第3讲：电容器的动态分析(最新版)
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电容器的动态变化分析
电容器的动态变化分析电容器是一种能够存储电荷的电子元件，它由两个导体板之间夹着电介质组成。
在外加电压作用下，电容器会聚集正负电荷并储存电能。
电容器的动态变化分析主要参考其充放电过程，包括充电、放电和衰减三个阶段。
首先，我们来看电容器的充电过程。
当电压源连接到电容器上时，电压源会将正电荷送入一个导体板，同时从另一个导体板吸取相同数量的负电荷。
这样，电容器内的电荷就开始聚积，并且越来越多的电荷被储存在电容器中。
充电过程中，电容器的电压逐渐增加，直到达到电压源的电压，此时电容器被充满，不再接受更多的电荷。
接下来，我们来看电容器的放电过程。
当电容器上的电压源断开，即电压源不再提供电荷时，电容器中的电荷开始流向外部电路。
这是因为导体板上的正负电荷会吸引彼此，并且通过外部电路的导线流动。
在放电过程中，电容器的电荷越来越少，导致电容器的电压也逐渐降低，直到电容器完全放电为止。
最后，我们来看电容器的衰减过程。
当电容器被充满或放空后，电容器中的电荷不会立即消失。
相反，电容器内的电荷会因为一些因素的影响而逐渐减少。
其中最主要的因素是电容器内部的电阻和电介质的损耗。
电容器的电阻会导致电荷的漏失，而电介质的损耗会导致电荷的耗散。
因此，电容器的电荷衰减过程是一个逐渐减少的过程，电容器的电压也会随之减小。
在电容器的动态变化分析中，我们需要考虑电容器的电压-电荷关系。
根据电容器的定义，电容器的电压和电荷量之间存在线性关系，即Q=CV，其中Q为电容器的电荷，C为电容器的电容量，V为电容器的电压。
根据这个关系，我们可以通过测量电容器的电压和电荷量来确定电容器的特性。
总结起来，电容器的动态变化分析主要涉及充电、放电和衰减三个阶段。
在充电过程中，电压源将电荷送入电容器，使其电压逐渐增加；在放电过程中，电容器中的电荷通过外部电路流向导线，使电容器的电压逐渐降低；在衰减过程中，电容器内部的电阻和电介质的损耗导致电荷逐渐减少，使电容器的电压减小。
2025高考物理总复习观察电容器的充、放电现象 电容器的动态分析
流，随着极板电荷量的减少，放电电流减小
阻，避免烧坏电流表
目录
夯实必备知识
1.观察电流表示数变化，总结电容器充、放电电流的变化规律。 2.可将电流表换成电流传感器，由计算机绘制充、放电的 i－t 图像，由图 数 像计算充、放电过程通过电流传感器的电荷量。 据 方法：先算出一个小方格代表的电荷量，然后数出整个图像与横轴所围的 处 面积中的方格数(大于半个的按一个方格计算，小于半个的舍弃)。电容器 理 充电或放电过程中电荷量为一个小方格代表的电荷量乘以方格数。 3.电容器两极板之间的电压等于电源电动势，由电容的定义式 C＝UQ估算出 电容器的电容 C。
思路点拨 动态分析的思路
目录
研透核心考点
角度 含二极管的动态分析
例5 (2024·安徽高三校联考)某同学学习了电容器的充、
放电等相关知识后，在老师的引导下，他为了探究电
路中连接二极管的电容器充、放电问题，设计了如图6
所示的电路，平行板电容器与二极管(该二极管可看作
理想二极管，正向电阻很小，反向电阻无穷大)、开关、
目录Biblioteka 夯实必备知识思考判断× 1.电容器所带的电荷量是指每个极板所带电荷量的代数和。( ) × 2.电容器的电容与电容器所带电荷量成反比。( ) × 3.放电后的电容器电荷量为零，电容也为零。( )
目录
2
研透核心考点
考点一 实验十：观察电容器的充、放电现象
考点二 平行板电容器的动态分析
目录
研透核心考点
D.开关接2时，平行板电容器充电，且上极板带负电
解析 开关接1时，平行板电容器充电，上极板与电 源正极相连而带正电，A正确，B错误；开关接2时， 平行板电容器放电，放电结束后上、下极板均不带 电，C、D错误。
拓展资料：平行板电容器的动态分析(高中物理教学课件)
极板间的电压是U，充电荷量为Q，两极板间场强为E，
电容为C，现将两极板间距离减小，则（ BCD）
A.Q变大
B.C变大
C.E不变
D.U变小
例3.如图所示，有一个平行板电容器，A板带电荷量为 +Q，B板接地，在A、B两板间的电场内有一固定点P。 下列说法中正确的是（ A ） A．若B板固定，A板下移，则P点的电场强度不变，P点 电势不变
