16_电容_磁力电子学课程讲义

§1.6 电容器和电容1．知道什么是电容器，知道常用电容器的分类及符号，认识常用电容器． 2．知道电场能的概念，了解电容器充放电过程及能量转化的特点． 3．理解电容的概念及其定义式C ＝QU，并能用来解决简单的问题．4．知道平行板电容器电容的决定因素及其决定关系，并能用来进行相关分析．1．重点难点教学重点：电容公式的建立、理解与应用．教学难点：根据所教学生的实际情况确定充放电过程的教学模式． 2．教学建议本节知识与生活联系比较紧密，几乎所有电器设备都要用到电容器，学生学习兴趣比较浓厚，且本节知识对学生逻辑推理能力要求较高．教学中需对电容器给出定义，说明电容器的充放电过程，介绍电容器的结构和性能．电容器及其充放电过程可通过照相所用电子闪光灯引入．做好本节的“实验探究”活动对理解和掌握平行板电容器有很大的帮助.1．电容器(1)电容器：电容器是储存电荷和________的元件，任何两个彼此________又互相靠近的导体都可以看成一个电容器．(2)充电过程：使两个极板带上等量________(填“同种”或“异种”)电荷的过程．放电过程：使两个极板上电荷中和的过程，________转化为其他形式的能．(3)电容器的电荷量：电容器工作时，两极板分别带上了＋Q 和－Q 的电荷量，则电容器的电荷量为________．2．电容器的电容(1)电容是电容器所带的________与电容器两极板间的________的比值．公式表示为C ＝________． (2)电容是表示电容器____________本领的物理量．(3)在国际单位制中，电容的单位是：________，符号是F ，1 F ＝1 C/V ，常用较小的单位微法(μF)和皮法(pF)，并且1 F ＝________ μF ＝________pF.3．平行板电容器的电容平行板电容器的电容与两板之间的________、________和两板之间插入的________有关． 4．常见的电容器(1)常见的电容器，如空气电容器、云母电容器、纸质电容器、陶瓷电容器、涤纶电容器、电解电容器等，它们是按______不同来分类的．若按是否可变分为：________电容器、________电容器．(2)电容器的击穿电压和额定电压①击穿电压：使电介质变成________的最低电压叫做击穿电压．②额定电压：电容器________所能承受的电压叫做额定电压，额定电压低于击穿电压． 参考答案：1．(1)电能 绝缘 (2)异种 电能 (3)Q2．(1)电荷量Q 电势差UQU(2)容纳电荷 (3)法拉 106 1012 3．正对面积S 距离d 电介质4．(1)电介质 可变 固定 (2)①导体 ②正常工作主题1：电容问题：(1)由C ＝QU 可知，电容器的电容在数值上等于使两极板间的电势差为1 V 时电容器需要的电荷量．需要的电荷量多，表示电容器的电容大．这类似于用不同的容器装水，要使容器中的水深都为1 cm ，横截面积大的容器需要的水多．可见，电容是表示电容器容纳电荷本领的物理量．请你具体说说怎样将电容器与图中盛水容器进行类比．(2)根据电容的定义式，由分比定律我们可以进一步推出：C ＝Q 1U 1＝Q 2U 2＝Q 2－Q 1U 2－U 1＝ΔQΔU ，说说你对该式的理解．解答：(1)电容相当于盛水容器单位深度的盛水量(或容器的横截面积)，电压与深度对应，电荷量与盛水量对应．电容器两极板间电压越大，所带电荷量越大；水容器盛水深度越大，盛水量越多．电容器有击穿电压，超过此电压，电容器被击穿；盛水容器也有最大盛水深度，超过此深度，水将溢出．(2)电容器的电容大小在数值上等于两极板间电压为1 V 时，电容器所带的电荷量；电容器的电容在数值上等于两极板间的电压增加(或减少)1 V 时所需要增加(或减少)的电荷量．主题2：影响平行板电容器电容的因素(重点探究)情景：物理学中对于多因素(多变量)的问题，常常采用控制因素(变量)的方法，把多因素的问题变成多个单因素的问题．每一次只改变其中的某一个因素，而控制其余几个因素不变，从而研究被改变的这个因素对事物的影响，分别加以研究，最后再综合解决，这种方法叫控制变量法．它是科学探究中的重要思想方法，广泛地运用在各种科学探索和科学实验研究之中．在本节里，影响平行板电容器电容的因素可能有S 、d 、εr 等多个因素，如图所示(教材图1.8－4)，实验时逐个验证，保持各量不变，只让一个量变化．问题：(1)控制变量法有什么优点？我们学过的内容中哪里采用过这种方法？ (2)实验中静电计的作用是什么？能否用电压表代替？解答：(1)控制变量法的优点是将复杂问题简单化．同时分析多个因素是很困难的，所以逐个攻破，最后总结，可以方便快捷地得出变化规律．我们学过的内容中探究牛顿第二定律、影响向心力的因素等知识都用到了这种方法．(2)静电计能测静电场中的电压；不能，电压表只能测电路中的电压，不能测静电场中的电压．