高中物理粤教版 (2019)必修 第三册第一节 电容器与电容课堂教学课件ppt

这是一份高中物理粤教版 (2019)必修 第三册第一节 电容器与电容课堂教学课件ppt，共46页。PPT课件主要包含了绝缘物质，绝对值，其他形式的能量，电量Q，电压U，容纳电荷，控制变量法，电介质，电介质的性质，答案C等内容，欢迎下载使用。
一、识别电容器　电容器的充放电1．填一填(1)识别电容器。①电容器由两个互相______、彼此______的导体组成，电容器的导体间可以填充_________。②常见电容器：_____电容器、薄膜电容器、铝电解电容器、钽电解电容器、微调电容器、_____电容器。(2)电容器的充放电。①充电：使电容器的两极板带上_______异种电荷的过程。每个极板所带电量的________称为电容器所带的电量。
②放电：使电容器两极板上的电荷______的过程。电场能在放电过程中转换成________________。2．判一判(1)任何两个彼此绝缘又相互靠近的导体都可组成电容器，无论两导体是否带电。( )(2)使电容器极板带电的过程就是给电容器充电的过程。( )(3)电容器放电过程中两极板间电压逐渐减小。( )
3．想一想如图所示，开关S与“1”端接触后，再与“2”端接触，灯泡是否发光？怎样解释？若发光，电流方向如何？提示：当开关S与“1”接触，给电容器充电，上极板带正电荷，下极板带等量负电荷，当电容器上电压与电源电压相同时，充电完毕；当开关S接“2”时，电容器通过灯泡放电，放电电流是从正极板流出沿灯泡向下，随电荷量减少电压降低、灯泡逐渐变暗，放电完毕，灯泡熄灭。
2．判一判(1)电容为C的电容器所带电荷量为Q，若电荷量增大为2Q，则电容变为2C。( )(2)电容器所带的电荷量Q是指电容器的一个极板上所带电荷量的绝对值。( )(3)电容器外壳上标的是额定电压。( )
2．判一判(1)平行板电容器的电容与两极板间的电压有关。( )(2)电容器两极板上电荷量越多，极板间的电压越大。( )(3)平行板电容器的极板面积S、极板间距离d越大，电容器的电容就越大。( )
3．想一想如图甲所示为收音机中找台使用的电容器，如图乙所示为利用电容式传感器测量油箱中油量多少的装置，试分析两种电容器的工作原理。提示：图甲中的电容器是通过改变电容器的正对面积改变电容的；图乙中的电容器是通过改变电容器的金属板间介质的高度来改变电容的。
[问题驱动]用发光二极管观察电容器的充电和放电[选自鲁科版新教材“迷你实验室”] 二极管是一种半导体元件，具有单向导电性，用D表示，其电路符号为“ ”(该符号左端为正极，右端为负极)。发光二极管是二极管的一种。当发光二极管接正向电压(发光二极管的正、负极分别与电源正、负极相接)时，二极管导通并发光；接反向电压时，二极管的电阻很大，不会发光。按如图所示连接电路，将开关分别拨到位置“1”和“2”时，哪个二极管会发光？提示：开关拨到位置“1”时，电源给电容器充电，此时二极管D2导通并短暂发光；开关拨到位置“2”时，电容器放电，此时二极管D1导通并短暂发光。　　
[重难释解]1．电容器的充电(1)电容器充电过程。如图甲所示，将开关与电源接通，电容器的两极板带上等量的异号电荷，这一过程叫作充电。充电过程是将电能储存在电容器中的过程。(2)充电过程特点(如图乙)。①充电电流方向为从电源的正极流出的电流的方向。②电容器所带电荷量增加。
③电容器两极板间电压升高。④电容器中电场强度增大。⑤充电过程中电容器从电源获取的能量为电能。2．电容器的放电(1)电容器放电过程。如图丙所示，将开关与电源断开，打到另一端，使充电后的电容器失去电荷的过程叫作放电。放电过程是将储存的电场能转化为其他形式能量的过程。