解：(1)稳定后由欧姆定律知：I U 1A (注 板2)上意稳定的：后电求C性电与，容R若器2并电的联性电，未量电发变压生化U CR变Δ1Q化，IRR则22要Δ注6QV＝意Q两2极-Q1， Q电1 性 C发U生C 了1变.8化10则4ΔCQ（＝上Q正2+下Q负1 ） (3)断开电键后R1相当于导线，电压UC ' 10V
一.平行板电容器的动态分析
1.电键k保持闭合分析。
若B板接地，φP怎么变？ 在板间P点放一正点电荷，则 EP怎么变？若放一负电荷EP怎 么变？A接地呢？
k +++++++ A +U,d P
B ------
B板下移：U不变，C变小，Q变-小- ，E变小
U U AP U PB，U AP Ed AP，d AP不变E U AP U PB
Q
U
E
↓ 不变 ↓
不变 ↑ 不变
EU d
CQ U
C rS 4kd
φP
EP
↓
↓
↓
↓
φP
EP
↓
↑
↓
↑
例1.（多选）平行板电容器充电平衡后与电源相连，两
极板间的电压是U，电荷量为Q，两极板间场强为E，电
电容器问题的动态分析教学课件
2023 WORK SUMMARY
电容器问题的动态分 析教学课件
REPORTING
目录
• 电容器的基本概念 • 电容器的工作原理 • 电容器问题的动态分析 • 电容器在电路中的应用 • 电容器问题的常见问题及解决方案 • 电容器问题的实验操作
PART 01
电容器的基本概念
电容器的定义
电容器是一种能够存储电荷的电子元 件，由两个相对的导体（通常为金属 箔或金属板）和它们之间的绝缘体（ 通常为电介质）组成。
电容器的放电过程
总结词
描述电容器在放电过程中如何通过导电介质释放所储存的电 荷的
详细描述
当电容器放电时，所储存的电荷通过导电介质（如金属导线 ）释放。放电初期，电流较大，随着电荷的逐渐释放，电流 逐渐减小，直到放电结束。在此过程中，电容器两端的电压 逐渐降低，直到为零。
电容器的储能原理
总结词
阐述电容器如何通过电场来储存能量的物理机制
信号处理
在音频、视频等信号处理电路中，电容器用于滤除信号中的噪声和杂波。
定时器
在计时器和定时器等电子设备中，电容器用于产生时间延迟和定时控制。
Байду номын сангаас
PART 05
电容器问题的常见问题及 解决方案
电容器漏电问题及解决方案
总结词
电容器漏电是指电容器在正常工 作时，其两极对外壳的绝缘电阻
下降或为零的现象。
详细描述
隔直通交
容抗
电容器对交流信号的阻碍作用称为容 抗，与频率和电容值成反比。
电容器在直流电路中相当于开路，在 交流电路中则能够通过交流信号。
PART 02
电容器的工作原理
电容器的充电过程
总结词
描述电容器在充电过程中电荷如何累积的机制
电容器问题的动态分 析教学课件
REPORTING
目录
• 电容器的基本概念 • 电容器的工作原理 • 电容器问题的动态分析 • 电容器在电路中的应用 • 电容器问题的常见问题及解决方案 • 电容器问题的实验操作
PART 01
电容器的基本概念
电容器的定义
电容器是一种能够存储电荷的电子元 件，由两个相对的导体（通常为金属 箔或金属板）和它们之间的绝缘体（ 通常为电介质）组成。
电容器的放电过程
总结词
描述电容器在放电过程中如何通过导电介质释放所储存的电 荷的
详细描述
当电容器放电时，所储存的电荷通过导电介质（如金属导线 ）释放。放电初期，电流较大，随着电荷的逐渐释放，电流 逐渐减小，直到放电结束。在此过程中，电容器两端的电压 逐渐降低，直到为零。
电容器的储能原理
总结词
阐述电容器如何通过电场来储存能量的物理机制
信号处理
在音频、视频等信号处理电路中，电容器用于滤除信号中的噪声和杂波。
定时器
在计时器和定时器等电子设备中，电容器用于产生时间延迟和定时控制。
Байду номын сангаас
PART 05
电容器问题的常见问题及 解决方案
电容器漏电问题及解决方案
总结词
电容器漏电是指电容器在正常工 作时，其两极对外壳的绝缘电阻
下降或为零的现象。
详细描述
隔直通交
容抗
电容器对交流信号的阻碍作用称为容 抗，与频率和电容值成反比。
电容器在直流电路中相当于开路，在 交流电路中则能够通过交流信号。
PART 02
电容器的工作原理
电容器的充电过程
总结词
描述电容器在充电过程中电荷如何累积的机制
专题七 第3讲 电容器与电容带电粒子在电场中的运动
A．电阻 R 中没有电流 B．电容器的电容变小
)
C．电阻 R 中有从 a 流向 b 的电流 D．电阻 R 中有从 b 流向 a 的电流 图 7－3－4