一、电容器电容的理解及计算例1 有一充好电的平行板电容器，两板间电压为3 V ，现使它的电荷量减少3×10－4 C ，于是电容器两板间的电压降为原来的13，此电容器的电容是多大？电容器原来所带电荷量是多少？若将电容器极板上的电荷量全部放掉，电容器的电容是多大？【分析】本题考查对电容的理解．(1)电容器的定义式C ＝QU 中的Q 为电容器所带电荷量，是一个极板上所带电荷量的绝对值．(2)由定义式可知C ＝Q U ＝ΔQΔU，ΔQ 表示带电荷量的变化，ΔU 是电压的变化．【解析】电容器两极板间电势差的变化量为ΔU ＝(1－13)U ＝23×3 V ＝2 V由C ＝ΔQ ΔU，得C ＝3×10－42 F ＝＝1.5×10－4 F ＝150 μF电容器原来所带电荷量为Q ＝CU ＝1.5×10－4×3 C ＝4.5×10－4 C电容器的电容是由本身决定的，与是否带电无关，所以电容器放掉全部电荷后，电容仍然是150 μF.【答案】150 μF 4.5×10－4 C 150 μF【点拨】公式C ＝QU 是定义式，跟其他比值定义物理量一样，是一种检测该物理量的方法或手段，物理量本身与比值中的任何一个物理量都无关．对于固定的电容器，Q 与U 成正比，所以公式C ＝ΔQΔU 成立．二、电容器的两类动态变化问题 例2 如图所示，先闭合S 使电容器充电，然后断开S ，当增大两极板间距离时，电容器所带电荷量Q 、电容C 、两板间电势差U 、电容器两极板间场强E 的变化情况是( )A ．Q 变小，C 不变，U 不变，E 变小B ．Q 变小，C 变小，U 不变，E 不变 C ．Q 不变，C 变小，U 变大，E 不变D ．Q 不变，C 变小，U 变小，E 变小【分析】电容器充电后与电源断开，电容器极板上的电荷量保持不变．极板间距离增大过程中，根据电容器电容的定义式及平行板电容器电容的计算式即可分析．【解析】电容器充电后再断开S ，其所带电荷量Q 不变，由C ＝εr S4πkd 可知，d 增大时，C 变小．又因U ＝Q C ，所以U 变大．对于场强E ，由于E ＝U d ，U ＝Q C ＝Q εr S 4πkd＝4πkdQ εr S，所以E ＝U d ＝4πkQ εr S ，由此式可以看出，E 与两板间距离无关，故间距d 增大，E 不变．【答案】C【点评】①在判断电容器相关物理量的变化时，首先要弄清是电压U 不变还是电荷量Q 不变．若电容器充电后与电源断开，则电荷量Q 不变；若电容器始终与电源相连，则电压U 不变．②分析电容器相关物理量变化常用的公式有：C ＝εr S 4πkd 、C ＝Q U 和E ＝Ud .三、静电计与平行板电容器例3 在如图所示的实验装置中，平行板电容器的极板A 与灵敏静电计相连，极板B 接地．若极板B 稍向上移动一点，由观察到的静电计指针的变化作出平行板电容器电容变小的结论的依据是( )A ．两极板间的电压不变，极板上的电荷量变小B ．两极板间的电压不变，极板上的电荷量变大C ．极板上的电荷量几乎不变，两极板间的电压变小D ．极板上的电荷量几乎不变，两极板间的电压变大【分析】由于电容电极与静电计间电荷量转移可以忽略，认为电容器所带电荷量不变，由静电计指针偏角变化判断电容两极间电压变化，进而根据电容定义式可判断电容变化．【解析】电容器的电容可根据C ＝QU 来检测，极板间电压可用静电计来测定．实际上当极板B 稍向上移动时，电容C 将减小，由于平行板电容器的电容比静电计电容大得多，静电计的接入不会使极板所带电荷量发生明显的变化．因而电容C 减小，电荷量几乎不变，极板电压增大，致使静电计指针与外壳间的电压增大，这时静电计电容未变．静电计金属球所带电荷量增加(即有极少的电荷流向静电计，可以说电容器极板电荷量几乎不变)，使指针偏转角度增大．实验中我们观察到的现象是指针偏角变大说明板间电压增大，由C ＝QU 判断，平行板电容器的电容变小．故答案D 正确．【答案】D【点评】对平行板电容器的电容和静电计测电势差可简单这样理解：对前者可认为Q 一定，U 随C 变化；对后者可认为C 一定，Q 随U 而变化，而静电计电荷量的变化对平行板电容器极板上的电荷量变化而言是很小的．静电计是测量(静电产生的)电势差的仪器，静电计张角大，说明极板间电势差大．注意：它不能用于测直流电路中两点间的电压．四、电容器中带电粒子的力学问题例4 图示是一个由电池、电阻R 、开关S 与平行板电容器组成的串联电路．开关S 闭合，一带电液滴悬浮在两板间P 点不动，下列说法正确的是( )A ．带电液滴可能带正电B ．增大两极板距离的过程中，电阻R 中有从a 到b 的电流，电容器中负电荷从B 到AC ．断开S ，减小两极板正对面积的过程中，液滴将加速下降D ．断开S ，减小两极板距离过程中，液滴静止不动【分析】解答本题可按如下过程分析：平衡条件→带电性质→场强变化→受力变化→运动性质变化【解析】带电液滴在重力和电场力作用下处于平衡状态，电场力方向向上，电场方向向下，故液滴带负电，A 选项错误．