Презентация к уроку физики "Электроемкость. Конденсаторы".

План конспект урока по физике  План конспект урока по физике  по теме  по теме  «Электроемкость.  «Электроемкость.  Конденсаторы». Конденсаторы». Учитель МБОУ «Ергачинская Учитель МБОУ «Ергачинская П. Ергач, Кунгурский район П. Ергач, Кунгурский район СОШ» СОШ» Заостровских Вера Заостровских Вера Александровна. Александровна.

Опрос пройденного блока  Опрос пройденного блока  по теме  по теме  « Напряженность электрического поля. Потенциал.» « Напряженность электрического поля. Потенциал.» 1. Проводящий шар находится в однородном электростатическом поле. Сравнить Проводящий шар находится в однородном электростатическом поле. Сравнить 1. потенциалы точек 1 и 2 шара. потенциалы точек 1 и 2 шара. 2. 2. Отрицательный заряд внесен внутрь полой проводящей сферы, внешняя Отрицательный заряд внесен внутрь полой проводящей сферы, внешняя поверхность которой заземлена. Что можно сказать о потенциалах φ1 и φ2 поверхность которой заземлена. Что можно сказать о потенциалах φ1 и φ2 в произвольных точках внутри и снаружи шара. в произвольных точках внутри и снаружи шара. 3. Заряд q перемещен по контуру ABCDA (на рисунке – против часовой стрелки) в 3. Заряд q перемещен по контуру ABCDA (на рисунке – против часовой стрелки) в поле точечного заряда Q. На каком участке или участках работа сил поля поле точечного заряда Q. На каком участке или участках работа сил поля положительна, если Q > 0 и q > 0? положительна, если Q > 0 и q > 0?

4. 4. В неоднородном электрическом поле положительный заряд перемещается из В неоднородном электрическом поле положительный заряд перемещается из точки 1 в точку 2 по разным траекториям. В каком случае работа сил точки 1 в точку 2 по разным траекториям. В каком случае работа сил электрического поля больше? электрического поля больше? 5. 5. Электрическое поле создано неподвижным положительно заряженным шаром Электрическое поле создано неподвижным положительно заряженным шаром +q1. Как изменятся напряженность и потенциал поля в точке A, если в точке +q1. Как изменятся напряженность и потенциал поля в точке A, если в точке B будет размещен другой положительный заряд +q2 и |q2| < |q1|? B будет размещен другой положительный заряд +q2 и |q2| < |q1|? 6. 6. С какой силой действует однородное электростатическое поле, напряженность С какой силой действует однородное электростатическое поле, напряженность которого E = 200 000 Н/Кл, на заряд q = 5∙10–6 Кл? которого E = 200 000 Н/Кл, на заряд q = 5∙10–6 Кл?

7. 7. Определите разность потенциалов между точками 1 и 2 электрического поля Определите разность потенциалов между точками 1 и 2 электрического поля точечного заряда q = 4∙10–8 Кл, если расстояния от этих точек до заряда точечного заряда q = 4∙10–8 Кл, если расстояния от этих точек до заряда равны соответственно 1 и 4 м? равны соответственно 1 и 4 м? 8. 8. В однородном электростатическом поле четыре заряда движутся по В однородном электростатическом поле четыре заряда движутся по направлениям, указанным стрелками. Установите, какие заряды направлениям, указанным стрелками. Установите, какие заряды перемещаются под действием сил электрического поля. Какие работы по перемещаются под действием сил электрического поля. Какие работы по перемещению зарядов положительные, а какие отрицательные? перемещению зарядов положительные, а какие отрицательные?

Объяснение нового материала. Объяснение нового материала. Емкость проводника. 1. 1. Емкость проводника. После открытия электризации тел перед экспериментаторами возник вопрос: при каком После открытия электризации тел перед экспериментаторами возник вопрос: при каком Рассмотрим удаленный от всех тел проводник, заряженный равномерно Рассмотрим удаленный от всех тел проводник, заряженный равномерно условии можно накопить на проводниках большой электрический заряд. условии можно накопить на проводниках большой электрический заряд. распределенным по нему зарядом q. q. распределенным по нему зарядом пропорционален заряду проводника. пропорционален заряду проводника. Тогда можно утверждать, что потенциал на поверхности проводника будет Тогда можно утверждать, что потенциал на поверхности проводника будет q ~ φ Коэффициент пропорциональности С, где С > 0, между зарядом и потенциалом Коэффициент пропорциональности С, где С > 0, между зарядом и потенциалом q =С φ или q =С φ называется электроемкостью проводника называется q ~ φ или электроемкостью проводника (сокращенно емкостью).. (сокращенно емкостью) Электроемкость – физическая величина, характеризующая способность Электроемкость – физическая величина, характеризующая способность проводника накапливать заряд при заданном потенциале и определяемая проводника накапливать заряд при заданном потенциале и определяемая как отношение заряда уединенного проводника к его потенциалу. как отношение заряда уединенного проводника к его потенциалу. С=q/φ С=q/φ фарад (Ф): С системе СИ единица электроемкости называется фарад (Ф): С системе СИ единица электроемкости называется Из – за того что заряд 1 Кл очень велик, емкость 1 Ф тоже очень велика. Поэтому на Из – за того что заряд 1 Кл очень велик, емкость 1 Ф тоже очень велика. Поэтому на практике часто используют доли этой единицы: практике часто используют доли этой единицы: 1пФ = 10-12 Ф 1пФ = 10-12 Ф 1 мкФ = 10-6 Ф 1 мкФ = 10-6 Ф