(2)放电过程特点(如图丁)。①放电电流方向是从正极板流出的电流的方向。②电容器两极板上电荷量减少。③电容器两极板间电压降低。④电容器中电场强度减小。⑤电容器的电场能转化成其他形式的能量。
[多选]电子眼系统通过路面下埋设的感应线来感知汽车的压力。感应线是一个压电薄膜传感器，压电薄膜在受压时两端产生电压，压力越大电压越大，压电薄膜与电容器C和电阻R组成图甲所示的回路，红灯亮时，如果汽车的前、后轮先后经过感应线，回路中产生两脉冲电流，如图乙所示，即视为“闯红灯”，电子眼拍照。则红灯亮时 (　　)A．车轮停在感应线上时，电阻R上有恒定电流B．车轮经过感应线的过程中，电容器先充电后放电C．车轮经过感应线的过程中，电阻R上的电流先增大后减小D．汽车前轮刚越过感应线，又倒回到线内，仍会被电子眼拍照
解析：车轮停在感应线上时，压力不变，则电压不变，电容器充电后不再放电，电阻R上没有恒定电流，故A错误；由题图乙可知，当车轮经过感应线时，电流先增大后减小，然后再反向增大后减小，因电压是在受压时产生的，故说明电容器先充电后放电，故B正确，C错误；若汽车前轮刚越过感应线，又倒回到线内，则前轮两次压线，仍形成两个脉冲电流，符合拍照条件，电子眼仍会拍照，故D正确。答案：BD　
充电电流与放电电流(1)电容器两极板间的电介质是绝缘物质，所以充电结束后的电容器相当于断路。(2)充电过程中电荷由电源定向移动，在两极板上集聚，形成充电电流，且流向正极板。(3)放电过程中，电荷由极板流向用电器，形成放电电流，且电流由正极板流向用电器。
[素养训练]1．(2023·广东1月学考)图是观察电容器充、放电现象的电路。下列说法正确的是(　　)A．将开关S从b改接到a时，观察的是充电现象B．将开关S从b改接到a后，电流计G的指针将一直偏转C．将开关S从a改接到b时，观察的是充电现象D．将开关S从a改接到b后，灯L的发光亮度不变
解析：将开关S从b改接到a时，电容器开始充电，充电电流从最大值逐渐减小到零，电流计G的指针从最大值逐渐回到零；将开关S从a改接到b时，电容器开始放电，放电电流从最大值逐渐减小到零，灯L的发光亮度逐渐变暗。故选A。答案：A　
2．如图所示，电源电压恒定，则接通开关S的瞬间，通过电阻R的电流方向是从________到________；如果电容器充电结束后，先断开S，再将两板间距离增大，在此过程中，R上______(选填“有”或“无”)电流通过。解析：电容器在充、放电过程中，电路中将有电流，电流方向即正电荷定向移动的方向。在接通S的瞬间，电容器充电，上极板带正电，下极板带负电，故电流方向为由A到B；电容器充电结束后，将S断开，因为电容器所带电荷量不变，所以无论如何调节板间距离，均无电流通过R。答案：A　B　无
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U1＝10 V增加到U2＝12 V，求这个电容器的电容。如要使两极板电势差从U1＝10 V降到U2′＝6 V，则每个极板需减少多少电荷量？
答案：3 μF　1.2×10－5 C
[素养训练]1．下列关于电容器的说法中正确的是(　　)A．电容器所带的电荷量为两个极板所带电荷量的绝对值之和B．电容器的电容与电容器所带电荷量成正比C．一个电容器的电荷量增加ΔQ＝1.0×10－6 C时，两极板间的电势差升高ΔU＝10 V，则电容器的电容C＝1.0×10－7 FD．放电后的电容器所带电荷量为零，电容也为零
