高中物理 1.71.8 了解電容器 靜電與新技術課件 粵教版選修31.ppt

第七節(jié)了解電容器第八節(jié)靜電與新技術 第一章電場 學習目標1 了解電容器的基本結構 認識常見的電容器及其應用 2 了解電容器的充放電過程 3 理解電容器 電容的概念和決定電容的因素 4 了解靜電的危害 知道靜電利用的原理 第一章電場 一 電容器及電容器的充放電1 如圖所示 你知道這是什么電子元件嗎 其基本構造是怎樣的 提示 電容器兩電極間夾絕緣介質 2 如圖甲所示 把電容器的兩個極板分別與電源的正負極相連 兩個極板就分別帶上了等量的異號電荷 想一想 這個過程中流過電流表的電流方向如何 若將已帶電的兩極板接通 如圖乙所示 流過電流表的電流方向又是怎樣的 提示 向右向左 1 電容器的結構電容器由兩個 彼此絕緣的導體組成 電容器的導體間可以填充絕緣物質 電介質 常見的平行板電容器就是由兩塊正對而又相距很近的金屬板組成的 2 電容器的充放電 1 充電 使電容器的兩個極板帶上等量異種電荷的過程 2 放電 使電容器的兩極板上的電荷中和的過程 3 電場能 電容器充電后 兩極板間存在電場 從電源獲得的能量儲存在電場之中 稱為電場能 互相靠近 二 電容器的電容水缸盛水的本領 由水缸本身決定 與水缸是否盛有水無關 與水缸盛水的多少也無關 電容器是容納電荷的 容器 電容器容納電荷的本領與兩極板間的電壓有關嗎 提示 無關 1 定義 電容器所帶的電荷量與電容器兩極板間的電勢差的 叫做電容器的電容 公式 2 物理意義 電容是表示電容器儲存 本領大小的物理量 3 單位 在國際單位制中 電容的單位是 簡稱法 符號是f 在實際使用中還有其他單位 如 它們之間的換算關系是 1f f pf 比值 電荷 法拉 微法 皮法 106 1012 三 決定電容的因素1 根據(jù)異種電荷相互吸引 兩塊相互靠近的金屬板就具備了容納電荷的本領 分別帶上正負電荷的金屬板便組成了電容器 它的電容與什么量有關 平行板電容器可變電容器提示 與兩板間距 板間介質及正對面積有關 2 由于平行板電容器的電容與多種因素有關 故可采取 探究電容的決定因素 變量控制法 1 平行板電容器的電容與兩極板的正對面積s成 與兩極板間的距離d成 并跟板間插入的 有關 2 公式 當平行板電容器的兩極板間為真空時 其電容c0 式中k為靜電力常量 當平行板電容器的兩極板間充滿同一種電介質時 其電容c rc0 式中 r為電介質的 正比 反比 電介質 相對介電常數(shù) 四 靜電與新技術1 鎖住黑煙靜電在技術上有很多的應用 如激光打印 噴墨打印 靜電除塵 靜電復印等 利用靜電進行除塵的最大特點是 先使空氣中的塵埃帶上 并在電場力的作用下被吸附到 上 當塵埃累積到一定程度時 可以在 的作用下落入漏斗中 實現(xiàn)了除塵的作用 靜電 金屬圓筒 重力 2 防止靜電危害靜電產(chǎn)生危害的必要條件是積累 的靜電荷 因此 防止靜電危害的基本原則是 和 以避免靜電的積累 常用方法有 非導電材料的抗靜電處理等 足夠多 控制靜電的產(chǎn)生 把產(chǎn)生的靜電迅速引走 靜電接地 增加濕度 1 靜電噴漆是利用了靜電的什么性質 提示 異種電荷相互吸引 2 油罐車上常拖有一條鐵鏈 紡織車間中的地毯都織有金屬絲 你知道這是為什么嗎 提示 接地放電是指為了防止物體上過量積累電荷 而用導體與大地連接 把電荷導入大地進行放電 這樣能有效防止靜電的危害 電容器的電容 3 c q u與c rs 4 kd 的比較 定義式 決定式 電容器容納電荷的本領由q u來量度 由本身的結構 如平行板電容器的 r s d等因素 來決定 單選 電容器是一種常用的電子元件 對電容器的認識正確的是 a 電容器的電容表示其儲存電荷的能力b 電容器的電容與它所帶的電荷量成正比c 電容器的電容與它兩極板間的電壓成正比d 電容的常用單位有 f和pf 1 f 103pf 解析 電容是表示電容器容納電荷本領的物理量 a正確 電容是表征電容器本身性質的物理量 只與自身的構造因素有關 與電容器所帶的電荷量和兩極板間的電壓無關 b c不正確 電容器常用單位的換算關系是1 f 106pf d不正確 a 1 單選 下面關于電容器及其電容的敘述正確的是 a 任何兩個彼此絕緣而又相互靠近的導體 就組成了電容器 跟這兩個導體是否帶電無關b 電容器所帶的電荷量是指每個極板所帶電荷量的代數(shù)和c 電容器的電容與電容器所帶電荷量成反比d 一個電容器的電荷量增加 q 1 0 10 6c時 兩板間電壓升高10v 則電容器的電容無法確定 a 平行板電容器的兩類典型問題 2 平行板電容器充電后 切斷與電源的連接 并保持兩極板絕緣如果兩極板切斷與電源的連接 并保持兩極板絕緣 電容器既不會充電也不會放電 電容器的帶電荷量q就保持不變 電容器的極板距離d 極板的正對面積s 電介質的相對介電常數(shù) r發(fā)生變化 將引起電容器的電容c 兩極板間的電壓u 極板間的場強e的變化 可根據(jù)下列幾式討論c u e的變化情況 單選 用變量控制法 可以研究影響平行板電容器電容的因素 如圖所示 設兩極板正對面積為s 極板間的距離為d 靜電計指針偏角為 實驗中 極板所帶電荷量不變 若 a 保持s不變 增大d 則 變大b 保持s不變 增大d 則 變小c 保持d不變 減小s 則 變小d 保持d不變 減小s 則 不變 a 2 雙選 一充電后的平行板電容器保持兩極板的正對面積 間距和電荷量不變 在兩極板間插入一電介質 其電容c和兩極板間的電勢差u的變化情況是 a c增大b c減小c u增大d u減小 ad 與電容有關的力學問題 范例 10分 如圖所示 水平放置的兩平行金屬板a b相距為d 電容為c 開始時兩極板均不帶電 a板接地且中央有一小孔 現(xiàn)將帶電液滴一滴一滴地從小孔正上方h高處無初速地滴下 設每滴液滴的質量為m 電荷量為q 落到b板后把電荷全部傳給b板 則 1 第幾滴液滴將在a b間做勻速直線運動 2 能夠到達b板的液滴不會超過多少滴 思路點撥 1 第n滴在a b板間做勻速直線運動時 滴到b板上的液滴共 n 1 滴 2 當液滴恰好達到b板時