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1、第1章静电场第8节电容器的电容现在学习的是第1页，共56页学学习习目目标标：1.知知道道电电容容器器的的概概念念和和平平行行板板电电容容器器的的主要构造主要构造.2理解电容的概念及其定义式或决定式理解电容的概念及其定义式或决定式.3掌掌握握平平行行板板电电容容器器电电容容的的决决定定式式，并并能能用用其其讨讨论有关问题论有关问题.重点难点：重点难点：关于电容器两类典型问题的讨论关于电容器两类典型问题的讨论.课标定位课标定位现在学习的是第2页，共56页易易错错问问题题：对对定定义义式式C 的的理理解解，有有的的同同学学错错误误地理解为地理解为C与与Q成正比，与成正比，与U成反比成反比.现在学习的
2、是第3页，共56页一、电容器一、电容器1基本结构：由两个彼此基本结构：由两个彼此 又又相相互互 的的导导体体组成组成.2电容器的充放电电容器的充放电(1)充充电电：把把电电容容器器的的两两个个极极板板分分别别和和电电源源的的两两极极相连使两极板分别带上相连使两极板分别带上电荷的过程；电荷的过程；绝缘绝缘靠近靠近等量异种等量异种现在学习的是第4页，共56页(2)放放电电：把把电电容容器器的的两两个个极极板板相相连连，两两极极板板上上的的电电荷互相荷互相 ，使，使电电容器两极板上的容器两极板上的电电荷荷发发生生的的过过程程.说说明明：电电容容器器的的带带电电量量是是指指电电容容器器一一个个极极板板
3、所所带带电电荷荷量量的的绝绝对对值值，而而不不是是指指两两个个极极板板所所带带电电荷荷量量的的绝绝对对值之和值之和.吸引吸引中和中和现在学习的是第5页，共56页二、电容二、电容1定义：定义：Q与与U的的 ，公式为，公式为C.2物理意义：表示电容器物理意义：表示电容器 的的物物理理量量.3单位：单位：1 FFpF.比比值值容纳电荷本领容纳电荷本领1061012现在学习的是第6页，共56页4决定电容大小的因素决定电容大小的因素：平行板平行板电电容器的容器的电电容容C跟介跟介电电常数常数r ，跟跟极极板板正正对对面面S，跟板极，跟板极间间的距离的距离d.公式公式为为C，当极板，当极板间为间为真空真空
4、时时，C.成正比成正比成正比成正比成反比成反比现在学习的是第7页，共56页三、常见的电容器三、常见的电容器1分类：分类：(1)按电介质分：按电介质分：空气电容器、空气电容器、电电容容器器、纸纸质质电电容容器器、陶陶瓷瓷电电容容器器、涤纶电容器、涤纶电容器、电容器等；电容器等；(2)按是否可变分：按是否可变分：电容器、电容器、电容器等电容器等.云母云母电解电解可变可变固定固定现在学习的是第8页，共56页2电容器的额定电压和击穿电压电容器的额定电压和击穿电压(1)额额定定电压电压：电电容器能容器能够够工作工作时时的的电压电压.(2)击击穿穿电电压压：电电介介质质被被击击穿穿时时加加在在电电容容器器
5、两两极极板板上的上的电电压压，若若电电压压超超过过这这一一限限度度，则则电电容容器器就就会被会被损损坏坏.长期正常长期正常最小最小现在学习的是第9页，共56页现在学习的是第10页，共56页2公式公式 是是平平行行板板电电容容器器电电容容的的决决定定式式，公公式式可可反反映映出出影影响响平平行行板板电电容容器器电电容容大大小小的的因因素素，此此式式只只对对平行板平行板电电容器适用容器适用.现在学习的是第11页，共56页1Q是指电容器一个极板上所带电荷量的绝对值是指电容器一个极板上所带电荷量的绝对值.2由公式由公式 可以推出可以推出C 特别提醒特别提醒现在学习的是第12页，共56页二、电容器的动态
6、变化二、电容器的动态变化1固定电容器充放电过程固定电容器充放电过程(1)两两极极板板间间电电压压U不不变变时时，Q不不变变，电电容容器器两两极极板板间彼此绝缘间彼此绝缘.(2)两两极极板板间间电电压压U变变化化时时，Q变变化化，Q变变大大表表示示充充电电，Q变变小小表表示示放放电电，无无论论充充电电还还是是放放电电过过程程.都都没没有有电电荷通过电容器荷通过电容器.现在学习的是第13页，共56页(3)充充放放电电过过程程中中，每每个个极极板板的的带带电电量量Q及及两两板板间间电电场场强强度度E随随之之变变化化，也也满满足足能能量量守守恒恒，电电场场能能和和其其他他形式的能相互形式的能相互转转化
