高中物理粤教版 (2019)必修 第三册第一节 电容器与电容说课ppt课件

这是一份高中物理粤教版 (2019)必修 第三册第一节 电容器与电容说课ppt课件，共60页。PPT课件主要包含了04×10-3等内容，欢迎下载使用。

必备知识·自主预习储备
知识点一　识别电容器1．构造：两个相互____又彼此____的导体就可以组成一个电容器，电容器的导体间可以填充绝缘物质(电介质)。2．电容器的带电荷量：是指每一极板所带电荷量的______。
知识点二　电容器的充放电1．充电：使电容器两极板带上等量异种电荷的过程叫作____。2．放电：使电容器两极板上的电荷中和的过程叫作____。
提醒　电容器外壳上标的电压是工作电压也称额定电压，低于击穿电压。
知识点三　电容器的电容1．定义：电容器所带的________与电容器两极板间的______之比。2．公式：C＝__。3．单位：在国际单位制中的单位是____，符号为F，1 F＝1 C/V。常用的单位还有____和____，换算关系：1 F＝____ μF＝____ pF。4．物理意义：表示电容器容纳电荷本领的物理量。
知识点四　决定电容的因素1．平行板电容器的结构：由两块彼此____、相互靠近的____金属板组成的电容器，是最简单，也是最基本的电容器。2．决定因素：平行板电容器的电容C与两极板的正对面积S成____，与电介质的相对介电常数εr成____，与极板间距离d成____。3．表达式：C＝_______，式中k为静电力常量。
关键能力·情境探究达成
考点1　观察电容器的充、放电现象
考点2　对电容器的电容的理解
考点3　电容器的动态分析
[提示]　(1)实验结论：S增大，电势差U减小，电容C增大。(2)实验结论：d增大，电势差U增大，电容C减小。(3)实验结论：插入电介质，电势差U减小，电容C增大。
考点1　观察电容器的充、放电现象1．实验原理(1)电容器的充电过程。如图所示，当开关S接1时，电容器接通电源，在电场力的作用下，自由电子从正极板经过电源向负极板移动，正极板因失去电子而带正电，负极板因获得电子而带负电。正、负极板带等量的正、负电荷。电荷在移动的过程中形成电流。在充电开始时电流比较大，随着极板上电荷的增多，电流逐渐减小，当电容器两极板间电压等于电源电压时，电荷停止移动，电流I＝0。
(2)电容器的放电过程。如图所示，当开关S接2时，将电容器的两极板直接用导线连接起来，电容器正、负极板上的电荷发生中和。在电子移动过程中，形成电流，放电开始电流较大，随着两极板上的电荷量逐渐减小，电路中的电流逐渐减小，两极板间的电压也逐渐减小，最后减小到零。
2．实验器材6 V的直流电源、 单刀双掷开关、平行板电容器、电流表、电压表、 小灯泡。3．实验步骤(1)按图连接好电路。(2)把单刀双掷开关S接1，观察电容器的充电现象，并将结果记录在表格中。(3)将单刀双掷开关S接2，观察电容器的放电现象，并将结果记录在表格中。
(4)记录好实验结果，关闭电源。实验记录和分析：
4．注意事项(1)电流表要选用小量程的灵敏电流计。(2)要选择大容量的电容器。(3)在做放电实验时，在电路中串联一个电阻，以免烧坏电流表。
【典例1】　电流传感器可以像电流表一样测量电流，不同的是反应比较灵敏，且可以和计算机相连，能画出电流与时间的变化图像。图甲是用电流传感器观察充、放电过程的实验电路图，图中电源电压为6 V。
电容器在充、放电过程中的能量转化(1)电容器在充电过程中：贮存电荷、贮存电能、将电源的能量转化为电场能。(2)电容器在放电过程中：释放电荷、释放的电场能转化为其他形式的能。