解析： 图中电容器被充电， 极板带正电， 极板带负电． A B 根 εS 据平行板电容器的大小决定因素 C∝ d 可知，当增大电容器两 极板间距离 d 时，电容 C 变小．由于电容器始终与电池相连， Q 电容器两极板间电压 UAB 保持不变，根据电容的定义 C＝U ， AB 当 C 减小时电容器两极板所带电荷量 Q 减小，A 极板所带正电 荷的一部分从 a 到 b 经电阻 R 流向电源正极，即电阻 R 中有从 a 流向 b 的电流．
D．电容器的电容不随所带电荷量及两极板间的电势差的
变化而变化
Q 解析：本题主要考查电容的定义式C＝—，即C与Q、U U
皆无关，Q 与 U 成正比． 答案：D
2．(双选)图 7－3－4 所示的是一个由电池、电阻 R、电键 S 与平行板电容器组成的串联电路，电键闭合，在增大电容器
两极板间距离的过程中(
6 12
距离 正比，与两极板的_____成反比，并且跟板间插入的电介质有关．
εS (2)公式：C＝______ 4πkd
4．平行板电容器的动态分析 (1)两种情况：①保持两极板与电源相连，则电容器两极板 电压 电量 间_____不变．②充电后断开电源，则电容器的_____不变．
Q εS (2)三个公式：①C＝U；②U＝Ed；③C＝4πkd. (3)方法：找不变量与变化量之间的公式来决定要比较的量
运动、减速运动至速度为零；如此反复运动，每次向左运动的 距离大于向右运动的距离，最终打在 A 板上，所以B 正确．
3T 若 <t0<T，带正电粒子先加速向A 板运动、再减速运动至 4 速度为零；然后再反方向加速运动、减速运动至速度为零；如 此反复运动，每次向左运动的距离小于向右运动的距离，最终 打在B 板上，所以C 错误．若T<t0< 9T ，带正电粒子先加速向B 8
)
C．电阻 R 中有从 a 流向 b 的电流 D．电阻 R 中有从 b 流向 a 的电流 图 7－3－4
解析： 图中电容器被充电， 极板带正电， 极板带负电． A B 根 εS 据平行板电容器的大小决定因素 C∝ d 可知，当增大电容器两 极板间距离 d 时，电容 C 变小．由于电容器始终与电池相连， Q 电容器两极板间电压 UAB 保持不变，根据电容的定义 C＝U ， AB 当 C 减小时电容器两极板所带电荷量 Q 减小，A 极板所带正电 荷的一部分从 a 到 b 经电阻 R 流向电源正极，即电阻 R 中有从 a 流向 b 的电流．
D．电容器的电容不随所带电荷量及两极板间的电势差的
变化而变化
Q 解析：本题主要考查电容的定义式C＝—，即C与Q、U U
皆无关，Q 与 U 成正比． 答案：D
2．(双选)图 7－3－4 所示的是一个由电池、电阻 R、电键 S 与平行板电容器组成的串联电路，电键闭合，在增大电容器
两极板间距离的过程中(
6 12
距离 正比，与两极板的_____成反比，并且跟板间插入的电介质有关．
εS (2)公式：C＝______ 4πkd
4．平行板电容器的动态分析 (1)两种情况：①保持两极板与电源相连，则电容器两极板 电压 电量 间_____不变．②充电后断开电源，则电容器的_____不变．
Q εS (2)三个公式：①C＝U；②U＝Ed；③C＝4πkd. (3)方法：找不变量与变化量之间的公式来决定要比较的量
运动、减速运动至速度为零；如此反复运动，每次向左运动的 距离大于向右运动的距离，最终打在 A 板上，所以B 正确．
3T 若 <t0<T，带正电粒子先加速向A 板运动、再减速运动至 4 速度为零；然后再反方向加速运动、减速运动至速度为零；如 此反复运动，每次向左运动的距离小于向右运动的距离，最终 打在B 板上，所以C 错误．若T<t0< 9T ，带正电粒子先加速向B 8
电容器的动态分析 教学述评课件-2024-2025学年高二上学期物理人教版(2019)必修第三册
高中物理教学述评
以“平行板电容器的动态分析”专题 课为例
课程标准对本节课的 要求有： 1、观察常见的电容器 2、了解电容器的电容 3、观察电容器的充放 电现象 4、能举例说明电容器 的应用
一、教学过程
本节课的教学达到了教学目标，教学设计遵循学生得认知 发展规律，提倡学生自主合作探究学习，学生主动解决问 题，增强孩子在学习过程中获取成功的喜悦，让孩子拥有 探索的动力，加深学生对知识的理解。但还存在一些不足
2.2在内容上可以把最后的拓展部分讨论插入绝 缘介质和金属板的区别删减，从而给学生更充 分的时间进行思考，体验方法的应用