7、化.现在学习的是第14页，共56页现在学习的是第15页，共56页(2)讨论讨论现在学习的是第16页，共56页类型一类型一对对公式公式的理解的理解 对电对电容容 ，以下，以下说说法正确的是法正确的是()A电电容器充容器充电电荷量越大，荷量越大，电电容增加越大容增加越大B电电容器的容器的电电容跟它两极所加容跟它两极所加电压电压成反比成反比例例1现在学习的是第17页，共56页C电电容器的容器的电电容越大，所容越大，所带电带电荷量就越多荷量就越多D对对于于确确定定的的电电容容器器，它它所所充充的的电电荷荷量量跟跟它它两两极极板板间间所加所加电压电压的比的比值值保持不保持不变变【解解析析】电电容容是是描
8、描述述电电容容器器储储存存电电荷荷特特性性的的物物理理量量，一一旦旦电电容容器器确确定定了了，电电容容C便便不不再再变变化化.是是定定义义式式，不不是是决决定定式式，无无论论带带电电荷荷量量Q和和电电压压U如如何何变变化化，其比值始终不变其比值始终不变.因此，应选因此，应选D.现在学习的是第18页，共56页【答案答案】D【思思维维总总结结】抓抓准准电电容容是是电电容容器器本本身身的的特特性性这这一根本性质一根本性质.现在学习的是第19页，共56页1对对于于给给定定的的电电容容器器，描描述述其其电电容容C、电电荷荷量量Q、电压电压U之之间间相相应应关系的关系的图应图应是是图图181中的中的 ()
9、图图181变式拓展变式拓展变式拓展变式拓展现在学习的是第20页，共56页解解析析：选选B.电电容容是是描描述述电电容容器器储储存存电电荷荷特特性性的的物物理理量量，仅仅由由电电容容器器本本身身决决定定，对对于于给给定定的的电电容容器器，其其电电容容C的大小与电荷量的大小与电荷量Q、电压、电压U均无关均无关.现在学习的是第21页，共56页 一一个个平平行行板板电电容容器器，使使它它每每板板电电荷荷量量从从Q13105C增增加加到到Q23.6105C时时，两两板板间间的的电电势势差差从从U110 V增增加加到到U212 V，求求这这个个电电容容器器的的电电容容多多大大？如如要要使使两两极极板板电电
10、势势差差从从U110 V降降到到U26 V，则则每每板板需减少多少需减少多少电电荷量？荷量？例例2类型二类型二公式公式的的应应用用现在学习的是第22页，共56页现在学习的是第23页，共56页现在学习的是第24页，共56页两两极极板板间间电电势势差差降降为为6 V时时，每每板板应应减减少少的的电电荷荷量量为为QCU3106(106)C1.2105C.【答案答案】3 F1.2105C现在学习的是第25页，共56页现在学习的是第26页，共56页2(2010年年海海南南三三亚亚高高二二检检测测)有有一一充充电电的的平平行行板板电电容容器器，两两板板间间电电压压为为3 V，现现设设法法使使它它的的电电荷
11、荷量量减减少少3104C，导导致致电电容容器器两两极极板板间间的的电电压压降降到到原原来来的的，此此电电容容器器的的电电容容等等于于_F，电电容容器器原原来来所所带带的的电电荷荷量量是是_C，若若电电容容器器极极板板上上的的电电荷荷量量全全部部放放掉掉，电电容器的容器的电电容是容是_F.变式拓展变式拓展变式拓展变式拓展现在学习的是第27页，共56页现在学习的是第28页，共56页答案：答案：1504.5104150现在学习的是第29页，共56页 如如图图182所所示示，是是一一个个由由电电池池、电电阻阻R与与平平行行板板电电容容器器组组成成的的串串联联电电路路，在在增增大大电电容容器器两两极极板
12、板间间距距离的离的过过程中程中()图图182例例3类型三类型三电电容器的充容器的充电电和放和放电问题电问题现在学习的是第30页，共56页A电电阻阻R中没有中没有电电流流B电电容器的容器的电电容容变变小小C电电阻阻R中有从中有从a流向流向b的的电电流流D电电阻阻R中有从中有从b流向流向a的的电电流流【解解析析】开开始始时时，图图中中电电容容器器被被充充电电，A极极板板带带正电，正电，B极板带负电极板带负电.根据平行板电容器的电容公式根据平行板电容器的电容公式C 可知，当增大电容器两极板间的距离可知，当增大电容器两极板间的距离d时，时，现在学习的是第31页，共56页电电容容C变变小小，由由于于电电
