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(京津瓊魯專用)2018-2019學(xué)年高中物理 第一章 靜電場(chǎng) 第8節(jié) 電容器的電容 第1課時(shí) 電容器的電容課件 新人教版必修2.ppt

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1、第1課時(shí)電容器的電容,第一章8 電容器的電容,學(xué)科素養(yǎng)與目標(biāo)要求 物理觀念:1.知道電容器的概念和平行板電容器的主要構(gòu)造. 2.理解電容的概念及其定義式,掌握平行板電容器電容的決定式. 科學(xué)探究:會(huì)正確連接電路,認(rèn)真觀察電容器的充放電過程,會(huì)分析解釋相關(guān)現(xiàn)象. 科學(xué)思維:1.通過類比建立電容的概念;通過電容的定義進(jìn)一步體會(huì)比值定義法. 2.結(jié)合具體問題構(gòu)建電容器動(dòng)態(tài)分析模型.,內(nèi)容索引,,重點(diǎn)探究 啟迪思維 探究重點(diǎn),達(dá)標(biāo)檢測(cè) 檢測(cè)評(píng)價(jià) 達(dá)標(biāo)過關(guān),自主預(yù)習(xí) 預(yù)習(xí)新知 夯實(shí)基礎(chǔ),自主預(yù)習(xí),一、電容器 1.電容器:儲(chǔ)存電荷和電能的裝置.任何兩個(gè)彼此 又相距很近的 ,都可以看成一個(gè)電容器

2、. 2.電容器的充放電 (1)充電:把電容器的兩極板分別與電池組的兩極相連,兩個(gè)極板分別帶上等量的 電荷的過程,充電過程中,由電源獲得的 儲(chǔ)存在電容器中. (2)放電:用導(dǎo)線把充電后的電容器的兩極板接通,兩極板上的電荷 的過程,放電過程中, 轉(zhuǎn)化為其他形式的能量.,絕緣,導(dǎo)體,異號(hào),電能,中和,電場(chǎng)能,二、電容 1.定義:電容器所帶電荷量Q與電容器兩極板間的 的比值. 2.定義式: . 3.單位:電容的國(guó)際單位是 ,符號(hào)為 ,常用的單位還有 和 ,1 F F pF. 4.物理意義:電容器的電容是表示電容器容納電荷本領(lǐng)的物理量,在數(shù)值上等于使兩

3、極板間的電勢(shì)差為 時(shí)電容器需要帶的電荷量.,電勢(shì)差U,法拉,F,微法,皮法,106,1012,1 V,三、平行板電容器 1.結(jié)構(gòu):由兩個(gè)平行且 的金屬板構(gòu)成. 2.電容的決定因素:電容C與兩極板間的相對(duì)介電常數(shù)r成 ,跟極板的正對(duì)面積S成 ,跟極板間的距離d成 . 3.電容的決定式:C ,式中k為靜電力常量,r為電介質(zhì)的相對(duì)介電常數(shù),真空中r .,彼此絕緣,正比,正比,反比,1,四、常用電容器 1.分類:從構(gòu)造上看,可以分為 和 兩類. 2.電容器的額定電壓和擊穿電壓: (1)額定電壓:電容器能夠 時(shí)的電壓. (2)擊穿電壓:電介

4、質(zhì)被 時(shí)在電容器兩極板上的極限電壓,若電壓超過這一限度,則電容器就會(huì)損壞.,固定電容器,可變電容器,長(zhǎng)期正常工作,擊穿,即學(xué)即用 1.判斷下列說法的正誤. (1)電容器的電容跟電容器的電荷量成正比.() (2)電容器的電容越大,所帶電荷量就越多.() (3)對(duì)于確定的電容器,它所帶的電荷量跟它兩極板間所加電壓的比值保持不變.() (4)只將平行板電容器兩極板的間距加大,電容將增大.() (5)只將平行板電容器兩極板平行錯(cuò)開,使正對(duì)面積減小,電容將減小. () (6)只在平行板電容器極板間插入電介質(zhì),電容將增大.(),答案,,,,,,,2.某平行板電容器充電后所帶電荷量為Q2106 C,兩板

