人教版高三物理选修3-1《静电场》(电容器)课件人教版.ppt

电容器、电容电容器、电容一、电容器1、构成：两个互相靠近又彼此绝缘的导体构成电容器 2、充放电 ：（1）充电：使电容器两极板带上等量异种电荷的过程充电 的过程是将电场能储存在电容器中2）放电：使充电后的电容器失去电荷的过程放电的过程 中储存在电容器中的电场能转化为其他形式的能量3、电容器带的电荷量： 是指每个极板上所带电荷量的绝对值 4、电容器的电压额定电压 ：击穿电压 ：是指电容器的最大正常工作即 电容器铭牌上的标定数值是指把电容器的电介质击穿导 电使电容器损坏的极限电压 额定电压低于击穿电压二、电容1、定义 ：电容器所带的电荷量Q与两极板间的电压U的比值2、定义式 ：3、电容的单位 ：法拉，符号：F4、物理意义 ：电容是描述电容器容纳电荷本领大小的物理量， 在数值上等于电容器两板间的电势差增加1V所需 的电荷量电容器的电容与Q、U的大小无关，是由电容器本 身的结构决定的对一个确定的电容器，它的电 容是一定的，与电容器是否带电及带电多少无关 5、制约因素 ：三、平行板电容器：1、平行板电 容器的电容 的决定式：即平行板电容器的电容与介 质的介电常数成正比，与两 板正对的面积成正比，与两 板间距成反比。