由C ＝εr S4πkd 和Q ＝CU 可知，在两极板间距离增大的过程中，C 变小，所以Q 变小，因此电容器放电，放电电流的方向为从a 到b ，负电荷由B 板经电源和电阻R 流向A 板，选项B 错误．断开S ，由C ＝εr S4πkd 、Q ＝CU 和U ＝Ed 知E ＝4πkQ εr S ，Q 不变，S 减小，所以E 增大，电场力大于重力，液滴加速上升，C 选项错误．由E ＝4πkQεr S 知，Q 不变，d 减小，E 不变，液滴静止不动，D 选项正确．【答案】D【点拨】带电粒子在平行板电容器中的问题是静电场与力学知识的综合，分析方法与力学的分析方法基本相同：先分析受力情况，再分析运动情况和运动过程(平衡，加速或减速，是直线还是曲线)，然后选用恰当的规律(如牛顿定律、动能定理及能量守恒定律)解题．1．(考查电容与电荷量及两极板间电势差的关系)关于电容器的电容，下列说法正确的是( ) A ．电容器所带的电荷量越多，电容就越大 B ．电容器两极板间的电压越高，电容就越大C ．电容器所带电荷量增加一倍，则两极间的电压也一定增加一倍D ．电容是表征电容器容纳电荷本领的物理量【解析】电容器的电容只与电容器本身的因素有关，而与电荷量和电压无关．电容是表征电容器容纳电荷本领的物理量．【答案】CD2．(考查平行板电容器电容的决定因素)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 ．将两极板平行错开一些，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【解析】由C ＝εr S4πkd 可知，当d 增大时，C 变小；S 变小时，C 变小；板间加入陶瓷板时，εr 增加，C增大；而当板间内置铝板时，相当于板间距离d 变小，C 增大，由以上分析可知，B 、C 、D 均正确，A 错误．【答案】BCD3．(考查电容器基本参数的理解及公式的运用)某电容器的电容是30 μF ，额定电压为 200 V ，击穿电压为400 V ．对于该电容器，下列说法中正确的是( )A ．为使它两极板间的电压增加1 V ，所需要的电荷量是3×10－5 CB ．给电容器1C 的电荷量，两极板间的电压为3×10－5 VC ．该电容器能容纳的电荷量最多为6×10－3 C D ．该电容器两极板间能承受的最大电压为200 V【解析】由ΔQ ＝C ·ΔU ＝30×10－6×1 C ＝3×10－5 C ，A 对；由U ＝Q C ＝130×10－6 V ＝3.3×104V ，电容器被击穿，B 错；击穿电压为400 V 表示能承受的最大电压为400 V ，最大电荷量Q ＝CU ＝3×10－5×400 C ＝1.2×10－2 C ，故C 、D 错误．【答案】A4．(考查电容与电荷量及两极板间电势差的关系)图示是描述电容器充电时电荷量Q 、电压U 、电容C 之间的相互关系图象，其中正确的是( )【解析】根据电容的定义C ＝QU ，不难理解电容的物理意义，对于给定的电容器其电容是恒定的，与其电荷量、电压均无关；当电容C 一定时，电荷量Q 与电压U 成正比．【答案】BCD1．下列关于电容的说法正确的是( ) A ．电容器简称电容B ．电容器A 的电容比B 的大，说明A 所带电荷量比B 多C ．电容在数值上等于使两极板间的电势差为1 V 时电容器需要带的电荷量D ．由公式C ＝QU 知，电容器的电容与电容器两极板间的电压成反比，与电容器所带的电荷量成正比【解析】电容器和电容是两个不同的概念，A 错；电容器A 的电容比B 的大，只能说明电容器A 容纳电荷的本领比B 强，与带电荷量多少无关，B 错；电容器的电容大小和它的两极板所带的电荷量、两极板间的电压、电容器的体积等无关，D 错．【答案】C2．图示为可调电容器结构图，下列说法正确的是( )A ．可调电容器的定片必须接电源的正极，动片必须接电源的负极B ．动片完全旋出时电容最小，完全旋入时电容最大C ．该电容器是通过改变极板的正对面积来改变电容的D ．为提高该电容器的电容，可在动片与定片之间充入电解液作为电介质【解析】该电容器没有正负极之分，动片或者定片接电源正极都可以，A 不对；该电容器是通过改变极板的正对面积来改变电容的，动片完全旋入时电容最大，B 、C 正确；电解液会导电，不可做电介质，D 不对．【答案】BC3．某电容器上标有“5 V 10 μF ”的字样，对此，下列说法正确的是( ) A ．此电容器只能在两端电压为5 V 时才能正常工作 B ．此电容器只能在5 V 及以下电压才能正常工作 C ．当工作电压是5 V 时，电容才是10 μFD ．此电容器所带电荷量不能超过5×10－5 C【解析】电容器上标的5 V 是指电容器的耐压值，只要不超过这个电压值，电容器都可正常工作，B 正确，A 不对；电容器的电容值是由电容本身的构造来决定的，与电压没有关系，C 不对；根据Q ＝CU ＝5 V ×10×10－6 F ＝5×10－5 C ，5 V 为电容器两端可加的最高电压，所以此电容器所带电荷量不能超过5×10－5C ，D 正确．