5、間的電壓U4 V,則該電容器的電容為 F,若只將該電容器的板間距離增大,電容器的電容將 ,若只將兩極板錯(cuò)開,使極板正對(duì)面積減小,電容器的電容將 .,答案,5107,減小,減小,重點(diǎn)探究,,導(dǎo)學(xué)探究把電容器的兩個(gè)極板分別與電源兩極相連,對(duì)電容器進(jìn)行充電,該過程中能量是如何轉(zhuǎn)化的?當(dāng)把電容器兩極相接,對(duì)電容器進(jìn)行放電,該過程中能量是如何轉(zhuǎn)化的? 當(dāng)電容器的帶電荷量增加時(shí),電容器兩極板間的電勢(shì)差如何變化?帶電荷量Q和板間電勢(shì)差U的比值是否發(fā)生變化? 答案充電過程中電源內(nèi)的化學(xué)能轉(zhuǎn)化為電容器內(nèi)的電場(chǎng)能.放電過程中電容器的電場(chǎng)能轉(zhuǎn)化為電路的內(nèi)能. 增大不變,答案,一、電容器電容,知識(shí)深

6、化 1.電容器的充電過程,電源提供的能量轉(zhuǎn)化為電容器的電場(chǎng)能;電容器的放電過程,電容器的電場(chǎng)能轉(zhuǎn)化為其他形式的能. 2.電容器的充、放電過程中,電路中有充電、放電電流,電路穩(wěn)定時(shí),電路中沒有電流. 3.C 是電容的定義式,由此也可得出C . 4.電容器的電容決定于電容器本身,與電容器的電荷量Q以及電勢(shì)差U均無關(guān).,例1有一充電的電容器,兩極板間的電壓為3 V,所帶電荷量為4.5104 C,此電容器的電容是多少?將電容器的電壓降為2 V,電容器的電容是多少?所帶電荷量是多少? 答案1.5104 F1.5104 F3104 C,解析,答案,電容器電壓降為2 V時(shí),電容不變,仍為1.5104 F.

7、 此時(shí)所帶電荷量為QCU1.51042 C3104 C.,,二、平行板電容器的電容及動(dòng)態(tài)分析,導(dǎo)學(xué)探究平行板電容器由兩塊平行放置的金屬板組成.利用平行板電容器進(jìn)行如下實(shí)驗(yàn): (1)如圖1所示,保持Q和d不變,減小兩極板的正對(duì)面積S,觀察電勢(shì)差U(靜電計(jì)指針偏角)的變化,依據(jù)C ,分析電容C的變化.,圖1,答案實(shí)驗(yàn)結(jié)論:S減小,電勢(shì)差U增大,電容C減小.,答案,(2)如圖2所示,保持Q和S不變,增大兩極板間的距離d,觀察電勢(shì)差U(靜電計(jì)指針偏角)的變化,依據(jù)C ,分析電容C的變化.,圖2,答案實(shí)驗(yàn)結(jié)論:d增大,電勢(shì)差U增大,電容C減小.,答案,(3)如圖3所示,保持Q、S、d不變,插入電介質(zhì),觀

8、察電勢(shì)差U(靜電計(jì)指針偏角)的變化,依據(jù)C ,分析電容C的變化.,圖3,答案實(shí)驗(yàn)結(jié)論:插入電介質(zhì),電勢(shì)差U減小,電容C增大.,答案,知識(shí)深化,2.平行板電容器動(dòng)態(tài)問題的分析方法 抓住不變量,分析變化量,緊抓三個(gè)公式:,3.平行板電容器的兩類典型問題,例2(多選)(2018山東濟(jì)寧市高一下期末)如圖4所示,相互靠近的兩塊金屬板M、N組成平行板電容器,極板M與靜電計(jì)的金屬球相接,極板N與靜電計(jì)的金屬外殼均接地.電容器充電后,靜電計(jì)指針將張開一定角度.若電容器所帶電荷量不變,下面操作能使靜電計(jì)指針張角變大的是 A.將N板向上平移 B.將N板向左平移遠(yuǎn)離M板 C.將N板向右平移靠近M板 D.在M、N之