13、容容器器始始终终与与电电池池相相连连，电电容容器器极板间的电压极板间的电压UAB保持不变，根据电容的定义式保持不变，根据电容的定义式 ，当当C减减小小时时，电电容容器器两两极极板板所所带带电电荷荷量量Q减减小小，A极极板板所所带带的的正正电电荷荷一一部部分分经经R流流向向电电源源的的正正极极，即即电电阻阻R中中有有从从a流向流向b的电流，所以选项的电流，所以选项B、C正确正确.故选故选BC.现在学习的是第32页，共56页【答案答案】BC【思思维维总总结结】电电容容器器充充、放放电电过过程程，即即电电容容器器的电荷量变化时，电路中会形成瞬间的电流的电荷量变化时，电路中会形成瞬间的电流.现在学习的
14、是第33页，共56页3关关于于电电容容器器的的充充、放放电电过过程程，下下列列说说法法中中正正确确的是的是()A充、放充、放电过电过程中外程中外电电路有瞬路有瞬间电间电流流B.充、放充、放电过电过程中外程中外电电路有恒定路有恒定电电流流C.充充电过电过程中程中电电源提供的源提供的电电能全部能全部转转化化为为内能内能D.放放电过电过程中程中电电容器中的容器中的电场电场能逐能逐渐渐减小减小变式拓展变式拓展变式拓展变式拓展现在学习的是第34页，共56页解解析析：选选AD.电电容容器器充充、放放电电过过程程中中，外外电电路路中中有有短短暂暂的的电电流流，且且电电流流是是逐逐渐渐减减小小的的，选选项项A
15、正正确确，B错错误误；充充电电过过程程中中电电源源提提供供的的电电能能有有一一部部分分储储存存到到电电容容器器两两板板间间的的电电场场中中，选选项项C错错误误；放放电电过过程程中中，随随着着电电容容器器两两板板间间所所带带的的电电荷荷量量逐逐渐渐减减小小，场场强强也也逐逐渐渐减减小小，电电场能也逐渐减小，选项场能也逐渐减小，选项D正确正确.现在学习的是第35页，共56页 如如图图183所所示示，一一平平行行板板电电容容器器跟跟一一电电源源相相接接，当当S闭闭合合时时，平平行行板板电电容容器器极极板板A、B间间的的一一带带电电液液滴滴恰恰好好静静止止.若若将将两两板板间间距距离离增增大大为为原原
16、来来的的两两倍倍，那那么么液液滴滴的的运运动动状状态态如如何何变变化化？若若先先将将S断断开开，再再将将两两板板间间距距离离增增大大为为原原来来的的两两倍倍，液液滴滴的的运运动动状状态态又又将将如如何何变变化化？例例4类型四类型四带电带电粒子在平行板粒子在平行板电电容器容器间间的运的运动动分析分析现在学习的是第36页，共56页图图183现在学习的是第37页，共56页【思思路路点点拨拨】带带电电液液滴滴静静止止时时，所所受受的的静静电电力力和和重重力力平平衡衡，液液滴滴带带负负电电，由由于于液液滴滴所所受受重重力力不不变变，液液滴滴运运动动状状态态随随静静电电力力的的变变化化而而变变化化，由由于
17、于FqE，因因此此只要分析出场强只要分析出场强E的变化情况即可的变化情况即可.现在学习的是第38页，共56页现在学习的是第39页，共56页【答案答案】见解析见解析【思思维维总总结结】带带电电体体在在匀匀强强电电场场中中运运动动状状态态的的变变化化，取取决决于于带带电电体体的的受受力力情情况况和和初初速速度度情情况况，分分析析静静电电力力时时，场场强强E的的变变化化是是个个关关键键，掌掌握握U不不变变或或Q不不变变两两种情况下种情况下E的变化规律是解决这类问题的基础的变化规律是解决这类问题的基础.现在学习的是第40页，共56页4如如图图184所所示示，是是一一个个由由电电池池、电电阻阻R、电电键
18、键S与与平平行行板板电电容容器器组组成成的的串串联联电电路路，电电键键S闭闭合合.一一带带电电液液滴滴悬悬浮浮在在两两板板间间P点点不不动动，下下列列说说法法正正确确的的是是()变式拓展变式拓展变式拓展变式拓展图图184现在学习的是第41页，共56页A.带电带电液滴可能液滴可能带带正正电电B.增增大大两两极极板板距距离离的的过过程程中中，电电阻阻R中中有有从从a到到b的的电电流，流，电电容器中容器中负电负电荷从荷从B到到AC.断断开开S，减减小小两两极极板板正正对对面面积积的的过过程程中中，液液滴滴将将加速下降加速下降D.断开断开S，减小两极板距离，减小两极板距离过过程中，液滴静止不程中，液滴
19、静止不动动现在学习的是第42页，共56页解解析析：选选D.带带电电液液滴滴受受电电场场力力和和重重力力作作用用，可可知知电电场场力力向向上上，液液滴滴带带负负电电，A错错；增增大大两两极极板板间间距距离离的的过程中，过程中，U不变，由不变，由 知知C减减小小，QCU减减小小，R中中的的电电流流从从a到到b，但但负负电电荷荷不不会会通通过过电电容容器器从从B到到A，B错错；断断开开S，减减小小极极板板间间距距过过程程中中E，E与与d无无关关，E不不变变，液液滴滴将将静静止止不不动动，D对对；S减减小小，E增增大大，液液滴滴将将加加速速上上升升，C错错.现在学习的是第43页，共56页1下下面面关关