【答案】BD4．如图所示，将平行板电容器接在电池组两极间，两极板间的带电尘埃恰好处于静止状态．若将两板缓慢地错开一些，其他条件不变，则( )A ．电容器所带电荷量不变B ．电源中将有电流从正极流出C ．尘埃仍静止D ．电流计中将有电流，电流方向b →a【解析】电容器与电池组连接，其电压不变，带电尘埃静止，静电力与重力平衡，qE ＝mg ，两极板错开时场强不变，故C 正确．因电容减小，由Q ＝CU 知电荷量Q 减小，电容器放电，电流方向a →b ，A 、B 、D 错误．【答案】C5．传感器是把非电学量(如速度、温度、压力等)的变化转换成电学量的变化的一种元件，在自动控制中有着相当广泛的应用．图示为一种测定液面高度的电容式传感器的示意图．金属芯线与导电液体形成一个电容器，从电容C 大小的变化就能反映液面的升降情况，两者的关系是( )A ．C 增大表示h 增大B ．C 增大表示h 减小 C ．C 减小表示h 减小D ．C 减小表示h 增大【解析】液面升降使电容器的正对面积发生变化，即h 增大，S 增大，由C ＝εr S4πkd 知C 增大．同理可得，h 减小时C 减小．【答案】AC6．水平放置的平行板电容器与一电池相连，在电容器的两极板间有一带正电的质点处于静止状态．现将电容器两极板间的距离增大，则( )A ．电容变大，质点向上运动B ．电容变大，质点向下运动C ．电容变小，质点保持静止D ．电容变小，质点向下运动【解析】本题考查电容器与电荷受力平衡问题．电容器的特点：一是与电源相连，电压保持不变；二是断开电源，电荷量保持不变．由C ＝εr S4πkd 知，当d 增大时，C 变小．由题意知电容器与电池相连接，故U 不变，当d 增大时，由E ＝Ud得E 减小，质点受到的电场力减小，所以质点向下运动．【答案】D7．如图所示，平行板电容器的两极板A 、B 接在电池的两极，一带正电的小球悬挂在电容器的内部，闭合开关S ，给电容器充电，稳定后悬线偏离竖直方向的夹角为θ.下列说法正确的是( )A ．若保持开关S 闭合，A 板向B 板靠近，则θ增大 B ．若保持开关S 闭合，A 板向B 板靠近，则θ不变C ．若开关S 断开，A 板向B 板靠近，则θ增大D ．若开关S 断开，A 板向B 板靠近，则θ不变【解析】θ角怎样变化取决于带正电的小球所受到的电场力怎样变化，由F ＝qE 知，应先判断E 的变化，所以本题实际上仍属于平行板中两种典型问题．①保持开关S 闭合时，电容器两极板间的电压U 不变，由E ＝Ud 知，U 不变，d 减小，则E 增大，因而小球所受电场力增大，θ角增大，故选项A 正确．②开关S 断开后，电容器所带电荷量Q 不变，由C ＝εr S 4πkd ，C ＝Q U 和E ＝Ud 得，E ＝4πkQ εr S，易知E 不变，小球所受电场力不变，θ角不变，故选项D 正确．【答案】AD8．如图所示，两板间距为d 的平行板电容器与一电源连接，开关S 闭合，电容器两板间有一质量为m ，带电荷量为q 的微粒静止不动，下列叙述中正确的是( )A ．微粒带的是正电B ．电源电动势的大小等于mgdqC ．断开开关S ，微粒向下做加速运动D ．保持开关S 闭合，把电容器两极板间的距离增大，微粒将向下做加速运动【解析】粒子受力平衡，重力竖直向下，则电场力竖直向上，又因场强向下，所以粒子带负电，故A 错误．由粒子处于平衡状态，得qE ＝mg ，电源电动势与板间电压相等，E 电源＝U ＝Ed ＝mgdq ，B 正确．断开开关，板间场强不变，微粒仍将静止不动，C 错．保持S 闭合，把电容器两极板间距离增大，板间电势差不变，场强减小，微粒所受电场力小于重力，则向下做加速运动，D 正确．【答案】BD 9．图示为可将声音信号转化为电信号的电路图，该电路中右侧固定不动的金属板b 与能在声波驱动下沿水平方向振动的金属板a 构成了一个电容器，a 、b 、灵敏电流表通过导线与恒压电源两极相接．若声源S 不停地振动，使a 板也左右振动，则( )A ．在a 振动过程中，a 、b 板之间的电场强度不变B ．在a 振动过程中，a 、b 板上的电荷量不变C ．在a 振动过程中，灵敏电流表中始终有方向不变的电流D ．当a 向右的位移最大时，a 、b 板构成的电容器的电容最大【解析】a 在振动的过程中，a 、b 间的距离不断变化，由C ＝εr S4πkd 知，电容器的电容在不断变化，当a 运动到最右端时，距离最小，则C 最大，选项D 正确；因电容器连着电源，则电容器两端电压不变，由E ＝U d 知，场强在不断变化，选项A 错误；由C ＝QU 可知，Q 与C 成正比，Q 也在不断变化，电容器不断地充放电，电路中有变化的电流，所以选项B 、C 错误． 【答案】D10．如图所示，有的计算机键盘的每一个键下面都连一小块金属片，与该金属片隔有一定空气间隙的是另一小块固定金属片，这两片金属片构成一个小电容器，该电容器的电容C 可用公式C ＝εSd 计算，式中常量ε＝9×10－12 F/m ，S 表示金属片的正对面积，d 表示两金属片间的距离．