高中物理 第1章第7节电容器的电容课件 新人教版选修3-1

• 特别提醒：
• C＝Q/U要求理解并应用， 只要求了
解，可以结合
素有关.
，知道C与什么因
• (1)分类方法 • ①按形状分：圆柱形电容器，平行板电容 器，球形电容器等． • ②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． • ③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．
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
• 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C＝ Q/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
充电后与电池两 极断开 Q C变小U变大E不 变
•
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
• 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： • 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 ( ) • A．C增大表示h增大 • B．C增大表示h减小 • C．C减小表示h减小
• 解析：设原来两板间距为d，电势差为U， 则qE＝mg.当板转过α角时两板间距d′＝ dcosα， 此时电场力F′＝ qE′＝qE/cosα，其方向斜向上，其竖直分 力F′y＝F′cosα＝qE＝mg，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
• 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？
• 电容式键盘
• 答案：0.15mm • 解析： ＝7.5×10－13F • 当键被按下Δd时，电容增加ΔC＝0.25pF，
• 某电容器上标有“1.5μF,9V”则该电容器 ( ) • A．所带电荷量不能超过1.5×10－6C • B．所带电荷量不能超过1.35×10－5C • C．所加的电压不应超过9V • D．该电容器的击穿电压为9V • 答案：BCD Q＝cU＝1.5×10－6×9C＝ 1.35×10－5C
• 误区1：对平行板电容器的动态变化问题模 糊不清．
• 答案：150 4.5×10－4C 150 • 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 • Q＝CU＝1.5×10－4×3C＝4.5×10－4C • (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150μF.
•
第7节电容器的电容
※ 知道什么是电容器以及常用的电容器＝
Q/U，并能用来进行有关计算．
知道平行板电容器的电容与哪些因素有 ※ 关． 及其含义. ※ 知道公式C＝
• 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？
•
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α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α角的值，无法确定P的运动状态
• 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．
• 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、μF、pF；1pF＝10－6μF＝10－ 12F
• 点拨：(1)运用电容的定义式和决定式分析电 容器相关量变化的思路： • 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＝
的变化． • ③用定义式
分析平行板电容器电容
分析电容器所带电荷量或
两极板间电压的变化．
(2)电容器两类问题比较
分类 不变 量 d变 大 S变
充电后与电池 两极相连 U C变小Q变小E 变小
• 点评：①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． • ②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． • ③分析电容器物理量变化常用的公式有：
• ④静电计是测量电势差的仪器，不能用于
• 特别提醒： • ①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． • ②电容器的电荷量是一个极板上电荷量的 绝对值． • ③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φ，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．
• 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．
• 1．任何两个彼此绝缘而又互相靠近的导体， 电容器 都可以组成一个 ．两块正对着的、互 平行板电容器 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 ．
• 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 增大 增大 间距离增大时(如图甲)，静电计指针的偏角 减小 反比 将 ，板间电势差将 ，电容器的电容 增大 将 ，说明电容器的电容跟板间距离 增大 减小 正 成 ，当正对面积减小时(如图乙)，静电 比 计的偏角将 ，板间电势差将 ，电 减小 减小 增大 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
• (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
• 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 陶瓷、云母 是聚苯乙烯，陶瓷电容器、云母电容器的 极板 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 ．
• (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
• 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C＝εS/d计算，式中常量ε＝9×10－ 12F/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
• (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 ( )