3、最后总结由直接给出，改为提问学生的方式， 让学生一条一条的总结得出，从而达到以学生为 主体，教师为主导的目的。
谢谢大家
பைடு நூலகம்
1、本节专题课难度较大，应关注大多数同学的反应，给 学生充分的思考时间，让学生问问题。
2、本节课理论性较强，在教学设计中没有给学生带 来可视化思维观测，让学生得到更直观的体验，来提 高学生的认知。
3、本节课设计的内容较多，有些问题没有给学生足 够的时间进行练习思考，来消化吸收
4、最后的后由于时间关系没有让学生进行总结， 如果能让学生进行总结会更好，从而来验收本节课 的学习成果。
1、在关注学生方面，应给基础薄弱学生更多关注， 多引导，多提问，让其有更高的参与度，从而找到 自信。
2.1在教学设计中应加入相关演示实验，动图或视频等， 比如让电荷量不变，改变正对面积等，让学生观察静 电计的指针变化，从而更直观的看到，感受到电容， 电势差等的变化，达到理论实践相结合，提高学生的 认知，加强记忆。
以“平行板电容器的动态分析”专题 课为例
课程标准对本节课的 要求有： 1、观察常见的电容器 2、了解电容器的电容 3、观察电容器的充放 电现象 4、能举例说明电容器 的应用
一、教学过程
本节课的教学达到了教学目标，教学设计遵循学生得认知 发展规律，提倡学生自主合作探究学习，学生主动解决问 题，增强孩子在学习过程中获取成功的喜悦，让孩子拥有 探索的动力，加深学生对知识的理解。但还存在一些不足
2.2在内容上可以把最后的拓展部分讨论插入绝 缘介质和金属板的区别删减，从而给学生更充 分的时间进行思考，体验方法的应用
3、最后总结由直接给出，改为提问学生的方式， 让学生一条一条的总结得出，从而达到以学生为 主体，教师为主导的目的。
谢谢大家
பைடு நூலகம்
1、本节专题课难度较大，应关注大多数同学的反应，给 学生充分的思考时间，让学生问问题。
2、本节课理论性较强，在教学设计中没有给学生带 来可视化思维观测，让学生得到更直观的体验，来提 高学生的认知。
3、本节课设计的内容较多，有些问题没有给学生足 够的时间进行练习思考，来消化吸收
4、最后的后由于时间关系没有让学生进行总结， 如果能让学生进行总结会更好，从而来验收本节课 的学习成果。
1、在关注学生方面，应给基础薄弱学生更多关注， 多引导，多提问，让其有更高的参与度，从而找到 自信。
2.1在教学设计中应加入相关演示实验，动图或视频等， 比如让电荷量不变，改变正对面积等，让学生观察静 电计的指针变化，从而更直观的看到，感受到电容， 电势差等的变化，达到理论实践相结合，提高学生的 认知，加强记忆。
物理课件(新教材粤教版)第九章第3讲电容器实验观察电容器的充放电现象带电粒子在电场中的直线运动
充电过程中，随着电容器C两极板电荷量的积累，电路中的电流逐渐 减小，电容器充电结束后，电流表示数为零，A错误； 充电过程中，随着电容器C两极板电荷量的积累，电压表测量电容器 两端的电压，电容器两端的电压迅速增大，电容器充电结束后，最 后趋于稳定，B正确； 电容器放电过程的I－t图像如图所示，可知电流表和 电压表的示数不是均匀减小至0的，C、D错误.
C.电压如丙图所示时，电子在板间做往复运动
√D.电压如丁图所示时，电子在板间做往复运动
若电压如题图甲时，在0～T时间内，电场力先向左后向右，则电子先 向左做匀加速直线运动，后做匀减速直线运动，即电场力先做正功后 做负功，电势能先减少后增加，故A错误； 电压如题图乙时，在 0～12T 时间内，电子向右先加速后减速，即电场力 先做正功后做负功，电势能先减少后增加，故 B 错误；
在充电开始时电流比较 大 (填“大”或“小”)，以后随着极板上电荷 的增多，电流逐渐 减小 (填“增大”或“减小”)，当电容器两极板间 电压等于电源电压时，电荷停止定向移动，电流I＝0.
(2)电容器的放电过程 如图所示，当开关S接2时，相当于将电容器的两极板直接用导线连接起 来，电容器正、负极板上电荷发生 中和 .在电子移动过程中，形成电流. 放电开始电流较 大 (填“大”或“小”)，随着两极板上的电荷量逐渐 减小，电路中的电流逐渐 减小 (填“增大”或“减小”)，两极板间的 电压也逐渐减小到零.
2.做直线运动的条件
(1)粒子所受合外力F合＝0，粒子静止或做匀速直线运动. (2)粒子所受合外力F合≠0且与初速度共线，带电粒子将做加速直线运动 或减速直线运动.
