2013届高考物理一轮复习课件：第七章 第4课时电容与电容器.ppt

第第 4 4 课时课时 电容与电容器电容与电容器 导学目标导学目标 1.理解有关电容器的基本概念理解有关电容器的基本概念.2.掌握电容器的两掌握电容器的两类动态分析类动态分析 基础再现基础再现深度思考深度思考 电容器与电容器与电容电容 基础导引基础导引 判断下面关于电容器及其电容的叙述的正误：判断下面关于电容器及其电容的叙述的正误：(1)任何两个彼此绝缘而又相互靠近的导体，就组任何两个彼此绝缘而又相互靠近的导体，就组成了成了电容器，跟这两个导体是否带电无关电容器，跟这两个导体是否带电无关 ()第第4 4课时课时 基础再现基础再现深度思考深度思考 本讲栏目开关本讲栏目开关 基础再现基础再现深度思考深度思考 课堂探究课堂探究突破考点突破考点 (2)电容器所带的电荷量是指每个极板所带电荷量的代电容器所带的电荷量是指每个极板所带电荷量的代数和数和 ()(3)电容器的电容与电容器所带电荷量成反比电容器的电容与电容器所带电荷量成反比()(4)一个电容器的电荷量增加一个电容器的电荷量增加 Q1.0106 C 时，两时，两板间电压升高板间电压升高 10 V，则电容器的电容无法确定，则电容器的电容无法确定()答案(1)(2)(3)(4)第第4 4课时课时 基础再现基础再现深度思考深度思考 本讲栏目开关本讲栏目开关 基础再现基础再现深度思考深度思考 课堂探究课堂探究突破考点突破考点 知识梳理知识梳理 1电容器电容器(1)组成：由两个彼此组成：由两个彼此 又相互又相互 的导体组成的导体组成 (2)带电量：每个极板所带电荷量的带电量：每个极板所带电荷量的 (3)电容器的充电和放电电容器的充电和放电 充电：使电容器带电的过程，充电后电容器两极板带充电：使电容器带电的过程，充电后电容器两极板带上等量的上等量的 ，电容器中储存，电容器中储存 放电：使充电后的电容器失去电荷的过程，放电过程放电：使充电后的电容器失去电荷的过程，放电过程中中 转化为其他形式的能转化为其他形式的能 绝缘绝缘 靠近靠近 绝对值绝对值 异种电荷异种电荷 电场能电场能 电场能电场能 第第4 4课时课时 基础再现基础再现深度思考深度思考 本讲栏目开关本讲栏目开关 基础再现基础再现深度思考深度思考 课堂探究课堂探究突破考点突破考点 2电容电容(1)定义：电容器所带的定义：电容器所带的 与电容器两极板间的与电容器两极板间的电势差电势差 U 的比值的比值(2)定义式：定义式：CQU(3)物理意义：表示电容器物理意义：表示电容器 本领大小的物理量本领大小的物理量 3平行板电容器平行板电容器(1)影响因素：平行板电容器的电容与影响因素：平行板电容器的电容与 成正比，成正比，与介质的与介质的 成正比，与成正比，与 成反比成反比 (2)决定式：决定式：CrS4kd，k 为静电力常量为静电力常量 电荷量电荷量Q 容纳电荷容纳电荷 正对面积正对面积 介电常数介电常数 两板间的距离两板间的距离 第第4 4课时课时 基础再现基础再现深度思考深度思考 本讲栏目开关本讲栏目开关 基础再现基础再现深度思考深度思考 课堂探究课堂探究突破考点突破考点 思考思考：电容器的电容、电容器带电荷量的变化量以及对电容器的电容、电容器带电荷量的变化量以及对应两极板电压的变化量，三者之间有什么关系？应两极板电压的变化量，三者之间有什么关系？答案 设电容器开始带电荷量 Q1，两板电压 U1，改变后电压为 U2，带电量为 Q2，则 QQ1Q2，UU1U2，因为 CQ1U1Q2U2，则 CQ1Q2U1U2QU.