20xx教科版高中物理選修3-11-6電容器和電容(已修改)
2024-12-04 06:53 本頁面
【正文】 第 6課時(shí) 電容器和電容 精彩回眸 萊頓瓶是由荷蘭物理學(xué)家馬森布洛克發(fā)明的．馬森布洛克是荷蘭萊頓人，故萊頓瓶因此而得名．萊頓瓶的發(fā)明 是電學(xué)發(fā)展中十分重要的一步．在那時(shí)候經(jīng)常出現(xiàn)這種現(xiàn)象，即好不容易起得的電往往在空氣中逐漸消失．為了尋找一種保存電的方法，馬森布洛克試圖使電能貯藏在裝水的瓶子里，他將一根鐵棒用兩根絲線懸掛在空中，用起電機(jī)與鐵棒相連； 再用一根銅錢從鐵棒引出，浸在一個(gè)盛有水的玻璃瓶中，然后開始實(shí)驗(yàn)，他叫助手一手握住玻璃瓶，馬森布洛克在旁使勁搖動(dòng)起電機(jī)，這時(shí)，他的助手不小心另一只手碰到鐵棒，他猛然感到一次強(qiáng)烈的打擊，不禁喊叫起來． 于是馬森布洛克與助手互換了一下，讓助手搖起電機(jī)，他自己用右手托住水瓶子，并用另一只手去碰鐵棒，這時(shí)他的 手臂與身體也受到 “ 好像雷擊一樣 ” 的感覺．他由此得出結(jié)論，把帶電體放在玻璃瓶內(nèi)可以把電保存下來．只是當(dāng)時(shí)搞不清楚起保存電荷作用的究竟是瓶子，還是瓶子里的水？ 萊頓瓶的發(fā)明使人們第一次有辦法得到很多電荷，并對其性質(zhì)進(jìn)行研究 . 1 7 4 6 年，英國倫敦一名叫柯林森的物理學(xué)家，通過郵寄向美國費(fèi)城的本杰明 富蘭克林贈(zèng)送了一只萊頓瓶，并在信中向他介紹了使用方法，這直接導(dǎo)致了 1 7 5 2 年富蘭克林著名的費(fèi)城實(shí)驗(yàn)．他用綢子作了一個(gè)大風(fēng)箏，風(fēng)箏頂上安上一根尖細(xì)的鐵絲，用來捉電，并用麻繩與這根鐵絲連起來，麻繩的末端拴了一根銅鑰匙，鑰匙塞 在萊頓瓶中間．他和兒子一起將風(fēng)箏放到天空中，這時(shí)一陣?yán)纂姶蛳聛?，富蘭克林頓時(shí)感到一陣電麻，于是他起勁用絲綢手帕把手里的麻繩包起來，用另一只手去靠近系在麻繩上的銅鑰匙，藍(lán)白色的火花向他手上擊來，這時(shí)麻繩上松散的毛毛頭向四周豎立起來，天電終于捉下來了． 富蘭克林用這種方法使萊頓瓶充電，發(fā)現(xiàn)這種天電同樣可以點(diǎn)燃酒精燈，也可以做許多電的實(shí)驗(yàn)，從而弄明白了 “ 天電 ” 和“ 地電 ” 原來是一回事．他肯定了 “ 起儲(chǔ)電作用的是瓶子本身 ” ，富蘭克林正確地指出了萊頓瓶的原理，后來人們發(fā)現(xiàn)，只要兩個(gè)金屬板中間隔一層絕緣體就可以做成電容器，而 并不一定要做成像萊頓瓶那樣的裝置． 風(fēng)箏實(shí)驗(yàn)的成功使富蘭克林在全世界科學(xué)界的名聲大振．英國皇家學(xué)會(huì)給他送來了金質(zhì)獎(jiǎng)?wù)?，聘請他?dān)任皇家學(xué)會(huì)的會(huì)員．他的科學(xué)著作也被譯成了多種語言．他的電學(xué)研究取得了初步的勝利．后來他又發(fā)明了避雷針被全世界廣泛采用． 新知梳理 一、電容器 1 ． 構(gòu)成 任何兩個(gè)彼此絕緣又相距很近的 ，都可以看成一個(gè)電容器． 電容器的帶電荷量是指其中一個(gè)極板上帶電荷量的 ． 導(dǎo)體 絕對值 2．充、放電過程 過程 內(nèi)容 充電過程 放電過程 過程示意 過程 內(nèi)容 充電過程 放電過程 電荷運(yùn)動(dòng) 正電荷向 A板移動(dòng)，負(fù)電荷向 B板移動(dòng) 正電荷由 A板移向 B板 (或負(fù)電荷由 B板移向 A板 ) 電流方向 時(shí)針 時(shí)針 定義及能量的轉(zhuǎn)化 是使兩個(gè)極板帶上 電荷的過程；從電源獲得能量儲(chǔ)存在電場中 是使兩個(gè)極板上電荷 的過程； 轉(zhuǎn)化為其他形式的能 聯(lián)系 兩個(gè)過程互逆，電容器的電荷量、場強(qiáng)、能量變化趨勢相反 順 逆 異種 中和 電場能 二、電容器的電容 1 ． 定義： Q 與 U 的比值，公式為 . 2 ． 物理意義： 表示電容器容納 本領(lǐng)的物理量． 3 ． 單位： 1 F ＝ μ F ＝ pF . C＝ QU 電荷 106 1012 三、平行板電容器的電容 1 ． 平行板電容器 ( 1 ) 基本結(jié)構(gòu)：由兩塊彼此絕緣、互相靠近的平行金屬板組成，是最簡單的，也是最基本的電容器． ( 2 ) 帶電特點(diǎn)：兩極板電荷等量異號，分布在相對兩板的內(nèi)側(cè)． ( 3 ) 板間電場：板間形成勻強(qiáng)電場，場強(qiáng)大小為
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