3.用动力学观点分析 a＝qmE，E＝Ud ，v2－v02＝2ad. 4.用功能观点分析 匀强电场中：W＝Eqd＝qU＝12mv2－12mv02 非匀强电场中：W＝qU＝Ek2－Ek1
《电容器的动态分析》 说课稿
《电容器的动态分析》说课稿尊敬的各位评委、老师：大家好！今天我说课的题目是“电容器的动态分析”。
下面我将从教材分析、学情分析、教学目标、教学重难点、教法与学法、教学过程以及教学反思这几个方面来展开我的说课。
一、教材分析“电容器的动态分析”是高中物理选修3-1 中非常重要的一个知识点，它既是对电容器概念和性质的深入理解，也是为后续学习电路知识打下基础。
在教材中，这部分内容通常通过实验和理论推导相结合的方式呈现，旨在引导学生掌握电容器的电容与哪些因素有关，以及在电路中电容器的电荷量、电压、电容等物理量如何随着外界条件的变化而变化。
二、学情分析学生在学习这部分内容之前，已经对电容器的基本概念有了一定的了解，知道电容器是储存电荷的装置，并且对电容的定义式有了初步的认识。
但是，对于电容器在电路中的动态变化过程，学生往往感到抽象和难以理解。
此外，学生在分析问题时，可能会缺乏系统性和逻辑性，容易忽略一些关键的条件和因素。
因此，在教学过程中，需要通过具体的实例和形象的演示，帮助学生建立清晰的物理模型，培养学生的分析和解决问题的能力。
三、教学目标1、知识与技能目标（1）理解电容器电容的概念，知道影响电容器电容的因素。
（2）掌握电容器在电路中的动态分析方法，能够熟练分析电荷量、电压、电容等物理量的变化情况。
2、过程与方法目标（1）通过实验观察和数据分析，培养学生的观察能力和数据处理能力。
（2）通过理论推导和逻辑分析，培养学生的思维能力和推理能力。
3、情感态度与价值观目标（1）激发学生对物理学科的兴趣，培养学生的探索精神和创新意识。
（2）让学生体会物理知识与实际生活的紧密联系，提高学生学以致用的能力。
四、教学重难点1、教学重点（1）电容器电容的概念及其影响因素。
（2）电容器在电路中的动态分析方法。
2、教学难点（1）电容器极板间电场强度的变化分析。
（2）含电容器电路的综合分析。
五、教法与学法1、教法（1）实验演示法：通过演示电容器的充电和放电实验，让学生直观地观察电容器的工作过程和物理量的变化。
9.6 电容 电容器(2)电容器的动态分析 课件-2024-2025学年高二上学期物理沪科版(202
U
U
C rS 4k d
C
CQ U
Q
EU d
E
常见物质有玻璃，云母等绝缘物质
一、电容器的动态变化
3、讨 论
平行板电容器之间正对面积增加
（2）平行板电容器
U
U
充电后，切断电源
Q不变
C rS 4k d
C
CQ U
U
EU d
E
一、电容器的动态变化
3、讨 论
平行板电容器之间正对面积增加
（2）平行板电容器
——两极板所带电荷量Q不变
课
堂
作
完成作业13
业
高中物理 必修三 第九章 静电场
第六节 电容 电容器（2） 电容器的动态分析
一、电容器的动态变化
1、确定不变量：
（1）平行板电容器始终连接在电源两端
U
两极板间电压U不变
（2）平行板电容器充电后，切断电源并保持两极板绝缘
U
两极板所带电荷量Q不变
一、电容器的动态变化
2、讨论与电容器相关的各物理量变化时的三个依据
（1）分析平行板电容器的电容变化 （2）分析带电量或极板间电压变化
(3)分析极板间场强变化
C rS 4k d
CQ U
EU d
一、电容器的动态变化
3、讨 论
平行板电容器之间正对面积增加
（1）平行板电容器
U
U
始终连接在电源两端
U不变
C rS 4k d
C
CQ U
Q
EU d
E
平行板电容器的面积要看实际正对面积
二 、可变电容的应用
只有导电物质才可以构成电容的极板
C rS 4k d
电容器问题的动态分析教学课件
我们将介绍电容器在各种电子设备和系 统中的广泛应用，以及如何选择和优化 电容器参数。
示例和实践案例
1 实验：充放电曲线测量
我们将在实验室中进行电容器充放电曲线的测量，以验证理论模型。
2 案例一：电容器的电源滤波
我们将研究电源中电容器的滤波作用，以及如何使用模拟和数字电路来改进电源性能。
3 案例二：RC航模器电路
电容器问题的动态分析教 学课件
在本课程中，我们将深入探讨电容器的基础知识，以及如何应用这些知识来 解决电容器的动态问题，包括设计和分析电容器。通过几个实用案例，您将 了解电容器的潜在用途和应用领域。
电容器的基本知识
电容器的构成
电容器是由两个金属接触面之间的绝缘材料隔开的电容介质，通常用于在电路中存储电荷和 能量。
我们将研究RC航模器中电容器的使用和调整，以优化系统的性能和稳定性。