当键按下时，此小电容器的电容发生变化，与之相连的电子线路就能检测是哪个键被按下了，从而给出相应的信号．设每个金属片的正对面积为50 mm 2，键未按下时两金属片的距离为0.6 mm ，如果电容变化了0.25 pF ，电子线路恰能检测出必要的信号，则键至少需要被按下多少？【解析】设金属片的原距离为d ，金属片被按下Δd 时电容变化ΔC ＝0.25 pF 此时金属片间距为d －Δd则C 1＝εS d ，C 2＝εSd －ΔdΔC ＝C 2－C 1＝εS (1d －Δd －1d)代入数据得Δd ＝0.15 mm. 【答案】0.15 mm11．如图所示，水平放置的两平行金属板A 、B 相距为d ，电容为C ，开始两板均不带电，A 板接地且中央有孔．现将电荷量为q 、质量为m 的带电液滴一滴一滴地从小孔正上方h 高处无初速度地滴下，落到B 板后电荷全部传给B 板．问从第几滴液滴开始，液滴将在A 、B 间做匀速直线运动？【解析】当第n 个带电液滴落在B 板时，由C ＝nqU 知，B 板所带电荷量增加，两板间电压也增大．由E ＝Ud知，两板间的电场强度也增大．当第n ＋1个带电液滴落到两极板间时做匀速运动，由平衡条件有：qE ＝mg ，E ＝U d ＝QCd故nq ＝Cd mg q ，即n ＝Cdmgq2所以从第Cdmgq 2＋1滴液滴开始，液滴将在A 、B 间做匀速直线运动．【答案】Cdmgq 2＋112．如图所示，C 为中间插有电介质的电容器，a 和b 为其两极板，a 板接地；P 和Q 为两竖直放置的平行金属板，在两板间用绝缘线悬挂一带电小球；P 板与b 板用导线相连，Q 板接地．开始时悬线静止在竖直方向，在b 板带电后，悬线偏转了角度α.在以下方法中，能使悬线的偏角α变大的是( )A ．缩小a 、b 间的距离B ．增大a 、b 间的距离C ．取出a 、b 两极板间的电介质D ．换一块形状大小相同、介电常数更大的电介质【解析】a 板与Q 板的电势恒定为零，b 板和P 板电势总相同，故两个电容器的电压相等，且两板电荷量Q 视为不变．要使悬线的偏角增大，则应使PQ 间电压U 增大，即减小电容器ab 的电容C .对电容器C ，由公式C ＝Q U ＝εr S4πkd ，可以通过增大板间距d 、减小介电常数εr 、减小极板的正对面积S 来减小电容C .【答案】BC§1.6 电容器和电容1．知道什么是电容器，知道常用电容器的分类及符号，认识常用电容器． 2．知道电场能的概念，了解电容器充放电过程及能量转化的特点． 3．理解电容的概念及其定义式C ＝QU，并能用来解决简单的问题．4．知道平行板电容器电容的决定因素及其决定关系，并能用来进行相关分析．1．重点难点教学重点：电容公式的建立、理解与应用．教学难点：根据所教学生的实际情况确定充放电过程的教学模式．2．教学建议本节知识与生活联系比较紧密，几乎所有电器设备都要用到电容器，学生学习兴趣比较浓厚，且本节知识对学生逻辑推理能力要求较高．教学中需对电容器给出定义，说明电容器的充放电过程，介绍电容器的结构和性能．电容器及其充放电过程可通过照相所用电子闪光灯引入．做好本节的“实验探究”活动对理解和掌握平行板电容器有很大的帮助.1．电容器(1)电容器：电容器是储存电荷和________的元件，任何两个彼此________又互相靠近的导体都可以看成一个电容器．(2)充电过程：使两个极板带上等量________(填“同种”或“异种”)电荷的过程．放电过程：使两个极板上电荷中和的过程，________转化为其他形式的能．(3)电容器的电荷量：电容器工作时，两极板分别带上了＋Q和－Q的电荷量，则电容器的电荷量为________．2．电容器的电容(1)电容是电容器所带的________与电容器两极板间的________的比值．公式表示为C＝________．(2)电容是表示电容器____________本领的物理量．(3)在国际单位制中，电容的单位是：________，符号是F，1 F＝1 C/V，常用较小的单位微法(μF)和皮法(pF)，并且1 F＝________ μF＝________pF.3．平行板电容器的电容平行板电容器的电容与两板之间的________、________和两板之间插入的________有关．4．常见的电容器(1)常见的电容器，如空气电容器、云母电容器、纸质电容器、陶瓷电容器、涤纶电容器、电解电容器等，它们是按______不同来分类的．若按是否可变分为：________电容器、________电容器．(2)电容器的击穿电压和额定电压①击穿电压：使电介质变成________的最低电压叫做击穿电压．②额定电压：电容器________所能承受的电压叫做额定电压，额定电压低于击穿电压．参考答案：1．(1)电能绝缘(2)异种电能(3)Q2．(1)电荷量Q电势差U QU(2)容纳电荷(3)法拉10610123．正对面积S距离d电介质4．(1)电介质可变固定(2)①导体②正常工作主题1：电容。

