高中物理 第一章 靜電場《電容器和電容》參考課件 教科版選修31

第一章第 6節(jié)理解教材新知把握熱點考向應(yīng)用創(chuàng)新演練知識點一知識點一知識點二知識點二考向一隨堂基礎(chǔ)鞏固隨堂基礎(chǔ)鞏固課時跟蹤訓(xùn)練課時跟蹤訓(xùn)練考向二第6節(jié) 電容器和電容自學(xué)教材自學(xué)教材 1電容器電容器 (1)定義：由兩個彼此定義：由兩個彼此 又互相又互相 的導(dǎo)體組成。的導(dǎo)體組成。 (2)平行板電容器：平行板電容器： 結(jié)構(gòu)：由兩塊結(jié)構(gòu)：由兩塊 的平行金屬板組成。的平行金屬板組成。 帶電特點：兩板帶帶電特點：兩板帶 電荷，分布在兩板相對的電荷，分布在兩板相對的內(nèi)側(cè)。某一極板所帶電荷量的內(nèi)側(cè)。某一極板所帶電荷量的 規(guī)定為電容器的帶電規(guī)定為電容器的帶電荷量。荷量。絕緣絕緣靠近靠近彼此絕緣彼此絕緣等量異種等量異種絕對值絕對值 (3)電容器的充、放電過程：電容器的充、放電過程： 充電：指使電容器帶電的過程，充電電流流向充電：指使電容器帶電的過程，充電電流流向 ，充電后兩極板帶等量異種電荷。，充電后兩極板帶等量異種電荷。 放電：指使充電后的電容器失去電荷的過程，放電放電：指使充電后的電容器失去電荷的過程，放電電流流向電流流向 。 充、放電過程中的能量變化。充、放電過程中的能量變化。 電容器充電后，電容器中就儲存了電能。將電容器兩電容器充電后，電容器中就儲存了電能。將電容器兩極連接，異種電荷通過放電中和，儲存的電能就釋放出來，極連接，異種電荷通過放電中和，儲存的電能就釋放出來，轉(zhuǎn)化為其他形式的能量，例如發(fā)光、發(fā)熱等。轉(zhuǎn)化為其他形式的能量，例如發(fā)光、發(fā)熱等。正極板正極板負(fù)極板負(fù)極板儲存電荷儲存電荷C/V1061012重點詮釋重點詮釋1電容器的充、放電過程電容器的充、放電過程充電過程充電過程放電過程放電過程電流流向電流流向極板電量極板電量增加增加減小減小板間電場板間電場增強(qiáng)增強(qiáng)減弱減弱結(jié)果結(jié)果板間電壓與電源相同，兩板間電壓與電源相同，兩極板帶等量異種電荷極板帶等量異種電荷板間電壓為零，極板間電壓為零，極板電荷中和板電荷中和圖圖1611對電容對電容CQ/U，以下說法正確的是，以下說法正確的是 ()A電容器充電荷量越大，電容增加越大電容器充電荷量越大，電容增加越大B電容器的電容跟它兩極所加電壓成反比電容器的電容跟它兩極所加電壓成反比C電容器的電容越大，所帶電荷量就越多電容器的電容越大，所帶電荷量就越多D對于確定的電容器，它所充的電荷量跟它兩極板間對于確定的電容器，它所充的電荷量跟它兩極板間所加電壓的比值保持不變所加電壓的比值保持不變解析：解析：電容器的電容是由電容器本身的因素決定的，與電電容器的電容是由電容器本身的因素決定的，與電容器的帶電荷量容器的帶電荷量Q和兩極間的電壓無關(guān)。所以和兩極間的電壓無關(guān)。所以D對。對。答案：答案：D 自學(xué)教材自學(xué)教材 1實驗探究：平行板電容器的電容與哪些因素有關(guān)？實驗探究：平行板電容器的電容與哪些因素有關(guān)？ (1)方法：采取方法：采取 法，在電容器帶電荷量法，在電容器帶電荷量Q不變不變的情況下，只改變電容器的極板正對面積的情況下，只改變電容器的極板正對面積S、板間距離、板間距離d、板、板間電介質(zhì)的介電常數(shù)間電介質(zhì)的介電常數(shù)中的一個量。中的一個量。 (2)靜電計電勢差的意義：由于靜電計的金屬球與其中一靜電計電勢差的意義：由于靜電計的金屬球與其中一個極板相連，兩者電勢相等，靜電計的金屬外殼與另一個極個極板相連，兩者電勢相等，靜電計的金屬外殼與另一個極板相連板相連(或同時接地或同時接地)，兩者電勢相等。所以靜電計的電勢差實，兩者電勢相等。所以靜電計的電勢差實質(zhì)上也反映了質(zhì)上也反映了 的電勢差的大小。的電勢差的大小?？刂谱兞靠刂谱兞侩娙萜鲀蓸O板間電容器兩極板間 2常用電容器常用電容器 (1)分類：分類： 按電介質(zhì)分：按電介質(zhì)分： 電容器、電容器、 電容器、陶瓷電電容器、陶瓷電容器、容器、 電容器等。電容器等。 按是否可變分：按是否可變分： 電容器、電容器、 電容器等。電容器等。云母云母紙質(zhì)紙質(zhì)電解電解可變可變固定固定 (2)電容器的額定電壓和擊穿電壓：電容器的額定電壓和擊穿電壓： 擊穿電壓：加在電容器兩極板上的電壓不能超過某擊穿電壓：加在電容器兩極板上的電壓不能超過某一限度，超過這個限度，電介質(zhì)將被一限度，超過這個限度，電介質(zhì)將被 ，電容器損壞，電容器損壞，這個極限電壓稱為擊穿電壓。這個極限電壓稱為擊穿電壓。 額定電壓：電容器能夠額定電壓：電容器能夠 工作時的電壓。電工作時的電壓。電容器外殼上標(biāo)的電壓即是額定電壓，這個值比擊穿電壓低。容器外殼上標(biāo)的電壓即是額定電壓，這個值比擊穿電壓低。擊穿擊穿長期正常長期正常 重點詮釋重點詮釋2(2012福州高二檢測福州高二檢測)如圖如圖162所所示的實驗裝置中，平行板電容器的極板示的實驗裝置中，平行板電容器的極板A與一靈敏的靜電計相接，極板與一靈敏的靜電計相接，極板B接地。接地。若極板若極板B向上移動一點，由觀察到的靜電計指針變化作向上移動一點，由觀察到的靜電計指針變化作出平行板電容器電容變小的結(jié)論的依據(jù)是出平行板電容器電容變小的結(jié)論的依據(jù)是 ()A兩極板間的電壓不變，極板上的電荷量變小兩極板間的電壓不變，極板上的電荷量變小B兩極板間的電壓不變，極板上的電荷量變大兩極板間的電壓不變，極板上的電荷量變大C極板上的電荷量幾乎不變，兩極板間的電壓變小極板上的電荷量幾乎不變，兩極板間的電壓變小D極板上的電荷量幾乎不變，兩極板間的電壓變大極板上的電荷量幾乎不變，兩極板間的電壓變大圖圖162答案：答案：D答案答案150 F4.5104 C150 F對于對于“1 000 pF,220 V”的云母電容器，下列說法中錯誤的的云母電容器，下列說法中錯誤的是是 ()A所帶電荷量總是所帶電荷量總是2.2107 CB所帶電荷量是所帶電荷量是1.0107 C時，兩極間電壓是時，兩極間電壓是100 VC每當(dāng)兩極間電壓增加每當(dāng)兩極間電壓增加10 V時，所帶電荷量增加時，所帶電荷量增加1.0108 CD使它所帶電荷量增加使它所帶電荷量增加Q，兩極間電壓隨之增加，兩極間電壓隨之增加U，且且Q/U1.0109 F答案：答案：A 例例2如圖如圖163所示，平所示，平行板電容器與電壓為行板電容器與電壓為U的直流電的直流電源源(內(nèi)阻不計內(nèi)阻不計)連接，下極板接地，連接，下極板接地，開關(guān)開關(guān)S閉合時一帶電油滴位于電閉合時一帶電油滴位于電容器中的容器中的P點且恰好處于平衡狀態(tài)。