9、間插入有機(jī)玻璃,解析,答案,,圖4,,在M、N間插入有機(jī)玻璃,C增大,U減小,故D錯(cuò)誤.,靜電計(jì)的使用 靜電計(jì)是在驗(yàn)電器的基礎(chǔ)上改造而成的,靜電計(jì)由相互絕緣的兩部分組成,靜電計(jì)與電容器的兩極板分別連接在一起,則電容器上的電勢(shì)差就等于靜電計(jì)上所指示的電勢(shì)差U,U的大小就從靜電計(jì)的刻度讀出,可見,靜電計(jì)指針偏角的變化表征了電容器兩極板電勢(shì)差的變化.,例3(2018山東煙臺(tái)市高一下期末)如圖5所示,一帶電油滴懸浮在平行板電容器兩極板A、B之間的P點(diǎn),處于靜止?fàn)顟B(tài).現(xiàn)將極板A向下平移一小段距離,但仍在P點(diǎn)上方,其他條件不變.下列說法中正確的是,解析,答案,圖5,A.液滴將向下運(yùn)動(dòng)B.液滴將向上運(yùn)動(dòng) C

10、.電容器電容減小D.極板帶電荷量將減小,,達(dá)標(biāo)檢測(cè),1.(電容器電容)(2018山東淄博市高一下期末)對(duì)電容C ,以下說法正確的是 A.電容器充電電荷量越多,電容增加越大 B.電容器的電容跟它兩極板間所加電壓成反比 C.電容器的電容越大,所帶電荷量就越多 D.對(duì)于確定的電容器,它所帶的電荷量跟它兩極板間所加電壓的比值 保持不變,答案,1,2,3,4,,2.(電容的計(jì)算)一個(gè)已充電的電容器,若使它的電荷量減少3104 C,則其電壓減少為原來的 ,則 A.電容器原來的帶電荷量為9104 C B.電容器原來的帶電荷量為4.5104 C C.電容器原來的電壓為1 V D.電容器的電容變?yōu)樵瓉淼?答案

11、,1,2,3,4,解析,,1,2,3,4,因電容器的電容不知,所以無法得出電容器原來的電壓,C錯(cuò)誤. 電容是由電容器本身決定,跟電壓和電荷量的變化無關(guān),所以電容器的電容不變,D錯(cuò)誤.,3.(電容器的動(dòng)態(tài)分析)(多選)如圖6所示,電路中A、B為兩塊豎直放置的金屬板,C是一只靜電計(jì),開關(guān)S合上后,靜電計(jì)指針張開一定角度,下述做法可使靜電計(jì)指針張角增大的是 A.使A、B兩板靠近一些 B.使A、B兩板正對(duì)面積減小一些 C.斷開S后,使A板向左平移一些 D.斷開S后,使A、B正對(duì)面積減小一些,答案,解析,1,2,3,4,圖6,,,1,2,3,4,解析靜電計(jì)顯示的是A、B兩板間的電壓,指針張角越大,表示兩

12、板間的電壓越高. 當(dāng)合上S后,A、B兩板與電源兩極相連,板間電壓等于電源電壓不變,靜電計(jì)指針張角不變; 當(dāng)斷開S后,板間距離增大,正對(duì)面積減小,都將使A、B兩板間的電容變小,而電容器所帶的電荷量不變,由C 可知,板間電壓U增大,從而靜電計(jì)指針張角增大.所以本題的正確選項(xiàng)是C、D.,4.(電容器的動(dòng)態(tài)分析)(2018山東德州市高一下期末)如圖7所示,豎直放置的兩個(gè)平行金屬板A、B帶等量的異種電荷,A板帶負(fù)電荷,B板接地.一帶負(fù)電的粒子固定在A、B兩板中間的一點(diǎn)P處.若將A板向左平移到虛線位置,則P點(diǎn)的電場(chǎng)強(qiáng)度E和該粒子的電勢(shì)能Ep的變化情況是 A.E不變,Ep不變 B.E不變,Ep改變 C.E改變,Ep不變 D.E改變,Ep改變,解析,1,2,3,4,圖7,答案,,1,2,3,4,

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