【人教版】高中物理选修1-1：《电容器》ppt课件
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3.放电:使充电后的电容器失去电荷的过程. 4.电容器带的电荷量:一个极板所带电荷量的绝对值.
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课前预习导学
KEQIAN YUXI DAOXUE
课堂合作探究
KETANG HEZUO TANJIU
预习交流 1
你见过如图所示电子器件吗?找一台旧收音机,打开后盖,看一看电 路板上有没有形状与下图中相同的器件?找出其中一个,仔细观察它上 面标了些什么,并记录下来.你知道它们是干什么用的吗?
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KETANG HEZUO TANJIU
一、电容器
1.平行板电容器:在两个正对的平行金属板中间夹上一层绝缘物质 ——电介质,就形成一个最简单的电容器,叫作平行板电容器,两个金属 板是电容器的两个极板.
2.充电:把电容器的一个极板与电池组的正极相连,另一个极板与 电池组的负极相连,就能使两个极板分别带上等量异种电荷,这个过程 叫作电容器的充电.电容器储存了电场能.
常用单位:微法(μF ),皮法(pF )
1 F =106 μF =1012 pF .
(3)决定因素:电容的大小与电容器极板的正对面积、极板间的距离、
极板间的电介质有关.
极板正对面积越大,极板间距离越小,电容器的电容就越大.
2.电容器的带电荷量:电容器一个极板所带电荷的绝对值.
3.额定电压:电容器正常工作时所能承受的电压.
(3)充电完毕,电容器两个极板分别带上等量异种电荷.
电容器放电示意图
问题导学 当堂检测
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2.电容器的放电过程 如果充电后的电容器两极板用导线接通(如图中开关 S由 1合向 2 后),两极板上的电荷将中和,这就是电容器的放电过程. (1)在放电过程中,电路中电流由正极板流向负极板,极板上的电荷 越来越少,电流逐渐减小. (2)在放电过程中,电容器两板间电压越来越低,板间电场强度越来 越小.从能量观点看,放电过程就是电容器把储存在两板间的电场能转 化为电路中的电能的过程. (3)在放电过程中,电容器相当于电源,放电完毕,电容器不再带电.
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3.电容器的电容 C ( ) A.跟两极板的正对面积 S有关,S越大,C 越大 B .跟两极板的间距 d有关,d越大,C 越大 C .跟两极板上所加电压 U 有关,U 越大,C 越大 D .跟两极板上所带电荷量 Q 有关,Q 越大,C 越大 答案:A 解析:电容器的电容与两极板正对面积及极板间距有关,两极板正对面 积越大,极板间距越小,电容越大,而与电压及带电荷量无关.所以只有 A 项正确.
和电介质决定,电容式键盘是通过改变两极板间距离来改变电容的,选
项 A 正确.
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1.电容:电容器所带电荷量 Q 与电容器两极板间的电压 U 的比值, 叫作电容器的电容,用字母 C 表示,则 C =Q.
答案:这是常用的电容器,它上面一般标有“××V ××μF ”或“××V ×× pF ”的字样.这是电容器的参数.
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二、电容器的电容
1.定义:电容器所带电荷量 Q 与电容器两极板间的电势差 U 的比值,
叫作电容器的电容.公式:C =Q.
U
2.物理意义:电容是表示电容器容纳电荷本领的物理量,数值上等 于使两极间的电势差为 1 V 时电容器需要带的电荷量.单位:法,符号 F , 还有微法(μF )和皮法(pF ).关系:1 F =106 μF =1012 pF .
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U
(1)物理意义:电容是表示电容器容纳电荷本领的物理量,数值上等 于使两极间电压为 1 V 时电容器需要带的电荷量,则 C =������Q.
������U
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(2)单位:法拉,符号 F
U
C .平行板电容器保持带电荷量不变而增大两极板间距时,两板间电 压要减小
D .电容器的带电荷量与两极板间的电势差成正比 答案:D
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解析:电容器的带电荷量是指电容器一个极板带电荷量的绝对值, 故选项 A不对;C =Q为定义式,C 的大小与 Q 和 U 无关,C 大小由电容器本身
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迁移训练 2
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如图所示的电容式键盘,是通过改变电容器的哪个因素来改变电
容的( )
A.两板间的距离
B .两板间的电压
C .两板间的电介质
D .两板的正对面积
答案:A
解析:电容器的电容由电容器两极板间的距离、两极板的正对面积
关 S与 1接通,电容器 A 板带
电,电容器 B 板带
电,这一过程
称为电容器的
.电路稳定后,两板间的电压为
.若 S与 2接通,
流过导体 acb的电流方向为
,这就是电容器的
.