2、平行板电 容器两板间的 电场：可认为是匀强 电场，E=U/d*平行板电容器的两种典型情况的讨论*C =εS／4πkd C=Q/U E=U/d ∝ Q／εS 1. 电容器始终跟电源连接——U保持不变2. 电容器与电源断开——Q保持不变电容器 结构的 变化电容的 变化电量的 变化(充 放电)C=Q/UC =εS／4πkdE=U/d场强的 变化电容器 结构的 变化电容的 变化电压的 变化C=Q/UC =εS／4πdE ∝ Q/ εS场强的 变化U不变Q不变带电粒子运动状态的变化带电粒子运动状态的变化1、对于水平放置的平行板电容器，下列说法正确的 是 ( ) （A）将两极板的间距加大，电容将增大 （B）将两极板平行错开，使正对面积减小，电容将减小 （C）在下板的内表面上放置一面积和极板相等、厚度小于极板间距的陶瓷板，电容将增大 （D）在下板的内表面上放置一面积和极板相等、厚度小于极板间距的铝板，电容将增大B C D平行板电容器的两种典型情况的分析问题注意放铝板与陶瓷板区别，在外表面放有用吗？2、（03年江苏高考）两块大小、形状完全相同的金属平板平行 放置，构成一平行板电容器，与它相连接的电路如图所示，接通开 关K，电源即给电容器充电.（ ） A．保持K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K接通，在两极板间插入一块介质，则极板上的电量增 大 C．断开K，减小两极板间的距离，则两极板间的电势差减小 D．断开K，在两极板间插入一块介质，则两极板间的电势差增 大KRE+-B C注意在哪种情况哪种情况下 公式的灵活应用3、电容器充电后与电源断开，质量为m、电荷量为q的带 电粒子静止于该电容器两平行板中央，现在两板间靠近下 极板插入一个厚度为极板间距离1/8的金属板，如图7所示 ，则关于两板间电势差和带电粒子的运动情况的说法中正 确的是（ ） A．两板间电势差U增大，带电粒子向上加速运动 B．两板间电势差U不变，带电粒子仍静止 C．两板间电势差U减小，带电粒子仍静止 D．两板间电势差U减小，带电粒子向下加速运动C注意在不变情况不变情况下 公式的灵活应用4、如图14所示，平行板电容器充电后断开电源，带正电 的极板接地，板间有一带电小球用绝缘细线悬挂着，小球 静止时与竖直方向的夹角为θ，若将带负电的极板向右平 移稍许，则( ) A．带负电的极板的电势降低 B．两极板间的电场强度变小 C．夹角θ将变小 D．细线对小球的拉力变大A注意在不变情况不变情况下 公式的灵活应用5、(南通市2008届高三第一次调研测试 )如图所示，平行 板电容器竖直放置，A板上用绝缘线悬挂一带电小球，静 止时绝缘线与固定的A板成θ角，移动B板，下列说法正确 的是( ) A．S闭合，B板向上平移一小段距离，θ角变大 B．S闭合，B板向左平移一小段距离，θ角变大 C．S断开，B板向上平移一小段距离，θ角变大 D．S断开，B板向左平移一小段距离，θ角不变BCD注意1、A、B在U U不变情况不变情况 下公式的灵活应用2、C、D在不变情况不变情况 下公式的灵活应用6、两个较大的平行金属板、相距为d，分别接在电压为U的电源正 、负极上，这时质量为m，带电量为–q的油滴恰好静止在两板之间 ，如图所示，在其他条件不变的情况下，如果将两板非常缓慢地水 平错开一些，那么在错开的过程中( ) A．油滴将向上加速运动，电流计中的电流从b流向a B．油滴将向下加速运动，电流计中的电流从a流向b C．油滴静止不动，电流计中的电流从b流向a D．油滴静止不动，电流计中的电流从a流向bD注意1、在U U不变情况不变情况下 公式的灵活应用 2、充放电以及正负电 荷移动方向与电流方向 的关系7、（07广东）如图8所示，D是一只二极管，它的作用是 只允许电流从a流向b，不允许电流从b流向a ，平行板电 容器AB内部原有电荷P处于静止状态，当两极板A和B的间 距稍增大一些的瞬间(两极板仍平行)，P的运动情况将是 （ ） A．仍静止不动． B．向下运动 C．向上运动． D．无法判断．A小结：1、此题利用了二极 管的特性设置关卡2、到底在哪种情况哪种情况 下需要需要我们假设假设进行判断3、若电源的正负极对调呢？8、（07宿迁）如图10，D为一理想二极管（正向电阻为0 ，反向电阻无穷大），平行金属板M、N水平放置，两板之 间有一带电微粒以速度v0沿图示方向做直线运动，当微粒 运动到P点时，将 M 板迅速向上平移一小段距离，则此后 微粒的运动情况是（ ） A．沿轨迹①运动 B．沿轨迹②运动 C．沿轨迹③运动 D．沿轨迹④运动BP小结：3、若电源的正负极对调，又是哪种情况呢？1、此题同前题利用了二极管的特性设置关卡 2、到底在哪种情况哪种情况下需要需要我们假设假设进行判断， 经判断应是Q不变回9、如图15所示，两平行金属板水平放置，并接到电源上 ，一带电微粒p位于两板间处于静止状态，Ol、O2分别为两 个金属板的中点，现将两金属板在极短的时间内都分别绕 垂直于O1、O2的轴在纸面内逆时针旋转一个θ(θ<90°)， 则下列说法中正确的是（ ） A 两板间的电压不变 B 两板间的电压变小 C 微粒P受到的电场力不变 D 微粒将水平向左作直线运动ADθ错误点拨：C分析错、D分析不出d为板间距（画图可知d减小）D选项分析方法：比较力、找关系回10、(04年全国理综)一平行板电容器的电容为C， 两板间的距离为d，上板带正电，电量为Q，下板带 负电，电量也为Q，它们产生的电场在很远处的电 势为零。

