鲁科版 (2019)必修 第三册第5节 科学探究:电容器教课课件ppt

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5.实验原理与设计实验电路如图所示。当开关拨到位置“1”时,电源E对电容器充电;当开关拨到位置“2” 时,电容器放电。在充电和放电过程中,利用电流计观察电路的电流大小和方向的变化,利用 电压表观察电容器两极板间电压的变化,进而判断电容器两极板储存电荷量的变化。 6.实验步骤(1)按照实验电路图连接电路。(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)把单刀双掷开关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。7.数据分析将测量的信息填入设计的表格中,分析观察到的现象并得出结论。实验记录和分析:
8.实验结论电容器的充电过程,在充电开始时电流比较大,以后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。电容器的放电过程,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到零。9.注意事项(1)电压表和电解电容器正、负极不能接反,以免损坏。(2)连接电路时,开关要断开,避免短路。(3)合理选择量程,避免充电电流超过电流计量程。
1.电容(1)定义:电容器所带的电荷量Q与电容器两极板间的电压U的比值,叫做电容器的电容。(2)公式:C= 。(3)电容是表示电容器容纳电荷本领的物理量,在数值上等于两极板间的电势差为1 V时,电容 器所带的电荷量。(4)单位:法拉,简称法,符号F,还有微法(μF)和皮法(pF)。关系:1 F=106 μF=1012 pF。2.平行板电容器(1)构成:平行板电容器由靠得很近、相互平行,中间有绝缘物质的两片金属板组成。(2)决定因素:平行板电容器的电容C与相对介电常数εr成正比,与两极板的正对面积S成正比, 与两极板间的距离d成反比。(3)平行板电容器电容的决定式:C= ,其中k为静电力常量。
1.分类(1)按电介质分类:空气电容器、陶瓷电容器、云母电容器、电解电容器等。(2)按电容是否可变分为:可变电容器、固定电容器。2.电容器的额定电压和击穿电压(1)额定电压(或标称电压):电容器能够安全工作的最大电压。(2)击穿电压:加在电容器两极板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, 电容器损坏,这个极限电压称为击穿电压。3.应用:照相机的电子闪光灯、测量水位的变化、高能物理实验或工程、驻极体话筒等。
1.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。 (　    )2.将电介质插入平行板电容器时,电容器的电容将变小。 (　    )3.加在电容器两极板间的电压不能超过击穿电压。 (　    )4.电容越大,电容器所带的电荷量就越多,反之就越少。 (　    )5.根据公式C= ,可知电容C与电容器所带的电荷量Q成正比,与两极板间的电势差U成反比。 (　    )
知识辨析 判断正误，正确的画“ √” ，错误的画“ ✕” 。
✕ 电容的大小反映电容器容纳电荷的本领,电容大,说明电容器容纳电荷的本领大,但所带电荷量不一定多,就如同某水容器容积很大,但却没有盛水一样。
 C= 是电容的定义式,不能说C与Q成正比,与U成反比。
讲解分析1.对电容器的理解(1)电容器的作用:储存电荷。(2)所带电荷量的特点:两极板所带电荷量等量异号,且分布在两极板相对的内侧。电容器所 带电荷量是指一个极板所带电荷量的绝对值。
(3)电容器的充、放电过程分析
2.对电容的理解(1)电容由电容器本身的构造决定。电容器的电容是反映电容器容纳电荷本领的物理量,用C = 来定义,但它却是由电容器自身的构造决定的,与所带电荷量Q和所加电压U无关。即使电容器不带电,其电容仍然存在,并且是一个确定的值。(2)通过Q-U图像来理解C= 。如图所示,在Q-U图像中,过原点的直线的斜率表示电容的大小,其中Q为一个极板上所带电荷量的绝对值,U为两极板间的电势差,可以看出,电容器的电 容也可以表示为C= ,即电容器的电容在数值上等于两极板间的电压增大(或减小)1 V所需增加(或减少)的电荷量。 
(3)通过C-Q图像或C-U图像理解电容。  由图像可以看出:电容器的电容C是与Q、U均无关的常量。
讲解分析1.C= 与C=  的比较
2.平行板电容器的两类典型问题的处理方法　　公式分析法:①C= 　②C= 　③E= 
典例 如图所示,M、N为平行板电容器的两个金属极板,G为静电计【1】,开始时闭合开关S【2】, 静电计指针张开一定角度。则下列说法正确的是 (　    ) A.开关S保持闭合,将R的滑片向右移动,静电计指针张开角度增大B.开关S保持闭合,将两极板间距增大,静电计指针张开角度增大C.断开开关S后,将两极板间距增大,板间电压不变D.断开开关S后,紧贴下极板插入金属板,板间场强不变
信息提取    【1】静电计是一种特殊的电容器,可以从指针张开的角度推知与之相连的电容 器两极板间的电势差。【2】开关S闭合时,电容器两极板间电势差不变;断开开关S后,电容器所带电荷量不变。
思路分析    解答本题的两个关键:(1)在两极板间电势差不变的情况下,静电计指针张角不变。(2)在电荷量保持不变时,由E= = = 【3】知,电场强度与板间距离无关;两极板正对面 积变小时,场强增大。