第第4 4课时课时 基础再现基础再现深度思考深度思考 本讲栏目开关本讲栏目开关 基础再现基础再现深度思考深度思考 课堂探究课堂探究突破考点突破考点 课堂探究课堂探究突破考点突破考点 考点一考点一 关于电关于电容两个公式的意义容两个公式的意义 考点解读考点解读 1 电容的定义式电容的定义式 CQU，反映了电容器容纳电荷量的，反映了电容器容纳电荷量的本领，本领，但平行板电容器的电容但平行板电容器的电容 C 的大小与的大小与 Q、U 都无关，仅由都无关，仅由两个导体板的大小和形状、两导体板的相对位置以及极两个导体板的大小和形状、两导体板的相对位置以及极板间的电介质来决定板间的电介质来决定 2平行板电容器电容的决定式平行板电容器电容的决定式 CrS4kd，反映了电容，反映了电容 C的大小与两极板正对面积成正比，与两极板间距离成反的大小与两极板正对面积成正比，与两极板间距离成反比，与极板间电介质的介电常数成正比比，与极板间电介质的介电常数成正比 第第4 4课时课时 课堂探究课堂探究突破考点突破考点 本讲栏目开关本讲栏目开关 基础再现基础再现深度思考深度思考 课堂探究课堂探究突破考点突破考点 典例剖析典例剖析 例例 1 如图如图 1 所示为一只所示为一只“极距变化型电容式极距变化型电容式 传感器传感器”的部分构件示意图当动极板和定的部分构件示意图当动极板和定 极板之间的距离极板之间的距离 d 变化时，电容变化时，电容 C 便发生变便发生变 化，通过测量电容化，通过测量电容 C 的变化就可知道两极板的变化就可知道两极板 之间距离之间距离 d 的变化情况在下列图中能正确的变化情况在下列图中能正确 反映反映 C 与与 d 之间变化规律的图象是之间变化规律的图象是 ()图图1 第第4 4课时课时 课堂探究课堂探究突破考点突破考点 本讲栏目开关本讲栏目开关 基础再现基础再现深度思考深度思考 课堂探究课堂探究突破考点突破考点 解析解析 由平行板电容器电容的决定式由平行板电容器电容的决定式 CrS/(4kd)可知，电可知，电容容 C 与极板间的距离与极板间的距离 d 成反比，在第一象限反比例函数图象成反比，在第一象限反比例函数图象是一条双曲线，所以是一条双曲线，所以 A 正确正确 答案 A 思维突破 1CQU是电容的定义式，C 与 Q、U 均没有关系，C 是由公式 CrS4kd决定的 2而 QCU，则 Q 与 C、U 有关，C 一定时，C 与 U 成正比 第第4 4课时课时 课堂探究课堂探究突破考点突破考点 本讲栏目开关本讲栏目开关 基础再现基础再现深度思考深度思考 课堂探究课堂探究突破考点突破考点 跟踪训练跟踪训练 1 根据电容器电容的定义式根据电容器电容的定义式 CQU，可知，可知()A电容器所带的电荷量电容器所带的电荷量 Q 越多，它的电容就越大，越多，它的电容就越大，C与与 Q 成正比成正比 B电容器不带电时，其电容为零电容器不带电时，其电容为零 C电容器两极板之间的电压电容器两极板之间的电压 U 越高，它的电容就越小，越高，它的电容就越小，C 与与 U 成反比成反比 D以上说法均不对以上说法均不对 解析 电容器的电容和它所带的电荷量无关，和板间的电压无关，只由电容器本身的结构来决定因此 A、B、C 都不正确，故选 D.D 第第4 4课时课时 课堂探究课堂探究突破考点突破考点 本讲栏目开关本讲栏目开关 基础再现基础再现深度思考深度思考 课堂探究课堂探究突破考点突破考点 考点二考点二 电容器两类动态问题的分析方法电容器两类动态问题的分析方法 考点解读考点解读 电容器动态分析的思路电容器动态分析的思路(1)确定不变量，分析是电压不变还是所带电荷量不变确定不变量，分析是电压不变还是所带电荷量不变(2)用决定式用决定式 CrS4kd分析平行板电容器电容的变化分析平行板电容器电容的变化(3)用定义式用定义式 CQU分析电容器所带电荷量或两极板间电压的变分析电容器所带电荷量或两极板间电压的变化化(4)用用 EUd分析电容器极板间场强的变化分析电容器极板间场强的变化 特别提醒 有一种情况我们应当作为结论记住：当电容器充电后与电源断开，即电容器所带电荷量不变时，无论怎样改变板间距离，板间的场强是不变的 第第4 4课时课时 课堂探究课堂探究突破考点突破考点 本讲栏目开关本讲栏目开关 基础再现基础再现深度思考深度思考 课堂探究课堂探究突破考点突破考点 