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鲁科版 (2019)必修 第三册第5节 科学探究:电容器完美版课件ppt
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这是一份鲁科版 (2019)必修 第三册第5节 科学探究:电容器完美版课件ppt，共36页。PPT课件主要包含了思考判断，电荷量，平行板电容器，核心要点，实验结论，答案1，电容器的电容，答案AC，电容器的动态分析问题，答案A等内容，欢迎下载使用。
知识点一 观察电容器的充、放电现象[观图助学]
平行板电容器的充电与放电示意图
1.电容器：能储存______的电学元件称为电容器。两块彼此绝缘的平行金属板可组成最简单的电容器，即平行板电容器。2.电容器的充电、放电(1)充电：把电容器的两极板分别与电池组的两极相连，两极板上分别带上______的异号电荷的过程。(2)放电：充电后的电容器两极板通过电流计接通，电路中会形成瞬时电流而发生放电，使两极板的电荷______而不再带电。
(1)两个靠近的导体一定能构成一个电容器。( )(2)电容器所带的电荷量是指每个极板所带电荷量的代数和。( )(3)电容器充电过程是将其他形式的能转化成电容器的电能并储存起来；电容器放电过程是将电容器储存的电能转化为其他形式的能。( )
知识点二 电容器的电容1.电容 (1)定义：电容器的________Q与两极板间的_______之比。
知识点三 常见电容器及其应用1.电容器的分类
(1)按照导体极板间所用的电介质分类：空气电容器、_____电容器、_______电容器、陶瓷电容器、______电容器、______电容器等。 (2)按电容器的电容是否可变分类：可变电容器和固定电容器等。
2.额定电压和击穿电压(1)额定电压：___________________________。它比击穿电压要____。 (2)击穿电压：是电容器的极限电压，超过这个电压，电容器内的电介质将被击穿，电容器将被损坏。3.应用利用电容器可以测量水位，驻极体话筒也是利用电容器的原理制造的。
电容器安全工作时电压的上限
观察电容器的充、放电现象
[要点归纳]1.电容器充、放电特点 (1)充电过程是将电能储存在电容器中的过程。
充电过程特点(如图乙所示)
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)放电过程是将储存的电场能转化为其他形式能量的过程。
放电过程特点(如图丁所示)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。
2.实验步骤(1)调节直流可调电源，输出为6 V，并用多用电表校准。(2)断开开关，正确连接实物图，电路图如图。
(3)把单刀双掷开关S和触点1连通，观察电容器的充电现象，并将现象记录在表格中。(4)把单刀双掷开关S和触点2连通，观察电容器的放电现象，并将现象记录在表格中。(5)断开开关。
[试题案例][例1] 某同学利用图(a)所示电路测量电容器充电时两极板间的电压随时间的变化。实验中使用的器材为：干电池E(两端电压恒定)、开关S1和S2，电容器C(约100 μF)、电阻R1(约200 kΩ)、电阻R2(1 kΩ )、电压表 (量程6 V)、秒表、导线若干。
(1)按图(a)所示的电路原理图将图(b)中实物图连线。
(2)先闭合开关S2，再断开开关S2，闭合开关S1，同时按下秒表开始计时。若某时刻电压表的示数如图(c)所示，电压表的读数为________V(保留2位小数)。(3)该同学每隔10 s记录一次电压表的读数U，记录的数据如下表所示。在给出的坐标纸上描绘出U－t图线。已知只有一个数据点误差较大，该数据点对应的表中的时间是________s。
(4)电路中C、R2和S2构成的回路的作用是_________________________。
(2)3.60 (3)40.0
(4)使实验前电容器两极板上的电荷中和
[针对训练1] 如图所示实验中，关于平行板电容器的充、放电，下列说法正确的是( )