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解析:当 S与 1接通时,电容器被充电,则 A 板带负电,B 板带正电,稳定 后,两板间的电压等于电源电动势 U ;当 S与 2接通时,电容器放电,相当于 电源,其中 B 板为正极,所以电流方向为 bca.
答案:负 正 充电 U bca 放电
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迁移训练 1下列说法正确的是( )
A.平行板电容器一板带电+Q ,另一板带电-Q ,则此电容器不带电 B .由公式 C =Q可知,电容器的电容随带电荷量 Q 的增加而变大
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解析:电容器两极板间电势差的变化量为
ΔU
=(1-1)U
3
=2×3
3
V=2
V
由
C
=������Q,有
������U
C
=3×10-4
2
F
=1.5×10-4
F
=150
μF
.
设电容器原来所带的电荷量为 Q ,则 Q =C U =1.5×10-4×3 C =4.5×10-4 C . 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 150 μF . 答案:150 4.5×10-4 150
(1)在充电过程中,电路中电流由电源正极流向电容器正极板,电流 大小逐渐减小.
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(2)在充电过程中,电容器两板间电压越来越高,板间电场强度越来 越大.从能量观点看,充电过程就是电源提供的电能转化为电容器的电 场能的过程.
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1.关于电容的单位及换算的说法正确的是( ) A.电容的单位是库仑 B .电容的国际单位制单位是法拉 C .1 F =10-6 μF D .法拉是一个很小的单位 答案:B 解析:电容的国际制单位是法拉,故 A 项错;另外还有微法(μF )、皮法(pF ) 且 1 F =106 μF =1012 pF ,显然法拉是个很大的单位,所以 C 、D 错.
U
的结构决定,故 B 不对,D 对;当两极板间距离增大时,电容器电容变小,据 C =Q知,U 变大,所以 C 不对,应选 D .
U
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1.电容器的充电过程
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电容器充电示意图
如图所示,原来不带电的电容器与电源连接后,有顺时针方向的电 流,使电容器上极板带正电,下极板带负电,且电荷量越来越大,电压也越 来越高.
由谁决定的?每一个容器的容积与灌入水的多少有关吗?
答案:每一个容器水面升高一个单位高度需要灌入的水量是由容 器本身的因素决定的,每一个容器的容积与灌入水的多少无关,而与容 器本身的因素有关,包括容器的截面积、高度、形状等.
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课堂合作探究
答案:因为闪光灯是利用相机内装的电容器放电来发光的,电容器 放电后需要一段时间充电,所以短时间内连续拍摄会因充电不足而使 闪光灯不亮.
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迁移与应用
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例 1如图为电容器 C 与电压为 U 的电源连接成的电路,若开
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1.电容器 活动与探究
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你用照相机拍过照吗?拍照时如果光线不足,你一定知道用闪光灯 (图中 A 处所示),你是否有这样的体验:拍完一次后,短时间内拍第二次时, 发现闪光灯没亮,而间隔稍长时间拍第二次时,闪光灯却正常闪光,你知 道这是为什么吗?
电容器在不高于额定电压下工作都是安全可靠的,不要误认为电
容器只有在额定电压下才能正常工作.
4.击穿电压
加在电容器上的电压不能超过某一限度,超过这个限度,电介质将
被击穿,电容器将被损坏.这个极限电压被称为击穿电压,电容器的工作
电压要低于击穿电压.
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迁移与应用 例 2有一充电的平行板电容器,两极板间电压为 3 V,现使它
的电荷量减少 3×10-4 C ,于是电容器两极板间的电压降为原来的1,此电
3
容器的电容为
μF ,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
μF .
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学习目标 重点难点
1.知道电容器的功能及工作原理. 2.认识常见的电容器,了解电容器如何工作. 3.知道不同的电容器电容不同;了解决定电容器 电容的因素. 重点:电容器的电容. 难点:对电容器电容决定因素的理解.
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预习交流 2
如图是电子电路中常见的电子器件——电容器,一般电容器上都 标明其参数,如图中上方电容器上标有“50 μF 6 V”字样,你知道它们的意 义吗?
答案:50 μF 表示该电容器的电容是 50 μF .6 V 表示该电容器允许加 的最大电压,亦即其额定电压值为 6 V.
