海师范大学
1 ' E d S ( Q Q ) 0
S
Байду номын сангаас
§6. 3 电位移有电介质时的高斯定理

完整版邱关源电路第六章ppt课件

i C du dt
u(t
)
(u(t)01 C源自tt 0idξ
)
②上式中u(t0)称为电容电压的初始值，它反映电容初始时刻的储能状况，也称为初始状态。
返回上页 1下1 页
4.电容的功率和储能
功率 p ui u C du dt
u、 i 取关
联参考方向
①当电容充电， p >0, 电容吸收功率。
1
0 t 0
i(t)
C
duS dt
1 1
0 t 1s 1 t 2s
0 t 2s
2 t /s
返回上页 1下6 页
0
p(t)
u(t
)i(t
)
2t 2t
4
0
p/W 2
t0
0 t 1s
1 t 2s
t 2s
吸收功率
0
1
2 t /s
-2
发出功率
返回上页 1下7 页
0
t0
返回上页 3下0 页
注意
①当电感的 u，i 为非关联方向时，上述微分和积分表达式前要冠以负号 ;
u L di dt
i(t
)
(i(t
)0
1 L
t
t 0
udξ
)
②上式中 i(t0)称为电感电压的初始值，它反映电感初始时刻的储能状况，也称为初始状态。
返回上页 3下1 页
4.电感的功率和储能
6.3 电容、电感元件的串联与并联
1.电容的串联
i
等效电容
u1
1 C1
t
i(ξ )dξ
+
+
C1
u1

2.4电容器-电容-课件4(16张)

第四节电容器电容
一、电容器
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。“装电的容器”
２.电容器的充、放电充电：
＋Q＋＋＋＋＋＋
电容器两板分别接在电池两端，两板带上等量异种
－Q
－－－－－－
电荷。
注：
带电量：Q
放电：
充了电的电容器的两板用导
电容器所带电荷量：每个极板所带电荷
3.如图2－4－5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( A )
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
图 2－4－5
E变小
4.如图所示的电路中，C 是平行板电容器，在 S 先接触 1 后又扳到 2，这时将平行板的板间距离拉大一点，下列说法正
确的( CD)
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
5.如图所示，平行板电容器两极板间电压恒定，带电的油
2.定义式： C Q
U
3、单位：法拉，F ；1 F = 106μF = 1012 pF
4.物理意义：是描述电容器容纳电荷本领的物理量。电容器的电容在数值上等于使两板间电
势差为1V 时电容器所带电荷量。
[判断] 1．电容大的电容器带电量一定多．( ×) 2．电容的单位有F，μF，pF,1 F＝103μF＝
定
思考：根据公式C＝QU，能否说电容C与电容器所带的电荷量Q成正比，与两极板间的电势差U成反比？

电容元件、电感元件的并联及串联

WC
(t)

1 2
Cu2
(t)
0
t0

t 2 (t

2)2
0 t 1s 1 t 2s
-1 p/
2W
0
1
-2 WC/J
1
0
t 2s
0
1
2 t /s
吸收功率
2 t /s 发出功率
2 t /s
10
安规电容
瓷片电容电解电容独石电容
金属膜电容可调电容纽扣式法拉电容贴片钽电容
非关联参考方向微分形式积分形式774功率与储能功率电容元件在一段时间内吸收外部供给的能量转化为电场能量储存起来在另一段时间内又把能量释放回电路因此电容元件是储能元件自身不消耗能量
第六章储能元件
§6-1 电容元件 §6-2 电感元件 §6-3 电容、电感元件的串联与并联
1
§6-1 电容元件
电容器：由两块金属极板间隔以不同的介质（如云
i C du 微分形式 dt
u
(t
)

u
(t0
)

1 C
t
i( )d
t0
积分形式
6
4）功率与储能 ①功率
u、i 取关联参考方向
p ui u C du dt
u(t)

反反充放
正正 t
充放
表明电容元件在一段时间内吸收外部供给的能量
转化为电场能量储存起来，在另一段时间内又把能量释放回电路，因此电容元件是储能元件，自身不消耗能量。
U
2
1.定义
电容元件：储存电场能的两端元件。任何时刻其储存的电荷q与其两端电压u 之间为代数关系f(u,q)=0，可以用q~u平面上过原点的一条曲线来描述。