2.2. Большой заряд можно накопить если использовать не один проводник, а два близко Большой заряд можно накопить если использовать не один проводник, а два близко Конденсаторы. Емкость конденсатора. Конденсаторы. Емкость конденсатора. расположенных проводника, которым сообщить равные по модулю и разные расположенных проводника, которым сообщить равные по модулю и разные по знаку электрические заряды. Такое устройство, предназначенное для по знаку электрические заряды. Такое устройство, предназначенное для накопления электрического заряда и состоящее из двух близко накопления электрического заряда и состоящее из двух близко расположенных проводников (обкладки), разделенных тонким слоем расположенных проводников (обкладки), разделенных тонким слоем конденсатором. диэлектрика, называется конденсатором. диэлектрика, называется Электроемкостью конденсатора называется физическая величина, равная Электроемкостью конденсатора называется физическая величина, равная отношению заряда одной из пластин конденсатора (обкладки) q к отношению заряда одной из пластин конденсатора (обкладки) q к разности потенциалов UU между ними. между ними. разности потенциалов C = q / U C = q / U Первым конденсатором в истории физики стала лейденская банка, опыты с которой Первым конденсатором в истории физики стала лейденская банка, опыты с которой Мушенбруку привелось испытать на себе прохождение огромного по тем временам Мушенбруку привелось испытать на себе прохождение огромного по тем временам в середине XVIII в середине электрического заряда с помощью обыкновенной стеклянной банки. электрического заряда с помощью обыкновенной стеклянной банки. Оказалось, что если выложить внутреннюю и внешнюю поверхность банки Оказалось, что если выложить внутреннюю и внешнюю поверхность банки фольгой, тона этих проводниках можно накапливать большой электрический фольгой, тона этих проводниках можно накапливать большой электрический заряд. заряд. XVIII века поставил голландский ученый Питер Ван Мушенбрук. века поставил голландский ученый Питер Ван Мушенбрук.

33. . Емкость плоского конденсатора Емкость плоского конденсатора плоским.. разделенных тонким диэлектриком. Такой конденсатор называется плоским разделенных тонким диэлектриком. Такой конденсатор называется Простейшим конденсатором является система из двух проводящих пластин Простейшим конденсатором является система из двух проводящих пластин Не сложно увидеть: Не сложно увидеть: 1) что заряд конденсатора qq, а следовательно и емкость конденсатора 1) что заряд конденсатора , а следовательно и емкость конденсатора CC (согласно (согласно С=q/UU) ) будет прямо пропорционально зависеть от площади пластин будет прямо пропорционально зависеть от площади пластин формулы С=q/ формулы (обкладок) SS.. (обкладок) С ~ С ~ SS,, 2) 2) из формулы из формулы С=q/ С=q/U U также видно, что чем меньше напряжение между обкладками также видно, что чем меньше напряжение между обкладками конденсатора, тем больше емкость конденсатора С. С. А напряжение между А напряжение между конденсатора, тем больше емкость конденсатора = φ1 – φ2 прямо пропорционально зависит от расстояния между обкладками UU = φ1 – φ2 прямо пропорционально зависит от расстояния между обкладками обкладками dd. Следовательно Между . Следовательно Между СС и обкладками пропорциональная зависимость. пропорциональная зависимость. и dd существует обратно существует обратно C ~C ~1/1/d d ,, 3) 3) вводя различные виды диэлектриков между пластинами можно изменять емкость вводя различные виды диэлектриков между пластинами можно изменять емкость конденсатора. Следовательно емкость конденсатора пропорциональна конденсатора. Следовательно емкость конденсатора пропорциональна диэлектрической проницаемости диэлектрика εε.. диэлектрической проницаемости диэлектрика С ~ ε С ~ ε Тогда формула плоского конденсатора имеет вид Тогда формула плоского конденсатора имеет вид CC = ε ε0 = ε ε0S/dS/d , , Где ε0 = 8,85* 10-12 Ф/м – электрическая постоянная. Где ε0 = 8,85* 10-12 Ф/м – электрическая постоянная.