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KEБайду номын сангаасIAN YUXI DAOXUE
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2.电容器的电容 活动与探究
如图所示是我们日常生活中喝水用的水杯,不同大小的水杯所能
装的水的容量不同,为使三个容器的水面都增加一个单位高度,需要灌
入的水量是不同的.请思考:水面升高一个单位高度需要灌入的水量是
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2.下列关于电容器的叙述中正确的是( ) A.电容器是储存电荷和电能的容器,只有带电的容器才称为电容器 B .任何两个彼此绝缘而又相互靠近的导体,都能组成电容器,而且跟这 两个导体是否带电无关 C .电容器所带的电荷量是指单个极板所带电荷量的绝对值 D .电容器充电过程是将其他形式的能转变成电容器的电场能并储存起 来;电容器放电过程是将电容器储存的电场能转化为其他形式的能 答案:B C D 解析:任意两个彼此绝缘又相互靠近的导体,都组成一个电容器,与是否 带电或带电多少无关,故 A 错,其他选项皆对.
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预习交流 1
你见过如图所示电子器件吗?找一台旧收音机,打开后盖,看一看电 路板上有没有形状与下图中相同的器件?找出其中一个,仔细观察它上 面标了些什么,并记录下来.你知道它们是干什么用的吗?
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一、电容器
1.平行板电容器:在两个正对的平行金属板中间夹上一层绝缘物质 ——电介质,就形成一个最简单的电容器,叫作平行板电容器,两个金属 板是电容器的两个极板.
2.充电:把电容器的一个极板与电池组的正极相连,另一个极板与 电池组的负极相连,就能使两个极板分别带上等量异种电荷,这个过程 叫作电容器的充电.电容器储存了电场能.
常用单位:微法(μF ),皮法(pF )
1 F =106 μF =1012 pF .
(3)决定因素:电容的大小与电容器极板的正对面积、极板间的距离、
极板间的电介质有关.
极板正对面积越大,极板间距离越小,电容器的电容就越大.
2.电容器的带电荷量:电容器一个极板所带电荷的绝对值.
3.额定电压:电容器正常工作时所能承受的电压.
(3)充电完毕,电容器两个极板分别带上等量异种电荷.
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2.电容器的放电过程 如果充电后的电容器两极板用导线接通(如图中开关 S由 1合向 2 后),两极板上的电荷将中和,这就是电容器的放电过程. (1)在放电过程中,电路中电流由正极板流向负极板,极板上的电荷 越来越少,电流逐渐减小. (2)在放电过程中,电容器两板间电压越来越低,板间电场强度越来 越小.从能量观点看,放电过程就是电容器把储存在两板间的电场能转 化为电路中的电能的过程. (3)在放电过程中,电容器相当于电源,放电完毕,电容器不再带电.
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3.电容器的电容 C ( ) A.跟两极板的正对面积 S有关,S越大,C 越大 B .跟两极板的间距 d有关,d越大,C 越大 C .跟两极板上所加电压 U 有关,U 越大,C 越大 D .跟两极板上所带电荷量 Q 有关,Q 越大,C 越大 答案:A 解析:电容器的电容与两极板正对面积及极板间距有关,两极板正对面 积越大,极板间距越小,电容越大,而与电压及带电荷量无关.所以只有 A 项正确.
和电介质决定,电容式键盘是通过改变两极板间距离来改变电容的,选
项 A 正确.
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1.电容:电容器所带电荷量 Q 与电容器两极板间的电压 U 的比值, 叫作电容器的电容,用字母 C 表示,则 C =Q.
答案:这是常用的电容器,它上面一般标有“××V ××μF ”或“××V ×× pF ”的字样.这是电容器的参数.
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二、电容器的电容
1.定义:电容器所带电荷量 Q 与电容器两极板间的电势差 U 的比值,
叫作电容器的电容.公式:C =Q.
U
2.物理意义:电容是表示电容器容纳电荷本领的物理量,数值上等 于使两极间的电势差为 1 V 时电容器需要带的电荷量.单位:法,符号 F , 还有微法(μF )和皮法(pF ).关系:1 F =106 μF =1012 pF .
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U
(1)物理意义:电容是表示电容器容纳电荷本领的物理量,数值上等 于使两极间电压为 1 V 时电容器需要带的电荷量,则 C =������Q.
������U
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(2)单位:法拉,符号 F
U
C .平行板电容器保持带电荷量不变而增大两极板间距时,两板间电 压要减小
D .电容器的带电荷量与两极板间的电势差成正比 答案:D
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解析:电容器的带电荷量是指电容器一个极板带电荷量的绝对值, 故选项 A不对;C =Q为定义式,C 的大小与 Q 和 U 无关,C 大小由电容器本身
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容的( )
A.两板间的距离
B .两板间的电压
C .两板间的电介质
D .两板的正对面积
答案:A
解析:电容器的电容由电容器两极板间的距离、两极板的正对面积
关 S与 1接通,电容器 A 板带
电,电容器 B 板带
电,这一过程
称为电容器的
.电路稳定后,两板间的电压为
.若 S与 2接通,
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,这就是电容器的
.