現(xiàn)將平行板電容器的點且恰好處于平衡狀態(tài)?，F(xiàn)將平行板電容器的上極板豎直向上移動一小段距離，則上極板豎直向上移動一小段距離，則 () A帶電油滴將沿豎直方向向上運動帶電油滴將沿豎直方向向上運動 BP點的電勢將降低點的電勢將降低 C帶電油滴的電勢能將不變帶電油滴的電勢能將不變 D電容器的電容減小，極板帶電量增大電容器的電容減小，極板帶電量增大圖圖163審題指導(dǎo)審題指導(dǎo)解答本題時應(yīng)注意以下三點：解答本題時應(yīng)注意以下三點：(1)電容器始終與電源相連。電容器始終與電源相連。(2)板間距與場強(qiáng)的關(guān)系。板間距與場強(qiáng)的關(guān)系。(3)板間距與電容大小的關(guān)系。板間距與電容大小的關(guān)系。 解析解析電容器與電源相連，當(dāng)上極板上移時，板間距電容器與電源相連，當(dāng)上極板上移時，板間距離離d增大，場強(qiáng)增大，場強(qiáng)EU/d減小，電場力減小，帶電油滴將向下減小，電場力減小，帶電油滴將向下運動，運動，A錯；由錯；由UEd知，知，P與下極板電勢差減小，與下極板電勢差減小，P點電勢點電勢降低，降低，B對；由對；由Epq以及粒子帶負(fù)電可判斷，電勢能增加，以及粒子帶負(fù)電可判斷，電勢能增加，C錯；由錯；由CQ/U知知C減小，減小，U不變，不變，Q將減小，將減小，D錯。錯。答案答案B 討論平行板電容器的相關(guān)問題時，首先要確定是保討論平行板電容器的相關(guān)問題時，首先要確定是保持電勢差一定還是電荷量一定，然后根據(jù)電容器的結(jié)構(gòu)持電勢差一定還是電荷量一定，然后根據(jù)電容器的結(jié)構(gòu)變化確定其電容的變化，再根據(jù)電容的定義式和場強(qiáng)與變化確定其電容的變化，再根據(jù)電容的定義式和場強(qiáng)與電勢差的關(guān)系進(jìn)行討論。電勢差的關(guān)系進(jìn)行討論。若開關(guān)若開關(guān)S接通一段時間后再斷開，然后將上極板豎直向上移接通一段時間后再斷開，然后將上極板豎直向上移動一小段距離，則上述四個選項中正確的選項是動一小段距離，則上述四個選項中正確的選項是_。解析：解析：開關(guān)開關(guān)S斷開后，電容器上的電量保持不變，板間距斷開后，電容器上的電量保持不變，板間距d增增大，電容器的電容減小，大，電容器的電容減小，D錯誤。由錯誤。由QCU可知，板間電壓可知，板間電壓增大，又因電量一定時，板間電場強(qiáng)度與距離無關(guān)，增大，又因電量一定時，板間電場強(qiáng)度與距離無關(guān)，E不變，不變，故帶電油滴靜止不動，故帶電油滴靜止不動，A錯誤，由錯誤，由UEd可知，可知，P與下極板與下極板間的電勢差不變，間的電勢差不變，p不變，由不變，由Epqp可知，帶電油滴具有可知，帶電油滴具有的電勢能不變，的電勢能不變，C正確，正確，B錯誤。錯誤。答案：答案：C