应用领域和实际应用
汽车电子
电容器在汽车电子中起着关键 作用，例如启动和点火系统、 座椅调节和音频电路。
航空航天
电容器在飞机和卫星的导航、 通信和控制系统中发挥着重要 的作用。
能源管理
电容器用于能源存储和管理， 例如太阳能和风能等可再生能 源系统。
电容的计算
电容的大小由介质材料、极板距离和面积等多种因素决定。我们将讨论电容的计算方法以及 如何在电路中使用电容。
电容器的类型
电容器有许多不同的类型，包括固定电容器、可变电容器、电解电容器等。我们将介绍每种 电容器的不同特点和用途。
电容器的动态分析
电容器充放电
通过实验和数学模型分析，我们将研究电容器在不 同充放电条件下的行为和性能。
总结和回顾
标准符号和参数
我们将回顾电容器的标准符号、参数和规格，并总 结本课程中学到的内容。
示例和实践案例
1 实验：充放电曲线测量
我们将在实验室中进行电容器充放电曲线的测量，以验证理论模型。
2 案例一：电容器的电源滤波
我们将研究电源中电容器的滤波作用，以及如何使用模拟和数字电路来改进电源性能。
3 案例二：RC航模器电路
电容器问题的动态分析教 学课件
在本课程中，我们将深入探讨电容器的基础知识，以及如何应用这些知识来 解决电容器的动态问题，包括设计和分析电容器。通过几个实用案例，您将 了解电容器的潜在用途和应用领域。
电容器的基本知识
电容器的构成
电容器是由两个金属接触面之间的绝缘材料隔开的电容介质，通常用于在电路中存储电荷和 能量。
我们将研究RC航模器中电容器的使用和调整，以优化系统的性能和稳定性。
应用领域和实际应用
汽车电子
电容器在汽车电子中起着关键 作用，例如启动和点火系统、 座椅调节和音频电路。
航空航天
电容器在飞机和卫星的导航、 通信和控制系统中发挥着重要 的作用。
能源管理
电容器用于能源存储和管理， 例如太阳能和风能等可再生能 源系统。
电容的计算
电容的大小由介质材料、极板距离和面积等多种因素决定。我们将讨论电容的计算方法以及 如何在电路中使用电容。
电容器的类型
电容器有许多不同的类型，包括固定电容器、可变电容器、电解电容器等。我们将介绍每种 电容器的不同特点和用途。
电容器的动态分析
电容器充放电
通过实验和数学模型分析，我们将研究电容器在不 同充放电条件下的行为和性能。
总结和回顾
标准符号和参数
我们将回顾电容器的标准符号、参数和规格，并总 结本课程中学到的内容。
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U 答：直接根据 E 来判断 d
所以E减小。
问：液滴怎样运动？ 答：因为E减小，所以F减小，所以向下加速
F
·
a
mg
如图：有一个带电液滴悬浮在极板之间， 请判断：液滴带什么电？
问：怎样判断液滴所受电场力的方向？ 答：根据二力平衡判断。
因为重力mg向下，所以电场力F向上。 F
mg
d
E变大
E变大，所以电场力F变大，所以 偏角变大。
如图：开始小球静止在平行板电容器之间， 与竖直方向的夹角为θ，开关始终断开。 当A板向右移动时，则夹角θ怎样改变？
A θ
B
开关始终断开
问：小球受几个力？ 答：三个力。重力、电场力、绳子的拉力
F拉
F电
mg
问：电容器的哪个物理量不变？ 答：电容器的电量Q不变，因为与电源断开。 问：A板向右移动，距离d怎样改变？ 答：距离d变小 分析：
A
θ
B
问：小球受几个力？ 答：三个力。重力、电场力、绳子的拉力
F拉 F电
mg
分析：三力平衡，所以三个力可以平移成 一个三角形。
mg θ F拉
由三角形得：
F电 tan mg
由电源的极性来判断 场强方向
如图：开始小球静止在平行板电容器之间， 与竖直方向的夹角为θ，当A板向右移动时。 则：夹角θ怎样改变？
A
B
θ
问：小球受几个力？ 答：三个力。重力、电场力、绳子的拉力
F拉
F电
mg
问：电容器的哪个物理量不变？ 答：电容器的电压U不变，因为与电源相连。
问：A板向右移动，距离d怎样改变？ 答：距离d变小 问：电容器的场强E变大还是变小？ U 答：因为U不变，d变小，直接根据E 知：
答：直接使用
U E d
，因为电压不变。
分析： 因为U不变，因为d变为原来的2倍，根据 U 1 E 可知：所以E变为原来的 。 2 d
如图：一个电容器通过导线与电源相连， 现使极板的距离增大为原来的2倍。 则：极板上的电量怎样改变？
问：电容器的哪个物理量保持不变？ 答：电压 分析:
U 因为U变小，d不变，根据 E 知： E变小 d U
如图：开关s闭合时，液滴静止在电容器之 间。现将开关s断开，两板间的距离变为原 来的2倍，则液滴怎样运动？