A.开关接1时，平行板电容器充电，且上极板带正电B.开关接1时，平行板电容器充电，且上极板带负电C.开关接2时，平行板电容器充电，且上极板带正电D.开关接2时，平行板电容器充电，且上极板带负电
解析 开关接1时，平行板电容器充电，上极板与电源正极相连而带正电，A正确，B错误；开关接2时，平行板电容器放电，放电结束后上、下极板均不带电，C、D错误。答案 A
[要点归纳]1.电容器的充、放电过程中，电路中有充电、放电电流，电路稳定时，电路中没有电流。
[试题案例][例2] (多选)下列关于电容的说法正确的是( )
[针对训练2] (多选)如图所示是描述对给定的电容器充电时极板上的电荷量Q、极板间电压U和电容C之间关系的图像，其中正确的是( )
解析 给定的电容器的电容是由电容器本身决定的，与电容器带的电荷量Q和两极板间的电压U均无关，不能认为C与Q成正比，与U成反比，故D正确，A、B错误；而C图告诉我们对给定电容器所带的电荷量与极板间的电压成正比，其比值即电容器的电容不变，故C正确。答案 CD
[观察探究]电容式触摸屏的结构示意图如图所示。
(1)若电容器两极板间的电压不变，用手按外屏时，两极板间的距离减小，电容怎么变化？电容器带电荷量怎么变化？(2)若电容器带电荷量不变，用手按外屏两极板间的距离减小时，电容器两极板间的电压怎么变化？答案 (1)U不变，d减小，可推出：C变大，Q变大(2)Q不变，d减小，可推出：C变大，U变小
[探究归纳]1.板间电场强度的两个公式
2.分析电容器动态变化问题的步骤
[试题案例][例3] 用控制变量法，可以研究影响平行板电容器电容的因素，如图所示。设两极板正对面积为S，极板间的距离为d，静电计指针偏角为θ。实验中，极板所带电荷量不变，若( )
A.保持S不变，增大d，则θ变大B.保持S不变，增大d，则θ变小C.保持d不变，减小S，则θ变小D.保持d不变，减小S，则θ不变
[针对训练3] (多选)一平行板电容器，充电后与电源断开，负极板接地，在两极板间有一正电荷，电荷量足够小，固定在P点，如图所示，以E表示两极板间的场强，U表示两极板间电压，φ表示P点的电势，Ep表示正电荷在P点的电势能，Q表示极板所带的电荷量。若保持负极板不动，将正极板移到图中虚线位置，则( )
A.U不变，Ep不变 B.E不变，Ep不变C.Q不变，E不变 D.φ变小，E变小
知识点一 观察电容器的充、放电现象[观图助学]
平行板电容器的充电与放电示意图
1.电容器：能储存______的电学元件称为电容器。两块彼此绝缘的平行金属板可组成最简单的电容器，即平行板电容器。2.电容器的充电、放电(1)充电：把电容器的两极板分别与电池组的两极相连，两极板上分别带上______的异号电荷的过程。(2)放电：充电后的电容器两极板通过电流计接通，电路中会形成瞬时电流而发生放电，使两极板的电荷______而不再带电。
(1)两个靠近的导体一定能构成一个电容器。( )(2)电容器所带的电荷量是指每个极板所带电荷量的代数和。( )(3)电容器充电过程是将其他形式的能转化成电容器的电能并储存起来；电容器放电过程是将电容器储存的电能转化为其他形式的能。( )
知识点二 电容器的电容1.电容 (1)定义：电容器的________Q与两极板间的_______之比。
知识点三 常见电容器及其应用1.电容器的分类
(1)按照导体极板间所用的电介质分类：空气电容器、_____电容器、_______电容器、陶瓷电容器、______电容器、______电容器等。 (2)按电容器的电容是否可变分类：可变电容器和固定电容器等。
2.额定电压和击穿电压(1)额定电压：___________________________。它比击穿电压要____。 (2)击穿电压：是电容器的极限电压，超过这个电压，电容器内的电介质将被击穿，电容器将被损坏。3.应用利用电容器可以测量水位，驻极体话筒也是利用电容器的原理制造的。
电容器安全工作时电压的上限
观察电容器的充、放电现象
[要点归纳]1.电容器充、放电特点 (1)充电过程是将电能储存在电容器中的过程。
充电过程特点(如图乙所示)
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)放电过程是将储存的电场能转化为其他形式能量的过程。