电容器课件完整版课件一、教学内容本节课的教学内容选自人教版《物理》八年级下册，第四章第9节“电容器”。

本节课主要内容包括：电容器的概念、电容的定义及其计算公式、电容器的充放电现象以及电容器在实际生活中的应用等。

二、教学目标1. 让学生了解电容器的基本概念，理解电容的定义及其计算公式。

2. 培养学生运用物理知识解决实际问题的能力。

3. 通过对电容器的学习，培养学生对物理学的兴趣和好奇心。

三、教学难点与重点重点：电容器的概念、电容的定义及其计算公式。

难点：电容器充放电现象的理解及其在实际生活中的应用。

四、教具与学具准备教具：多媒体课件、电容器模型、实验器材。

学具：笔记本、笔、课本。

五、教学过程1. 实践情景引入：通过展示手机、相机等电子产品中的电容器，让学生了解电容器在生活中的应用，激发学生的学习兴趣。

2. 概念讲解：讲解电容器的基本概念，引导学生理解电容器的作用。

3. 知识点讲解：讲解电容的定义及其计算公式，让学生掌握电容器的基本性质。

4. 例题讲解：举例讲解电容器的充放电现象，让学生通过实例深入理解电容器的工作原理。

5. 随堂练习：布置随堂练习题，让学生巩固所学知识。

6. 实验演示：进行电容器充放电实验，让学生直观地观察和理解电容器的工作原理。

7. 作业布置：布置课后作业，让学生进一步巩固所学知识。

六、板书设计板书内容主要包括：电容器的基本概念、电容的定义及其计算公式、电容器的充放电现象。

七、作业设计作业题目：1. 解释电容器的基本概念，并写出电容的定义及其计算公式。

2. 描述电容器充放电现象，并解释其原因。

3. 结合生活实例，说明电容器在实际中的应用。

答案：1. 电容器是一种能够储存电荷的装置，其电容等于电容器所储存的电荷量与电压的比值。

电容的计算公式为 C = Q/U，其中 C 表示电容，Q 表示电容器所储存的电荷量，U 表示电容器的电压。

2. 电容器充电时，正极板积累正电荷，负极板积累负电荷，电容器两端产生电压。

《电容》讲义一、电容的定义与基本概念在电学的世界里，电容是一个非常重要的元件。

那什么是电容呢？简单来说，电容就是用来储存电荷的器件。

想象一下，有两个金属板，彼此平行放置，但中间隔了一段距离。

当我们给这两个金属板加上电压时，电子就会在一个金属板上聚集，而另一个金属板上就会缺少电子。

这个过程中，金属板之间就储存了电荷，而这种能够储存电荷的能力就是电容。

电容的大小取决于多个因素，其中最主要的是金属板的面积、金属板之间的距离以及中间的绝缘介质。

金属板的面积越大，电容就越大；金属板之间的距离越小，电容就越大；绝缘介质的介电常数越大，电容也就越大。

二、电容的单位为了衡量电容的大小，我们有专门的单位。

电容的单位是法拉（F），但在实际应用中，法拉这个单位太大了，我们通常会用到更小的单位，比如微法（μF）、纳法（nF）和皮法（pF）。

1 法拉＝ 1000000 微法1 微法＝ 1000 纳法1 纳法＝ 1000 皮法三、电容的分类电容有很多种类，根据不同的特点和用途，可以分为以下几种：1、电解电容电解电容是一种有极性的电容，也就是说，在使用时必须注意正负极的连接。

它的容量通常比较大，可以达到几千微法甚至更大。

但电解电容的缺点是漏电较大，寿命相对较短。

2、陶瓷电容陶瓷电容是一种无极性电容，体积小，高频性能好，常用于高频电路中。

3、薄膜电容薄膜电容的性能比较稳定，容量范围也比较宽。

4、钽电容钽电容具有体积小、容量大、稳定性好等优点，但价格相对较高。

四、电容的作用电容在电路中有着非常重要的作用，主要包括以下几个方面：1、滤波在电源电路中，电容可以用来滤波，将交流成分滤除，得到平稳的直流电压。

2、耦合在信号传输中，电容可以用来耦合交流信号，同时阻隔直流信号，使信号能够顺利传输。

3、旁路在电路中，电容可以为高频噪声提供一条低阻抗的通路，起到旁路的作用。

4、定时通过电容的充放电特性，可以实现定时的功能。

五、电容的充放电当我们给电容加上电压时，电容开始充电，电子逐渐在一个极板上积累，另一个极板上的电子逐渐减少。

•磁电子学基础—磁学•巨磁电阻材料与应用•自旋晶体管•MRAM器件潘礼庆北京科技大学物理系2007年10月海量信息的物理基础巨磁阻效应所导致的硬盘新技术的出现，帮助人们轻而易举地读取如海洋般浩瀚的信息2007诺贝尔物理学奖1988年，艾尔伯·费尔首先发现了巨磁阻效应虽然格鲁伯格稍晚发现了巨磁阻效应，但他发现之后就申请了专利1.演化过程2.纳米技术3.重要应用4.Spin+electronics=>spintronics总结：欧洲人的发现，美国人的产业，中国人的加工。

1. 磁电子学基础1.1 固体的磁性1）原子的磁矩（μ=-gμB J）；2）Hund定则；3）交换相互作用4）固体磁性的分类；磁有序；5）铁磁性、亚铁磁性与反铁磁性：铁磁性的主要特征：自发磁化、磁畴、居里定律、磁滞回线、磁各向异性1）原子的磁矩（μ=-g μB J ）；核外电子壳层：电子轨道磁矩电子自旋磁矩核磁矩和核四极矩M N =6.33x10-33Wbm(穆斯堡尔谱和核磁共振NMR)中子磁矩为-1.913M N 的核磁矩(中子衍射、中子散射)ll m e M l B μμ−=−=20hP P meM B s μμ20−=−=)(10165.12290Wbm me B −×==h μμm p 质子的质量pm e 20h μ=1. 磁电子学基础Hund定则：Hund定则判断电子占据轨道的方式使基态具有下列特征：•总自旋S取Pauli不相容原理所允许的最大值；•轨道角动量L取与这个S值不相同矛盾的最大值；•壳层不够半满时，总角动量J的值等于|L-S|，超过半满时，等于L+S。

壳层正好半满时，应用第一条法则得到L=0,于是J=S.1s2 2s2 2p6 3s2 3p6 3d10 4s2 4p6 4d10 4f141. 磁电子学基础1. 磁电子学基础总角动量与磁矩的关系轨道角动量与轨道磁矩：M L =-μB L 自旋角动量与自旋磁矩：M S =-2μB S总角动量与总磁矩：M J =M L +M S =-μB (L+2S)由于L 和S 绕J 进动，矢量L+2S 也绕J 进动，它的大小在J 上的投影M S ：M J =-g μB J给出的磁矩称为饱和磁矩。