第六节电容器和电容

第一章静电场 1.6 电容器和电容
1.电容器是储存电荷和电能的元件。你认为，电容器应该有怎样的结构，才可以储存电荷？
一、电容器
莱顿瓶
2.电容器的结构：任何两个彼此绝缘又互相靠近的导体可以看成一个电容器。
平行板电容器
电容器的极板
电容器的极板
电介质
3.电容器的充电、放电
充电：使电容器的两个极板带上等量异种电荷的过程。
＋Q
＋＋＋＋＋＋＋＋
－－－－－－－－
－Q
两极间有电压U
（1）概念：电容器所带电荷量Q与两极板间电势差U的比
值叫电容器的电容。
（2）物理意义：表征电容器储存电荷的本领电容器电容大小由本身结构决定，与U、Q无关
（3）定义式： C Q C Q Q Q Q
U
U U U U
（4）单位：法拉（简称法），符号为“F”
1
I G
C
++ ++
+Q
2
U
-Q - - - -
I
(1)有电荷在电路中移动，有短暂充电电流，但电荷无法
通过平行金属板
(2)充电结束时，两极板的电势差与电源电势差相等
(3)充电结束时，电容器两极板的带等量异种电荷，即为
电容器的电量
(4)充电结束，电容器中间可看成是匀强电场。
(5)电场能：充电过程中从电源获得的电能储存在电场中。
常用单位：微法（μF）、皮法（pF）
1μF = 10-6F，1 pF =10-12F （5）额定电压：电容器长期工作所能承受的电压
击穿电压：加在电容器两极上的极限电压
教材P31：实验探究平行板电容器的电容与哪些因素有关？

电容器和电容参考讲课文档

C．极板上的电荷量几乎不变，两极板间的电压变小 D．极板上的电荷量几乎不变，两极板间的电压变大
第二十一页，共37页。
解析：极板 B 向上移动一点时，两极板的正对面积 S 减小， C 变小，由于极板上所带电荷量 Q 保持不变，由公式 C＝QU可知 U 变大，故应选 D。答案：D
第二十二页，共37页。
第十页，共37页。
(2)通过 Q — U 图像理解，如图 1－6－1
所示，Q — U 图像是一条过原点的直线，
其中 Q 为一个极板上所带电荷量的绝
对值，U 为两板间的电势差，直线的
斜率表示电容大小。因而电容器的电
图1－6－1
容也可以表示为 C＝ΔΔQU，即电容的大小在数值上等于两极板
间的电压增加(或减小)1 V 所增加(或减小)的电荷量。
第二十三页，共37页。
[例 1] 有一充电的平行板电容器，两板间电压为 3 V，现使它的电荷量减少 3×10－4 C，于是电容器两板间的电压降为原来的13，此电容器的电容是多大？电容器原来的带电荷量是多少库仑？若电容器极板上的电荷量全部放掉，电容器的电容是多大？
第二十四页，共37页。
[审题指导] 解答本题时应把握以下两点： (1)对于固定的电容器 C＝QU＝ΔΔQU。 (2)电容器大小的决定因素。
(3)对于固定的电容器，其电容的大小与电容器带不带电及带电量多少无关。
第二十七页，共37页。
对于“1 000 pF,220 V”的云母电容器，下列说法中错误的
是
()
A．所带电荷量总是2.2×10－7 C
B．所带电荷量是1.0×10－7 C时，两极间电压是100 V
C．每当两极间电压增加10 V时，所带电荷量增加