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解析:当 S与 1接通时,电容器被充电,则 A 板带负电,B 板带正电,稳定 后,两板间的电压等于电源电动势 U ;当 S与 2接通时,电容器放电,相当于 电源,其中 B 板为正极,所以电流方向为 bca.
答案:负 正 充电 U bca 放电
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A.平行板电容器一板带电+Q ,另一板带电-Q ,则此电容器不带电 B .由公式 C =Q可知,电容器的电容随带电荷量 Q 的增加而变大
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ΔU
=(1-1)U
3
=2×3
3
V=2
V
由
C
=������Q,有
������U
C
=3×10-4
2
F
=1.5×10-4
F
=150
μF
.
设电容器原来所带的电荷量为 Q ,则 Q =C U =1.5×10-4×3 C =4.5×10-4 C . 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 150 μF . 答案:150 4.5×10-4 150
(1)在充电过程中,电路中电流由电源正极流向电容器正极板,电流 大小逐渐减小.
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1.关于电容的单位及换算的说法正确的是( ) A.电容的单位是库仑 B .电容的国际单位制单位是法拉 C .1 F =10-6 μF D .法拉是一个很小的单位 答案:B 解析:电容的国际制单位是法拉,故 A 项错;另外还有微法(μF )、皮法(pF ) 且 1 F =106 μF =1012 pF ,显然法拉是个很大的单位,所以 C 、D 错.
U
的结构决定,故 B 不对,D 对;当两极板间距离增大时,电容器电容变小,据 C =Q知,U 变大,所以 C 不对,应选 D .
U
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1.电容器的充电过程
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如图所示,原来不带电的电容器与电源连接后,有顺时针方向的电 流,使电容器上极板带正电,下极板带负电,且电荷量越来越大,电压也越 来越高.
由谁决定的?每一个容器的容积与灌入水的多少有关吗?
答案:每一个容器水面升高一个单位高度需要灌入的水量是由容 器本身的因素决定的,每一个容器的容积与灌入水的多少无关,而与容 器本身的因素有关,包括容器的截面积、高度、形状等.
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答案:因为闪光灯是利用相机内装的电容器放电来发光的,电容器 放电后需要一段时间充电,所以短时间内连续拍摄会因充电不足而使 闪光灯不亮.
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例 1如图为电容器 C 与电压为 U 的电源连接成的电路,若开
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你用照相机拍过照吗?拍照时如果光线不足,你一定知道用闪光灯 (图中 A 处所示),你是否有这样的体验:拍完一次后,短时间内拍第二次时, 发现闪光灯没亮,而间隔稍长时间拍第二次时,闪光灯却正常闪光,你知 道这是为什么吗?
电容器在不高于额定电压下工作都是安全可靠的,不要误认为电
容器只有在额定电压下才能正常工作.
4.击穿电压
加在电容器上的电压不能超过某一限度,超过这个限度,电介质将
被击穿,电容器将被损坏.这个极限电压被称为击穿电压,电容器的工作
电压要低于击穿电压.
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的电荷量减少 3×10-4 C ,于是电容器两极板间的电压降为原来的1,此电
3
容器的电容为
μF ,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
μF .
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1.知道电容器的功能及工作原理. 2.认识常见的电容器,了解电容器如何工作. 3.知道不同的电容器电容不同;了解决定电容器 电容的因素. 重点:电容器的电容. 难点:对电容器电容决定因素的理解.
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如图是电子电路中常见的电子器件——电容器,一般电容器上都 标明其参数,如图中上方电容器上标有“50 μF 6 V”字样,你知道它们的意 义吗?
答案:50 μF 表示该电容器的电容是 50 μF .6 V 表示该电容器允许加 的最大电压,亦即其额定电压值为 6 V.
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2.电容器的电容 活动与探究
如图所示是我们日常生活中喝水用的水杯,不同大小的水杯所能
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入的水量是不同的.请思考:水面升高一个单位高度需要灌入的水量是
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2.下列关于电容器的叙述中正确的是( ) A.电容器是储存电荷和电能的容器,只有带电的容器才称为电容器 B .任何两个彼此绝缘而又相互靠近的导体,都能组成电容器,而且跟这 两个导体是否带电无关 C .电容器所带的电荷量是指单个极板所带电荷量的绝对值 D .电容器充电过程是将其他形式的能转变成电容器的电场能并储存起 来;电容器放电过程是将电容器储存的电场能转化为其他形式的能 答案:B C D 解析:任意两个彼此绝缘又相互靠近的导体,都组成一个电容器,与是否 带电或带电多少无关,故 A 错,其他选项皆对.