液滴
问：开关断开时，电容器的哪个物理量不变？ 答：电量Q不变。
分析：
1 S d是原来的2倍，根据 C 知： C是原来的 2 d 1 Q C是原来的 ，根据 C U 知： U是原来的2倍 2
U是原来的2倍，d是原来的2倍，
U 根据 E 知：E不变 d
E不变，则电场力F不变， 所以液滴仍然静止。
如图：带电液滴悬浮在极板之间，若将极 板之间的距离变为原来的2倍，则液滴怎样 运动？
问：电容器的哪个物理量不变？ 答：电压U不变，因为与电源相连。 问：怎样判断场强的变化？ 因为U不变，d增大，
问：怎样判断极板的场强方向？ 答：根据极板的极性。 【正极、正极板】【负极、负极板】
电场线 + ++++++ ------
问：液滴带什么电？
F E
答：由上面的分析可知：因为电场力F向上， 因为场强E向下，所以液滴带负电。
由重力的方向来判断 电场力的方向 由电场力的方向和场强 方向的关系来判断电性
Q C 因为 C 2 ，根据 U
C2 知：
1 因为 U 2
1 d 根据 2
1 U 知： 2 U E 知：E不变 d
重要的推论说三遍
推论一：与电源断开的电容器，不管极板 之间的距离怎样改变，场强始终不变。
推论一：与电源断开的电容器，不管极板 之间的距离怎样改变，场强始终不变。
问：电容器有哪三大公式？ 答：
Q C U
定义式
S C d U E d
决定式
场强与电压的关系
如图：与电源断开的电容器，当距离变大2 倍时。 问： 极板的场强怎样改变？
距离增大2倍
问：电容器的哪个物理量不变？ 答：电量Q不变，因为与电源断开了。 分析：
S C 因为 d 2 ，根据 d 1 Q 因为 பைடு நூலகம் 2 ，根据 C U
S 因为d变为原来的2倍，根据 C 可知： d 1 C变为原来的 2 1 Q C 因为U不变，因为C变为原来的 2 ，根据 U 1 可知：Q也变为原来的 2
如图：一个孤立的带电电容器中间插入一 块陶瓷。 则电容C、电压U、场强E怎样改变？
陶瓷
问：哪个物理量不变？ 答：电量Q不变 问：插入陶瓷，电容C怎样改变？ 答：变大 因为陶瓷的绝缘性能比空气好 分析: Q 因为Q不变，因为C变大，根据C 知： U变小
第3讲：电容器的动态分析
制作人：张光明
电容器中两个结论
结论一：与电源相连的电容器电压不变
因为U电容器=E电动势 因为E电动势不变 所以U电容器不变
结论二：与电源断开的电容器，极板电量Q 不变。
因为开关断开，所以电容器 无法充电、放电，所以极板 的电量跑不掉。 ++++++ ------
电容器的三大公式
S C变大 d变小，根据 C 知： d
Q Q不变，C变大，根据 C 知： U变小 U U 因为U变小、d变小，根据 E 知： E不变 d
E不变，所以电场力F不变， 所以偏角θ不变。
如图：质量为m的小球静止在平行板电容器 之间，与竖直方向的夹角为θ，极板的电量 为Q。 求：电容器的电容C？
1 C 知： 2
U 2 知：
因为 d 2
U U 2 ，根据 E ； d
知： E不变
如图：与电源断开的电容器，当距离减小2 倍时。 问：极板的场强怎样改变？
距离减小2倍
问：电容器的哪个物理量不变？ 答：电量Q不变，因为与电源断开了。 分析：
1 S 因为 d ，根据 C d 2
推论一：与电源断开的电容器，不管极板 之间的距离怎样改变，场强始终不变。
如图：一个电容器通过导线与电源相连， 现使极板的距离增大为原来的2倍。 则：极板之间的场强怎样改变？
问：电容器的哪个物理量保持不变？ 答：电压 Q U S C E C 问：选择哪个公式分析？ U d
d
所以E减小。
问：液滴怎样运动？ 答：因为E减小，所以F减小，所以向下加速
F
·
a
mg
如图：有一个带电液滴悬浮在极板之间， 请判断：液滴带什么电？
问：怎样判断液滴所受电场力的方向？ 答：根据二力平衡判断。
因为重力mg向下，所以电场力F向上。 F
mg
d
E变大
E变大，所以电场力F变大，所以 偏角变大。
如图：开始小球静止在平行板电容器之间， 与竖直方向的夹角为θ，开关始终断开。 当A板向右移动时，则夹角θ怎样改变？
A θ
B
开关始终断开
问：小球受几个力？ 答：三个力。重力、电场力、绳子的拉力
F拉
F电
mg
问：电容器的哪个物理量不变？ 答：电容器的电量Q不变，因为与电源断开。 问：A板向右移动，距离d怎样改变？ 答：距离d变小 分析：
A
θ
B
问：小球受几个力？ 答：三个力。重力、电场力、绳子的拉力
F拉 F电
mg
分析：三力平衡，所以三个力可以平移成 一个三角形。
mg θ F拉
由三角形得：
F电 tan mg