高三物理一轮复习课件：第六章_第三讲_电容器与电容_带电粒子在电场中的运动

变式训练 1
一平行板电容器的两个极板水平放置，
两极板间有一带电量不变的小油滴，油滴在极板间运动时所受空气阻力的大小与其速率成正比．若两极板间电压为零，经一段时间后，油滴以速率 v 匀速下降；若两极板间的电压为 U，经一段时间后，油滴以速率 v 匀速上升．若两极板间电压为－ U，油滴做匀速运动时速度的大小、方向将是 ( )
解析
当增大两极板间的距离时，由电容器的电容 C＝
εrS 知电容变小，因为电容器两端的电压不变，由 Q＝CU 4πkd 知电容器极板上的电量变小，即电容器对电源反向充电，故 R 中有电流，电流的方向为 a 流向 b，故答案应选 B、C.
答案
BC
4．如图所示，平行板电容器的两个极板为 A、B，B 板接地， A 板带有电量＋ Q，板间电场中有一固定点 P，若将 B 板固定，A 板下移一些，或者将 A 板固定，B 板上移一些，在这两种情况下，以下说法正确的是 ( )
三、示波管的原理 1．构造：电子枪，偏转电极，荧光屏． 2．工作原理(如图所示 )．
3．如果在偏转电极 XX′和 YY′之间都没有加电压，则电子枪射出电子后沿直线传播，打在荧光屏 4 中心，在那里产生一个亮斑． 4． YY′上加的是待显示的 5 信号电压． XX′上是机器自身的锯齿形电压，叫做 6 扫描电压．若所加扫描电压和信号电压的周期相同，就可以在荧光屏上得到待测信号在一个周期内变化的
答案 AC
5.如图所示，足够长的两平行金属板正对着竖直放置，它们通过导线与电源 E、定值电阻 R、开关 S 相连．闭合开关后，一个带电的液滴从两板上端的中点处无初速释放，最终液滴落在某一金属板上．下列说法中正确的是( )
A．液滴在两板间运动的轨迹是一条抛物线 B．电源电动势越大，液滴在板间运动的加速度越大 C．电源电动势越大，液滴在板间运动的时间越短 D．定值电阻的阻值越大，液滴在板间运动的时间越长

高中物理创新实验说课-电容器和电容

电容器和电容一、使用教材教科版高中物理《选修3-1》第一章第六节。

二、实验器材自制教具：简易电容器、电容器充放电演示装置。

感应起电机、数字式电压表、电容器、电容表、平行板电容器等。

三、实验创新要点/改进要点（1）用生活中的废塑料杯、锡箔纸，自制电容器。

（2）利用自制电容器的充放电演示装置，演示电容器的充放电过程，直观清楚。

（3）用相同电容器接触平分电荷的方法，间接测量电容器电荷量的变化。

（4）用电容表直接测量电容的变化，优于教材中的间接测量.四、实验原理/实验设计思路实验设计的整体思路，即通过“趣味实验、自制教具、巧设实验、勇于创新”四个关键环节的实验安排。

达到了让学生在趣味中进入课堂，在思考中启迪思想、在参与中成长。

五、实验教学目标1. 知识与技能(1)了解电容器的作用、构造以及常见电容器。

(2)知道电容器的充放电过程中相关物理量的变化特点。

(3)掌握电容器电容的概念和定义式。

(4)知道平行板电容器的电容与哪些因素有关，知道其定性关系。

(5) 会用平行板电容器进行动态分析。

2. 过程与方法(1)通过本节内容的学习过程，认识物理实验、数学工具在物理发展过程中的作用。

(2)经历科学探究过程，认识科学探究的意义，尝试应用科学方法研究物理问题，验证物理规律。

(3) 具有一定的质疑能力，数据收集处理能力，分析、解决问题能力和交流、合作能力。

3.情感态度与价值观(1)利用有趣实验，发展学生对科学的好奇心与求知欲。

(2)让学生具有勇于创新和实事求是的科学态度和科学精神。

(3)有参与科技活动的热情，有将物理知识应用于生活和生产实践的意识，勇于探索与日常生活有关的物理问题。

(4)关心科技发展，有将科学服务于人类的意识。

六、实验教学内容本节课是学生学习了静电场之后的一个重要应用，我通过“自制电容器储存电荷和电能”的趣味实验引入新课，并展示电容器在生活中的广泛应用，让学生在充满怀疑和极大兴趣中走入新课的学习。

通过“自制电容器充放电演示装置”的演示，让学生轻松得到相应的知识。