20、于于电电容容器器及及其其电电容容的的叙叙述述正正确确的的是是()A.任任何何两两个个彼彼此此绝绝缘缘而而又又相相互互靠靠近近的的导导体体，就就组组成了成了电电容器，跟容器，跟这这两个两个导导体是否体是否带电带电无关无关B.电电容容器器所所带带的的电电荷荷量量是是指指每每个个极极板板所所带带电电荷荷量量的代数和的代数和现在学习的是第44页，共56页C.电电容器的容器的电电容与容与电电容器所容器所带电带电荷量成反比荷量成反比D.一一个个电电容容器器的的电电荷荷量量增增加加Q1.0106C时时，两板两板间电压间电压升高升高10 V，则电则电容器的容器的电电容无法确定容无法确定现在学习的是第45页，共
21、56页解解析析：选选A.电电容容器器既既然然是是储储存存电电荷荷的的容容器器，它它里里面面有有无无电电荷荷不不影影响响其其储储存存电电荷荷的的能能力力，A正正确确；电电容容器器所所带带的的电电荷荷量量指指任任一一极极板板电电荷荷量量的的绝绝对对值值，B错错；电电容容器器的的电电容容由由电电容容器器结结构构决决定定，不不随随带带电电量量的的变变化化而而变变化化，C错，错，可求电容器的电容，可求电容器的电容，D错错.现在学习的是第46页，共56页2关于关于电电容器的下列容器的下列说说法中不正确的是法中不正确的是()A.电电容大小与两板容大小与两板间电势间电势差成正比差成正比B.两板两板间电势间电势
22、差与差与电电容器所容器所带电带电荷量成正比荷量成正比C.两两板板间间电电势势差差从从10 V升升高高到到11 V或或从从50 V升升高高到到51 V，电电荷量的增量相等荷量的增量相等D.电电容大小与两板容大小与两板电势电势差无关差无关答案：答案：A现在学习的是第47页，共56页3(2010年年苍苍山山高高二二检检测测)如如图图185所所示示，用用静静电电计计可可以以测测量量已已充充电电的的平平行行板板电电容容器器两两极极板板之之间间的的电电势势差差U，现现使使B板板带电带电，则则下列判断正确的是下列判断正确的是()图图185现在学习的是第48页，共56页A.增大两极板之增大两极板之间间的距离，
23、指的距离，指针张针张角角变变大大B.将将A板稍微上移，静板稍微上移，静电计电计指指针张针张角将角将变变大大C.若若将将玻玻璃璃板板插插入入两两板板之之间间，则则静静电电计计指指针针张张角角变变大大D.若将若将A板拿走，板拿走，则则静静电计电计指指针张针张角角变为变为零零现在学习的是第49页，共56页解析：解析：选选AB.电容器上所带电量一定，由公式电容器上所带电量一定，由公式 当当d变大时，变大时，C变小变小.再由再由得得U变变大大.当当A板板上上移移时时，正正对对面面积积S变变小小，C也也变变小小，U变变大大，当当插插入入玻玻璃璃板板时时，C变变大大，U变变小小，当当将将A板板拿拿走走时时，
24、相相当当于于使使d变得更大，变得更大，C更小，故更小，故U应更大，故选应更大，故选A、B.现在学习的是第50页，共56页4一一个个电电容容器器带带电电荷荷量量为为Q时时，两两极极板板间间电电压压为为U，若若使使其其带带电电荷荷量量增增加加4.0107 C时时，它它两两极极板板间间的的电势电势差增加差增加20 V，则则它的它的电电容容为为()A.1.0108 FB.2.0108 FC.4.0108 F D.8.0108 F现在学习的是第51页，共56页现在学习的是第52页，共56页5如如图图186所所示示，平平行行板板电电容容器器的的两两个个极极板板A、B分分别别接接在在电电压压为为60 V的的恒恒定定电电源源上上，两两板板间间距距为为3 cm，电电容器容器带电带电荷量荷量为为6108C，A极板接地极板接地.求：求：(1)平行板平行板电电容器的容器的电电容；容；(2)平行板两板平行板两板间电场间电场强强度；度；(3)距距B板板2 cm的的C点的点的电势电势.图图186现在学习的是第53页，共56页现在学习的是第54页，共56页答案：答案：(1)1109F(2)2103 V/m(3)20 V现在学习的是第55页，共56页现在学习的是第56页，共56页