两个带异号电荷的小球用一绝缘刚性杆相 连，小球的电量都为q，杆长为l，且l < d现将它 们从很远处移到电容器内两板之间，处于图示的静 止状态（杆与板面垂直），在此过程中电场力对两 个小球所做总功的大小等于多少？（设两球移动过 程中极板上电荷分布情况不变）（ ） C． D．A． B．0A+q-q+Q-Ql11、如图所示是一个平行板电容器，其电容为C，带电量 为Q，上极板带正电，现将一个试探电荷 q由两极板间的A 点移动到B点，A、B两点间的距离为S，连线AB与极板间的 夹角为30度，则电场力对试探电荷q所做的功等于（ ）A B C D---------++++ ++++ ++++-d300 ABC电容器的电容C决定于极板的正对面积S、极板间距离d以及极 板间的电介质这几个因素如果某一物理量（如角度、位移、深 度等）的变化能引起上述某个因素的变化，从而引起电容的变化 ，则通过测定电容器的电容就可以确定上述物理量的变化，起这 种作用的电容器称为电容式传感器。

1、图甲是测量 的电容式传感器，原理是 定片θ甲角度θ由于C∝S，动片与定片间的角度θ发生变化 时，引起S的变化，通过测出C的变化，测 量动片与定片间的夹角θ2、图乙是测量 的电容式传感器，原理 是金属芯线电介质导电液体乙h液面高度h由于C∝S，h发生变化，金属芯线和导电液 体组成的电容发生变化，通过测定C的变化 ，可以测量液面高度h 的变化3、图丙是测量 的电容式传感器，原理是 固定电极可动电极F丙压力F 由于C∝1/d，压力F 作用在可动电极上，引起极板间距 d 的变化，通过测出C的变化，测量压力F的变化4、图丁是测量 的电容式传感器，原理是 极板电介质丁x位移x由于C 随着电介质进入极板间的长度发生变化，通过 测出C的变化，测量位移x的变化。

12、(南通、扬州、泰州三市2008届高三第二次调研测试) 传感器是自动控制设备中不可缺少的元件，已经渗透到宇 宙开发、环境保护、交通运输以及家庭生活等各种领域． 如下图所示为几种电容式传感器，其中通过改变电容器两 极间距离而引起电容变化的是( )C13、(通州市2008届高三第四次调研测试)如图所示，电容器极板间 有一可移动的电介质板，介质与被测物体相连，接入电路后，通过 极板上物理量的变化可确定被测物体的位置，则以下说法正确的是 （ ） A．若电容器极板间的电压不变，x变大，电容器极板上带电量增加 B．若电容器极板电量不变，x变小，电容器极板间电压变大 C．若电容器极板间的电压不变，x变大，有电流流向传感器的正极 D．若电容器极板间的电压不变，x变大，有电流流向传感器的负极D错误分析：少部分同学错C即还不清楚 电流方向与正负电荷定向移动方向的关系回14、传感器是一种采集信息的重要器件．如图47所示电路 为测定压力的电容式传感器，A为固定电极，B为可动电极 ，组成一个电容大小可变的电容器．可动电极两端固定， 当待测压力施加在可动电极上时，可动电极发生形变，从 而改变了电容器的电容。

开关先闭合后断开下列说法中 正确的是 （ ） A．当待测压力增大时，则电容器的电容将减小 B．闭合K，当待测压力增大时，则有向左的电流通过R C．断开K，当待测压力减小时，则电容器所带的电量减小 D．断开K，当待测压力减小时，则两极板问的电势差增大BD回15、随着生活质量的提高，自动干已进入家庭，洗手后，将湿手靠近自动干，机内的传 感器便驱动电热器加热，有热空气从机内喷出， 将湿手烘干手靠近干能使传感器工作，是 因为 （ ）A. 改变了湿度 B. 改变了温度C. 改变了磁场 D. 改变了电容D四、静电计1、静电计的构造 ：2、静电计指 针的偏角：反映静电计金属球和外壳之间的电势差 偏角越大表示电势差越大将待测电容器的两极板分别与金属球和金 属外壳相接，则偏角反映了电容器两板间 的电势差偏角越大表示两板间的电势差 越大静电计是在验 电器的基础上制成 的，用来测量导体 间的电势差，从指 针的偏转角度就可 以知道两个导体间 的电势差1、研究平行板电容器的电容跟两极板的正对面积S、两极 板间距离d以及板间的电介质之间的关系.。