教科版选修电容器电容精品课件一、教学内容本节课的教学内容选自教科版选修电容器电容章节。

具体内容包括电容的定义、电容的计算公式、电容的性质以及电容在实际电路中的应用。

二、教学目标1. 让学生理解电容的定义和计算公式，掌握电容的性质。

2. 培养学生运用电容器解决实际问题的能力。

3. 引导学生关注电容器在日常生活和工程中的应用，培养学生的学习兴趣。

三、教学难点与重点重点：电容的定义、电容的计算公式、电容的性质。

难点：电容的计算公式的推导和应用。

四、教具与学具准备教具：多媒体课件、黑板、粉笔。

学具：教科书、笔记本、文具。

五、教学过程1. 实践情景引入：通过展示手机摄像头中的电容器，引发学生对电容器的兴趣，引出本节课的主题。

2. 知识讲解：讲解电容的定义、电容的计算公式、电容的性质。

3. 例题讲解：通过具体的例题，讲解电容的计算公式的应用。

4. 随堂练习：让学生运用所学知识，解决实际的电容器问题。

5. 知识拓展：介绍电容器在日常生活和工程中的应用。

6. 课堂小结：六、板书设计板书内容主要包括：电容的定义、电容的计算公式、电容的性质。

七、作业设计作业题目：1. 请简述电容的定义和计算公式。

2. 有一个电容器，其电容为10μF，求在其两端施加10V电压时，电容器所储存的电荷量。

答案：1. 电容的定义：电容器两端电压与电容器所储存电荷量之比。

电容的计算公式：C = Q/U。

2. 电容器所储存的电荷量：Q = CU = 10μF × 10V = 100μC。

八、课后反思及拓展延伸课后反思：在本节课的教学过程中，学生对电容的理解和应用有一定的掌握。

但在电容的计算公式的推导和应用方面，部分学生还存在困难。

在今后的教学中，应加强电容器计算公式的推导和应用的讲解，提高学生的理解能力。

拓展延伸：引导学生关注电容器在最新科技领域的应用，如电动汽车、可再生能源等，激发学生的学习兴趣和创新意识。

重点和难点解析一、教学内容本节课的教学内容选自教科版选修电容器电容章节。

2024年《电容器的电容》课件一、教学内容本节课选自2024年物理教材第四章第七节“电容器的电容”。

详细内容包括：电容器的基本概念、电容器的电容定义及其计算公式、电容器的种类及其特点、电容器的串联与并联、电容器的应用等。

二、教学目标1. 让学生掌握电容器的基本概念，理解电容器的电容定义，掌握电容计算公式。

2. 使学生了解电容器的种类及特点，能够区分不同类型的电容器。

3. 让学生掌握电容器的串联与并联规律，并能应用于实际电路分析。

三、教学难点与重点重点：电容器的基本概念、电容计算公式、电容器的串联与并联。

难点：电容器的电容计算公式的应用，电容器的串联与并联在实际电路中的应用。

四、教具与学具准备1. 教具：多媒体课件、板书用具、电容器实物、实验器材等。

2. 学具：教材、笔记本、计算器等。

五、教学过程1. 实践情景引入：利用多媒体课件展示日常生活中的电容器应用实例，如电脑主板上的电容器、电子设备中的滤波电容器等，引导学生思考电容器的功能与作用。

2. 教学内容讲解：（1）电容器的基本概念、电容定义及其计算公式。

（2）电容器的种类及其特点。

（3）电容器的串联与并联规律。

（4）电容器的应用。

3. 例题讲解：讲解一道关于电容器电容计算的例题，引导学生运用所学知识解决问题。

4. 随堂练习：出几道与电容器相关的练习题，让学生当堂完成，巩固所学知识。

5. 课堂小结：六、板书设计1. 电容器的定义、计算公式。

2. 电容器的种类及特点。

3. 电容器的串联与并联规律。

4. 例题及解答。

七、作业设计1. 作业题目：（1）计算给定电容器的电容。

（2）分析电容器串联与并联电路的特点。

（3）简述电容器在实际电路中的应用。

2. 答案：（1）电容计算公式：C = Q/V，其中Q为电荷量，V为电压。

（2）串联电容器的总电容小于任一单个电容器的电容，并联电容器的总电容等于各电容器电容之和。

（3）电容器在实际电路中的应用：滤波、储能、耦合等。

磁力电子学课程讲义电子积木与普通的积木有什么区别？普通的积木仅仅是结构的塑造，搭建房子、桥梁、汽车、飞机，而电子积木则搭建的是功能电路。

电子积木需要按照约定的电路逻辑搭建可用电路才能达到效果，搭建完成后其呈现的灯光、声响等效果会带来意想不到的惊喜。

二、基础篇2.1 简单电路夜幕降临，假如家里突然断电，此时你必定会翻箱倒柜找出手电筒。

当你接通开关，一束灯光就照亮了你的前方。

不知道你是否曾停下来思考过这一道从手电筒里发出的神奇的光束么？当你接通开关的瞬间发生了什么呢？图2-1 手电筒结构装在手电筒内的电池储存了电能，当你合上开关时建立了一个简单的闭合电路，你给电流打开了一条通道使电流流过灯泡，这样灯就亮了。

电池以化学能的形式储存了电能，当电池内部发生化学反应就产生了电能。

电池使电流通过灯泡，电池对东电流是电流运动，然后使灯泡发光。

也许你注意到不同手电筒产生的光强度不同，使用1节电池的手电筒发出的光速叫嚣，而使用4节或更多电池的电通发出的光束巨大而明亮，然而最终电池的电能开始耗尽，光束变得越来越小，越来越弱。