由电源的极性来判断 场强方向
如图：开始小球静止在平行板电容器之间， 与竖直方向的夹角为θ，当A板向右移动时。 则：夹角θ怎样改变？
A
B
θ
问：小球受几个力？ 答：三个力。重力、电场力、绳子的拉力
F拉
F电
mg
问：电容器的哪个物理量不变？ 答：电容器的电压U不变，因为与电源相连。
问：A板向右移动，距离d怎样改变？ 答：距离d变小 问：电容器的场强E变大还是变小？ U 答：因为U不变，d变小，直接根据E 知：
答：直接使用
U E d
，因为电压不变。
分析： 因为U不变，因为d变为原来的2倍，根据 U 1 E 可知：所以E变为原来的 。 2 d
如图：一个电容器通过导线与电源相连， 现使极板的距离增大为原来的2倍。 则：极板上的电量怎样改变？
问：电容器的哪个物理量保持不变？ 答：电压 分析:
U 因为U变小，d不变，根据 E 知： E变小 d U
如图：开关s闭合时，液滴静止在电容器之 间。现将开关s断开，两板间的距离变为原 来的2倍，则液滴怎样运动？
液滴
问：开关断开时，电容器的哪个物理量不变？ 答：电量Q不变。
分析：
1 S d是原来的2倍，根据 C 知： C是原来的 2 d 1 Q C是原来的 ，根据 C U 知： U是原来的2倍 2
U是原来的2倍，d是原来的2倍，
U 根据 E 知：E不变 d
E不变，则电场力F不变， 所以液滴仍然静止。
如图：带电液滴悬浮在极板之间，若将极 板之间的距离变为原来的2倍，则液滴怎样 运动？
问：电容器的哪个物理量不变？ 答：电压U不变，因为与电源相连。 问：怎样判断场强的变化？ 因为U不变，d增大，
问：怎样判断极板的场强方向？ 答：根据极板的极性。 【正极、正极板】【负极、负极板】
电场线 + ++++++ ------
问：液滴带什么电？
F E
答：由上面的分析可知：因为电场力F向上， 因为场强E向下，所以液滴带负电。
由重力的方向来判断 电场力的方向 由电场力的方向和场强 方向的关系来判断电性
Q C 因为 C 2 ，根据 U
C2 知：
1 因为 U 2
1 d 根据 2
1 U 知： 2 U E 知：E不变 d
重要的推论说三遍
推论一：与电源断开的电容器，不管极板 之间的距离怎样改变，场强始终不变。
推论一：与电源断开的电容器，不管极板 之间的距离怎样改变，场强始终不变。
问：电容器有哪三大公式？ 答：
Q C U
定义式
S C d U E d
决定式
场强与电压的关系
如图：与电源断开的电容器，当距离变大2 倍时。 问： 极板的场强怎样改变？
距离增大2倍
问：电容器的哪个物理量不变？ 答：电量Q不变，因为与电源断开了。 分析：
S C 因为 d 2 ，根据 d 1 Q 因为 பைடு நூலகம் 2 ，根据 C U
S 因为d变为原来的2倍，根据 C 可知： d 1 C变为原来的 2 1 Q C 因为U不变，因为C变为原来的 2 ，根据 U 1 可知：Q也变为原来的 2
如图：一个孤立的带电电容器中间插入一 块陶瓷。 则电容C、电压U、场强E怎样改变？
陶瓷
问：哪个物理量不变？ 答：电量Q不变 问：插入陶瓷，电容C怎样改变？ 答：变大 因为陶瓷的绝缘性能比空气好 分析: Q 因为Q不变，因为C变大，根据C 知： U变小
第3讲：电容器的动态分析
制作人：张光明
电容器中两个结论
结论一：与电源相连的电容器电压不变
因为U电容器=E电动势 因为E电动势不变 所以U电容器不变
结论二：与电源断开的电容器，极板电量Q 不变。
因为开关断开，所以电容器 无法充电、放电，所以极板 的电量跑不掉。 ++++++ ------
电容器的三大公式
S C变大 d变小，根据 C 知： d
Q Q不变，C变大，根据 C 知： U变小 U U 因为U变小、d变小，根据 E 知： E不变 d
E不变，所以电场力F不变， 所以偏角θ不变。
如图：质量为m的小球静止在平行板电容器 之间，与竖直方向的夹角为θ，极板的电量 为Q。 求：电容器的电容C？
1 C 知： 2
U 2 知：
因为 d 2
U U 2 ，根据 E ； d
知： E不变
如图：与电源断开的电容器，当距离减小2 倍时。 问：极板的场强怎样改变？
距离减小2倍
问：电容器的哪个物理量不变？ 答：电量Q不变，因为与电源断开了。 分析：
1 S 因为 d ，根据 C d 2
推论一：与电源断开的电容器，不管极板 之间的距离怎样改变，场强始终不变。
如图：一个电容器通过导线与电源相连， 现使极板的距离增大为原来的2倍。 则：极板之间的场强怎样改变？
问：电容器的哪个物理量保持不变？ 答：电压 Q U S C E C 问：选择哪个公式分析？ U d
d