Электрическое однородное поле плоского  конденсатора в основном локализовано между обкладками. Электрическое однородное поле плоского  конденсатора в основном локализовано между обкладками. Конденсаторы первоначально использовались для накопления электрического заряда Конденсаторы первоначально использовались для накопления электрического  заряда.. Но сегодня   Но сегодня  когда существуют различные источники тока, потребность в накоплении электрического заряда  когда существуют различные источники тока, потребность в накоплении электрического заряда  отпала. Тем не менее конденсаторы очень широко используются  в радиотехнике для: отпала. Тем не менее конденсаторы очень широко используются  в радиотехнике для: 1.         Накопления электрического заряда и энергии. 1.         Накопления электрического заряда и энергии. 2.         Фильтрации и сглаживания выпрямленного  тока. 2.         Фильтрации и сглаживания выпрямленного  тока. конденсатора  3.         Настройки резонансных цепей приемо­передающей аппаратуры с помощью конденсатора  3.         Настройки резонансных цепей приемо­передающей аппаратуры с помощью  переменной емкости. переменной емкости. 4.         Фильтрация или развязка цепей  по постоянному току  и  «прохождение» переменного тока через  4.         Фильтрация или развязка цепей  по постоянному току  и  «прохождение» переменного тока через  конденсатор. конденсатор. И т.д. И т.д.

Примеры конденсаторов.. Примеры конденсаторов

Закрепление пройденного материала. Закрепление пройденного материала. 1. Напряженность электрического поля в пространстве между пластинами плоского 1. Напряженность электрического поля в пространстве между пластинами плоского 2. Заряд на обкладках конденсатора увеличили в 2 раза. Как изменится 2. Заряд на обкладках конденсатора увеличили в 2 раза. Как изменится 3. Электрический заряд на одной пластине конденсатора +20 Кл а на другой -20 Кл. 3. Электрический заряд на одной пластине конденсатора +20 Кл а на другой -20 Кл. 4. Как изменится емкость плоского конденсатора, если расстояние между его 4. Как изменится емкость плоского конденсатора, если расстояние между его 5. Как изменится напряжение на обкладках заряженного плоского конденсатора, 5. Как изменится напряжение на обкладках заряженного плоского конденсатора, 6. Плоский конденсатор подключен к источнику постоянного тока. Как изменится 6. Плоский конденсатор подключен к источнику постоянного тока. Как изменится 7. Как изменится емкость конденсатора при его заполнении диэлектриком с 7. Как изменится емкость конденсатора при его заполнении диэлектриком с конденсатора в вакууме равна 40 В/м, расстояние между пластинами равно 2 см. конденсатора в вакууме равна 40 В/м, расстояние между пластинами равно 2 см. Каково напряжение между пластинами конденсатора? Каково напряжение между пластинами конденсатора? электроемкость конденсатора? электроемкость конденсатора? Напряжение между пластинами 5*104 В. Определить электроемкость Напряжение между пластинами 5*104 В. Определить электроемкость конденсатора. конденсатора. пластинами увеличить в 2 раза? пластинами увеличить в 2 раза? если расстояние между его обкладками увеличить в 2раза? если расстояние между его обкладками увеличить в 2раза? заряд на обкладках конденсатора, если площадь пластин уменьшить в 2 раза? заряд на обкладках конденсатора, если площадь пластин уменьшить в 2 раза? проницаемостью ε = 4? Конденсатор исходно заряжен и отключен от источника проницаемостью ε = 4? Конденсатор исходно заряжен и отключен от источника тока. тока. 8. Как изменится электроемкость конденсатора, если в пространство между 8. Как изменится электроемкость конденсатора, если в пространство между пластинами вместо стекла с ε = 7 вставить парафин с ε = 2? пластинами вместо стекла с ε = 7 вставить парафин с ε = 2? 9. Какую площадь должны иметь пластины плоского конденсатора для того, чтобы 9. Какую площадь должны иметь пластины плоского конденсатора для того, чтобы его электроемкость была равна 1 мкФ, если между пластинами помещен слой его электроемкость была равна 1 мкФ, если между пластинами помещен слой слюды толщиной 0.1 мм? Диэлектрическая проницаемость слюды ε = 7. слюды толщиной 0.1 мм? Диэлектрическая проницаемость слюды ε = 7. Электрическая постоянная равна ε0 = 8,85* 10-12 Ф/м. Электрическая постоянная равна ε0 = 8,85* 10-12 Ф/м. (Задание №9 является дополнительным). (Задание №9 является дополнительным).