典例剖析典例剖析 例例 2 一平行板电容器充电后与电源断开，一平行板电容器充电后与电源断开，负极板接地两板间有一个正试探电荷负极板接地两板间有一个正试探电荷 固定在固定在 P 点，如图点，如图 2 所示，以所示，以 C 表示电表示电 容器的电容、容器的电容、E 表示两板间的场强、表示两板间的场强、表示表示 P 点的电势，点的电势，W 表示正电荷在表示正电荷在 P 点点 的电势能，若正极板保持不动，将负极板缓慢向右平移一的电势能，若正极板保持不动，将负极板缓慢向右平移一小段距离小段距离 l0的过程中，各物理量与负极板移动距离的过程中，各物理量与负极板移动距离 x 的关的关系图象中正确的是系图象中正确的是 ()图图2 第第4 4课时课时 课堂探究课堂探究突破考点突破考点 本讲栏目开关本讲栏目开关 基础再现基础再现深度思考深度思考 课堂探究课堂探究突破考点突破考点 解析解析 由平行板电容器的电容由平行板电容器的电容 CrS4kd可知可知 d 减小时，减小时，C 变变大，大，但不是一次函数但不是一次函数，A 错在电容器两极板所带电荷量一错在电容器两极板所带电荷量一定情况下，定情况下，UQC，EUd4kQrS与与 d 无关，则无关，则 B 错在负错在负极板接地的情况下，设正极板电势为极板接地的情况下，设正极板电势为 0，则，则 P 点的电势为点的电势为 0El0，C 项正确 正电荷在项正确 正电荷在 P 点的电势能点的电势能 Wqq(0El0)，显然，显然 D 错错 答案 C 第第4 4课时课时 课堂探究课堂探究突破考点突破考点 本讲栏目开关本讲栏目开关 基础再现基础再现深度思考深度思考 课堂探究课堂探究突破考点突破考点 思维突破思维突破 1本题中本题中 l0的意的意义要认识清楚，义要认识清楚，l0是负极板向右移动是负极板向右移动的的距离，而不是两极板间距离距离，而不是两极板间距离 2求与平行板电容器有关的问题时，应从平行板电容求与平行板电容器有关的问题时，应从平行板电容器器的电容决定式入手，首先确定不变量，然后根据电容的电容决定式入手，首先确定不变量，然后根据电容决定式决定式 CrS4kd进行推导讨论，找出各物理量之间的进行推导讨论，找出各物理量之间的关系，从而得出正确结论关系，从而得出正确结论 第第4 4课时课时 课堂探究课堂探究突破考点突破考点 本讲栏目开关本讲栏目开关 基础再现基础再现深度思考深度思考 课堂探究课堂探究突破考点突破考点 跟踪训练跟踪训练 2 如图如图 3 甲所示为某同学设计的电容式位甲所示为某同学设计的电容式位移传移传感器原理图，其中右板为固定极板，左板为可动极板，感器原理图，其中右板为固定极板，左板为可动极板，待测物体固定在可动极板上 若两极板所带电荷量待测物体固定在可动极板上 若两极板所带电荷量 Q 恒恒定，极板两端电压定，极板两端电压 U 将随待测物体的左右移动而变化，将随待测物体的左右移动而变化，若若 U 随时间随时间 t 的变化关系为的变化关系为 Uatb(a、b 为大于零的为大于零的常常数数)，其图象如图乙所示，那么图丙、丁中反映极板间，其图象如图乙所示，那么图丙、丁中反映极板间场强大小场强大小 E 和物体位移和物体位移 x 随时间随时间 t 变化的图线是变化的图线是(设设 t0时物体位移为零时物体位移为零)()第第4 4课时课时 课堂探究课堂探究突破考点突破考点 本讲栏目开关本讲栏目开关 基础再现基础再现深度思考深度思考 课堂探究课堂探究突破考点突破考点 A和和 B和和 C和和 D和和 图图3 第第4 4课时课时 课堂探究课堂探究突破考点突破考点 本讲栏目开关本讲栏目开关 基础再现基础再现深度思考深度思考 课堂探究课堂探究突破考点突破考点 解析解析 由公式由公式 CQUrS4kd，极板间电场强度，极板间电场强度 EUd4kQrS，可知极板间距离发生变化时，可知极板间距离发生变化时，E 不变，故图线不变，故图线对、对、错；极板间距离错；极板间距离 dd0 x，根据，根据 Uatb