2．(2023·浙江1月学考)小明同学在“观察电容器的充、放电现象”实验中给一个固定电容器充电。下列描述电容器电荷量Q、电压U、电容C之间关系的图像中，正确的是(　　)
提示：实验结论：S减小，电势差U增大，电容C减小。
提示：实验结论：插入电介质，电势差U减小，电容C增大。
工厂在生产纺织品、纸张等绝缘材料时为了实时监控其厚度，通常要在生产流水线上设置如图所示传感器。其中A、B为平行板电容器的上、下两个极板，上下位置均固定，且分别接在恒压直流电源的两极上。当流水线上通过的产品厚度增大时，下列说法正确的是 (　　)A．A、B平行板电容器的电容减小B．A、B两板间的电场强度增大C．A、B两板上的电荷量变小D．有电流从b向a流过灵敏电流计
[迁移·发散](1)由结果得知，即使加在电容器两端的电压不变，但若电容器的电容变化，电容器带的电荷量也会随之变化。在这个过程中，电容器中的电场强度如何变化？
分析电容器相关物理量的变化时，要注意抓住不变量。电容器充电后保持与电源相连，即使电容器的电容变化，两极板间的电压不变。若充电后与电源断开且未放电，即使电容器的电容变化，两极板的电荷量不变。
[素养训练]1.(2022·广东1月学考)如图是种电容式键盘，每个键下面还有一块可上下移动的小金属片。与该金属片隔有一定空气间隙的是另一块固定的小金属片。 这样两块金属片就组成个小平行板电容器。当键被按下时，引起电容改变的因素是(　　)A．两块金属片间的电压B．两块金属片上的电量C．两块金属片间的距离D．两块金属片的正对面积
2．电容式话筒含有电容式传感器，其结构如图所示，导电性振动膜片与固定电极构成一个电容器，当振动膜片在声压的作用下运动时，两个电极间的电容发生变化，电路中电流随之变化，这样声信号就转变为电信号。当振动膜片向左运动时，下列说法正确的是 (　　)A．固定电极所带正电荷减少B．固定电极所带正电荷增加C．固定电极所带负电荷减少D．固定电极所带负电荷增加
一、培养创新意识和创新思维1． 如图所示，高一学生在学考报名时进行了指纹采集。电容式指纹识别的原理是手指与传感器表面接触时，皮肤表面会和传感器上许许多多相同面积的小极板一一匹配成电容不同的平行板电容器，从而识别出指纹的纹路。下列说法正确的是 (　　)A．极板与指纹嵴(凸的部分)构成的电容器电容大B．极板与指纹沟(凹的部分)构成的电容器电容大C．若充电电压变大，所有电容器电容增大D．若充电电压变大，所有电容器电容减小
2．平行板电容器的一个极板与静电计的金属杆相连，另一个极板与静电计金属外壳相连。给电容器充电后，静电计指针偏转一个角度。以下情况中，静电计指针的偏角是增大还是减小？(1)把两板间的距离减小；(2)把两板间的相对面积减小；(3)在两板间插入相对介电常数较大的电介质。
二、注重学以致用和思维建模3. 电容位移传感器具有灵敏度高、精度稳定等许多优点。某电容位移传感器的工作原理可简化为如图所示的装置，其中A是固定极板，B是可动极板，备测位移物体与可动极板连接，当物体发生位移时，电容器极板间距发生变化，用电路(图中未画出)测出电容的变化，即可知道物体位移的大小和方向。假设工作中电容器接在恒压直流电源上，G为灵敏电流计，则当物体位移向右时，下列说法正确的是 (　　)A．电容器的电容变大B．极板间电场强度变大C．电容器所带电荷量保持不变D．灵敏电流计中电流方向从a到b
4．小明同学对他家的电子秤很感兴趣，他通过说明书了解到电子秤是用平行板电容器制成的，其电路如图所示。称重时，把物体放到电子秤面板上，压力作用会导致平行板上层膜片电极下移。则放上物体后(　　)A．极板间电场强度变小B．电容器的带电荷量减小C．电容器的电容变小D．膜片下移过程中，电流表G有从b到a的电流