放电过程特点(如图丁所示)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。
2.实验步骤(1)调节直流可调电源，输出为6 V，并用多用电表校准。(2)断开开关，正确连接实物图，电路图如图。
(3)把单刀双掷开关S和触点1连通，观察电容器的充电现象，并将现象记录在表格中。(4)把单刀双掷开关S和触点2连通，观察电容器的放电现象，并将现象记录在表格中。(5)断开开关。
[试题案例][例1] 某同学利用图(a)所示电路测量电容器充电时两极板间的电压随时间的变化。实验中使用的器材为：干电池E(两端电压恒定)、开关S1和S2，电容器C(约100 μF)、电阻R1(约200 kΩ)、电阻R2(1 kΩ )、电压表 (量程6 V)、秒表、导线若干。
(1)按图(a)所示的电路原理图将图(b)中实物图连线。
(2)先闭合开关S2，再断开开关S2，闭合开关S1，同时按下秒表开始计时。若某时刻电压表的示数如图(c)所示，电压表的读数为________V(保留2位小数)。(3)该同学每隔10 s记录一次电压表的读数U，记录的数据如下表所示。在给出的坐标纸上描绘出U－t图线。已知只有一个数据点误差较大，该数据点对应的表中的时间是________s。
(4)电路中C、R2和S2构成的回路的作用是_________________________。
(2)3.60 (3)40.0
(4)使实验前电容器两极板上的电荷中和
[针对训练1] 如图所示实验中，关于平行板电容器的充、放电，下列说法正确的是( )
A.开关接1时，平行板电容器充电，且上极板带正电B.开关接1时，平行板电容器充电，且上极板带负电C.开关接2时，平行板电容器充电，且上极板带正电D.开关接2时，平行板电容器充电，且上极板带负电
解析 开关接1时，平行板电容器充电，上极板与电源正极相连而带正电，A正确，B错误；开关接2时，平行板电容器放电，放电结束后上、下极板均不带电，C、D错误。答案 A
[要点归纳]1.电容器的充、放电过程中，电路中有充电、放电电流，电路稳定时，电路中没有电流。
[试题案例][例2] (多选)下列关于电容的说法正确的是( )
[针对训练2] (多选)如图所示是描述对给定的电容器充电时极板上的电荷量Q、极板间电压U和电容C之间关系的图像，其中正确的是( )
解析 给定的电容器的电容是由电容器本身决定的，与电容器带的电荷量Q和两极板间的电压U均无关，不能认为C与Q成正比，与U成反比，故D正确，A、B错误；而C图告诉我们对给定电容器所带的电荷量与极板间的电压成正比，其比值即电容器的电容不变，故C正确。答案 CD
[观察探究]电容式触摸屏的结构示意图如图所示。
(1)若电容器两极板间的电压不变，用手按外屏时，两极板间的距离减小，电容怎么变化？电容器带电荷量怎么变化？(2)若电容器带电荷量不变，用手按外屏两极板间的距离减小时，电容器两极板间的电压怎么变化？答案 (1)U不变，d减小，可推出：C变大，Q变大(2)Q不变，d减小，可推出：C变大，U变小
[探究归纳]1.板间电场强度的两个公式
2.分析电容器动态变化问题的步骤
[试题案例][例3] 用控制变量法，可以研究影响平行板电容器电容的因素，如图所示。设两极板正对面积为S，极板间的距离为d，静电计指针偏角为θ。实验中，极板所带电荷量不变，若( )
A.保持S不变，增大d，则θ变大B.保持S不变，增大d，则θ变小C.保持d不变，减小S，则θ变小D.保持d不变，减小S，则θ不变
[针对训练3] (多选)一平行板电容器，充电后与电源断开，负极板接地，在两极板间有一正电荷，电荷量足够小，固定在P点，如图所示，以E表示两极板间的场强，U表示两极板间电压，φ表示P点的电势，Ep表示正电荷在P点的电势能，Q表示极板所带的电荷量。若保持负极板不动，将正极板移到图中虚线位置，则( )
A.U不变，Ep不变 B.E不变，Ep不变C.Q不变，E不变 D.φ变小，E变小
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