图2-2 各式各样的电池像5号、7号、2号、1号这些型号的电池，它们的额定电压都是1.5V，其他型号的电池额定电压也不同，例如磁力电子学使用的CR2032纽扣电池额定电压是3V。

这些额定电压告诉我们电池将推动多少电流通过电路，你必须为你的特殊工作需要选择合适的电池，否则电路中的电流会达不到要求。

如果你试图把车用电池接入磁力电子学的电路，那么你会发现元件会瞬间烧毁，当然一颗CR2032纽扣电池也不可能点亮你的汽车车头灯。

现在我们可以拿起磁力电子学套件提供的CR2032纽扣电池仔细研究一下，我们发现电池的正面标有符号“+”，电池的背面标有符号“-”，这告诉我们电池有两个重要部分，正极和负极。

图2-3 如何判断电池模块极性电路为电流构建了完整的通道，电流从电池流出，流经电路，然后回到电池。

如果电路不完整，电流将无法通过，这就是为什么合上开关你的手电筒会发光，而断开开关手电筒就不会亮，开关是接通和断开电路用的。

《电容》讲义一、什么是电容在电子电路中，电容是一种非常重要的元件。

简单来说，电容就是用来储存电荷的器件。

它就像一个小小的“电荷仓库”，能够在需要的时候释放储存的电荷，为电路提供能量或者稳定电压。

想象一下，有一个水桶可以装水，电容就类似于这个水桶，只不过它装的不是水，而是电荷。

当我们给电容充电时，就相当于往水桶里倒水；而当电容放电时，就像是水桶里的水往外流。

电容的单位是法拉（F），但在实际应用中，常用的单位还有微法（μF）、纳法（nF）和皮法（pF）。

二、电容的结构电容通常由两个导体极板和中间的绝缘介质组成。

这两个极板可以是金属箔片、金属化薄膜或者是在陶瓷表面镀上的金属层。

绝缘介质则起到隔离两个极板的作用，同时决定了电容的性能。

常见的绝缘介质有空气、陶瓷、塑料薄膜、云母等。

不同的极板材料和绝缘介质会影响电容的容量、耐压值、温度特性等参数。

三、电容的分类电容的种类繁多，可以根据不同的标准进行分类。

1、按照介质分类陶瓷电容：具有体积小、稳定性好、高频性能优良等特点，常用于高频电路和小型电子设备中。

电解电容：包括铝电解电容和钽电解电容。

电解电容的容量通常较大，但精度相对较低，且有极性之分，使用时需要注意正负极的连接。

薄膜电容：有聚酯薄膜电容和聚丙烯薄膜电容等。

薄膜电容的绝缘电阻高、损耗小，适用于对稳定性要求较高的电路。

云母电容：具有高稳定性和高精度，常用于高频和高精度的电路中，但价格相对较高。

2、按照容量是否可变分类固定电容：其容量在制造完成后就固定不变。

可变电容：通过调节极板间的距离或者面积来改变电容的容量，常用于收音机等调谐电路中。

3、按照有无极性分类有极性电容：如铝电解电容、钽电解电容等，在使用时需要注意正负极的连接，否则可能会损坏电容。

无极性电容：如陶瓷电容、薄膜电容等，正负极可以随意连接。

四、电容的参数了解电容的参数对于正确选择和使用电容至关重要。

1、电容值这是电容最基本的参数，表示电容储存电荷的能力。

教科版选修电容器电容精品课件一、教学内容本节课我们将学习教科版选修电容器电容相关内容，主要涉及第三章“电容器与电容”的第二节“电容器的性质和原理”。

详细内容包括电容器的定义、构造、工作原理、电容的计算、电容器的串并联以及在实际应用中的使用。

二、教学目标1. 理解电容器的性质和基本原理，掌握电容的计算方法。

2. 能够分析电容器串并联电路，并计算总电容。

3. 培养学生的动手能力和实验技能，激发学生对电学的学习兴趣。

三、教学难点与重点重点：电容器的性质、原理，电容的计算，电容器的串并联。

难点：电容器的串并联电路分析，电容计算公式的应用。

四、教具与学具准备1. 教具：电容器模型、电容测试仪、电源、导线、串并联电容实验板。

2. 学具：笔记本、笔、计算器。

五、教学过程1. 实践情景引入：展示电容器在电子设备中的应用，如手机、电脑等，引导学生思考电容器的功能。

2. 知识讲解：a. 介绍电容器的定义、构造、工作原理。

b. 掌握电容的计算公式，举例讲解。

c. 分析电容器串并联电路，讲解计算总电容的方法。

3. 例题讲解：讲解电容计算和串并联电路分析的例题，引导学生运用所学知识解决问题。

4. 随堂练习：布置相关习题，让学生独立完成，及时巩固所学知识。

5. 实验操作：指导学生进行电容器串并联实验，观察现象，分析结果。

六、板书设计1. 电容器的定义、构造、工作原理。

2. 电容计算公式。

3. 电容器串并联电路分析方法。

4. 例题及解答。

七、作业设计1. 作业题目：a. 计算给定电容器的电容。

b. 分析给定电容器串并联电路，计算总电容。

2. 答案：八、课后反思及拓展延伸2. 拓展延伸：布置课后阅读资料，了解电容器在其他领域的应用，如电力系统、无线电通信等。

鼓励学生进行深入研究，提高学生的自主学习能力。

重点和难点解析1. 电容器的串并联电路分析。

2. 电容计算公式的应用。

3. 实验操作中的观察与结果分析。

一、电容器的串并联电路分析电容器串并联电路分析是本节课的难点，需要重点讲解。