[跟进训练]1．(2022·北京卷)利用如图所示电路观察电容器的充、放电现象，其中E为电源，R为定值电阻，C为电容器，A为电流表，V为电压表。下列说法正确的是(　　)A．充电过程中，电流表的示数逐渐增大后趋于稳定B．充电过程中，电压表的示数迅速增大后趋于稳定C．放电过程中，电流表的示数均匀减小至零D．放电过程中，电压表的示数均匀减小至零
B　[充电过程中，随着电容器C两极板电荷量的积累，电路中的电流逐渐减小，电容器充电结束后，电流表示数为零，A错误；充电过程中，随着电容器C两极板电荷量的积累，电压表测量电容器两端的电压，电容器两端的电压迅速增大，电容器充电结束后，最后趋于稳定，B正确；放电过程中，电压表测的是电阻两端的电压，电容器放电的I-t图像如图所示，可知电流表和电压表的示数不是均匀减小至0的，C、D错误。
考点2　对电容器的电容的理解1．电容器的充、放电过程
【典例3】　(多选)两块大小、形状完全相同的金属平板平行放置，构成一个平行板电容器，与它相连接的电路如图所示。接通开关S，电源给电容器充电(　　)A．保持S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S接通，在两极板间插入一块电介质，则极板上的电荷量增大C．断开S，减小两极板间的距离，则两极板间的电势差减小D．断开S，在两极板间插入一块电介质，则两极板间的电势差增大
[跟进训练]3．(多选)如图所示，竖直放置的平行板电容器与定值电阻R、电源E相连，用绝缘细线将带电小球q悬挂在极板间，闭合开关S后细线与竖直方向夹角为θ。则有(　　)A．保持开关S闭合，将A板向右平移，θ不变B．保持开关S闭合，将A板向左平移，θ变小C．断开开关S，将A板向右平移，θ不变D．断开开关S，将A板向右平移，θ变小
学习效果·随堂评估自测
1．如图是一个电解电容器，由标注的参数可知(　　)A．电容器的击穿电压为450 VB．当电容器的电压低于450 V时，电容器无法工作C．给电容器加90 V电压时，电容器的电容为200 μFD．电容器允许容纳的最大电荷量为0.45 C
2．(多选)目前智能手机普遍采用了电容触摸屏。因为工作面上接有高频信号，当用手指触摸电容触摸屏时，手指和工作面形成一个电容器，控制器精密确定手指位置。对于电容触摸屏，下列说法正确的是(　　)
A．电容触摸屏只需要触摸，不需要压力即能产生位置信号B．使用绝缘笔在电容触摸屏上也能进行触控操作C．手指压力变大时，由于手指与屏的夹层工作面距离变小，电容变小D．手指与屏的接触面积变大时，电容变大
3．在生产纺织品、纸张等绝缘材料的过程中，为了实时监控材料的厚度，生产流水线上设置如图所示的传感器，其中甲、乙为平行板电容器的上、下两个固定极板，分别接在恒压直流电源的两极上。当通过极板间的材料厚度减小时，下列说法正确的是(　　)
A．有负电荷从a向b流过灵敏电流计GB．甲、乙两板间材料内的电场强度为零C．乙板上的电荷量变小D．甲、乙平行板构成的电容器的电容增大
3．试写出平行板电容器的决定因素。[提示]　平行板电容器的电容C与正对面积S成正比，与极板间的距离d成反比，与极板间的电介质的相对介电常数εr成正比。
阅读材料·拓展物理视野
用传感器观察电容器的放电过程电流传感器可以像电流表一样测量电流。不同的是，它的反应非常快，可以捕捉到瞬间的电流变化。此外，由于它与计算机相连，还能显示出电流随时间变化的I-t图像。
甲　观察电容器放电的电路图
按照图甲连接电路。用电压在8 V左右的直流电源，电容器可选几十微法的电解电容器。先使开关S与1端相连，电源向电容器充电，这个过程可在短时间内完成。然后把开关S掷向2端，电容器通过电阻R放电，传感器将电流信息传入计算机，屏幕上显示出电流随时间变化的I-t图像(图乙)。
乙　实验装置用传感器在计算机上观察电容器的放电
一位同学得到的I-t图像如图丙所示，电源电压是8 V。
丙　一个电容器放电的I-t图像