10.4 电容器的电容备课优选（第一课时）课件 （24张PPT）

(共24张PPT)
10.4.2 电容器的电容
10.4 电容器的电容（第一课时）
学习目标
1
2
3
了解平行板电容器电容公式，及影响平行板电容器大小的因素
知道电容器和平行板电容器的概念，掌握电容器的充、放电现象
理解电容的定义、公式、单位、物理意义
课堂引入
水可以用容器储存起来，电荷是不是也可以用一个“容器”储存起来呢？
课堂引入
图中的元件就是这样的“容器”—电容器
电容器是电气设备中的一种很重要的元件，在电子技术和电工技术中有很重要的应用。
1.在两个相距很近的平行金属板中间夹上一层绝缘物质——电介质（空气也是一种电介质），就构成了一个最简单的电容器，叫作平行板电容器。
两个极板（导体）
电容器
电解质（绝缘材料）
一、电容器
电容器极板
绝缘介质(电介质)
2、电容器的作用：
容纳储存电荷（储存电场能的装置）
3.电路图符号：
那么，如何往电容器内“装”电荷呢？
E
S
G
1
2
C
电路图
1. 灵敏电流计的指针怎么变化？其原因是什么？
2. 充电完毕，电容器极板上的带电情况如何
3. 充电、放电的过程电路中的能量如何转化？
观察电容器的充放电过程，思考下列问题
（1）充电过程：使电容器带电的过程。充电后两极板带有等量的异种电荷。任意一个极板带电量的绝对值叫电容器的带电量，用“Q”表示。（电能转化为电场能）
（2）放电过程：使电容器失去电荷的过程。
（电场能转化为其他形式的能）
工作方式
G
+ + + + +
－－－－－
I充
I充
电容器的充电
G
+ + + + +
－－－－－
I放
I放
电容器的放电
Q↑，U↑，E↑
Q↓，U↓，E↓
放电结束后：
①两极板带电量为0，两极板间电压U=0
②两极板间场强E=0，两极板间无电场能
总结：电容器的充、放电过程
充电过程 放电过程
电流流向
极板电量 增加 减小
板间电场 增强 减弱
结果 板间电压与电源相同，两极板带等量异种电荷 板间电压为零，极板电荷中和
（电容器相当于一个用电器）
（电容器相当于一个瞬间电源）
圆柱型水容器的储水问题:
h
h
A
B
C
1. 水位每升高 h，试比较 A、B、C 的储水量, 哪个储水本领大？
2. 如何反映其储水本领？
既然电容器是用来储存电荷的，怎样描述电容器容纳电荷的本领呢？
思考讨论
S = V /h
电容 C
那电容器储存电荷的本领如何表征呢？
+ + + + + + +
- - - - - - -
容纳储存水
容纳储存电荷
电荷量 Q
水量 V
电势差 U
水位差 h
横截面 S
电容器
水容器
S = V /h
C = Q /U
4.物理意义：
二、电容
1.定义：电容器所带电量Q与电容器两极板间电势差U的比值，叫电容器的电容。用C表示;
2.定义式：
3.单位：法拉（F）
1F=1C/ V 1F=106μF=1012pF
电容是描述电容器容纳电荷本领的物理量，与 U 和 Q 无关，由电容器本身的结构决定。（就像水容器一样，它的容量大小与水的深度无关）
电容器的Q—U图象
U/V
Q/C
C1
C2
C1>C2
0
（1）C=0.5×10-6 F （2）不变 （3）不变
例1. 某一电容器，当所带电量为 4×10-6 C，两极板间的电势差为 20 V。
(1)求电容器的电容。
(2)当所带电量减半时，电容器的电容为多少？
(3)当电容器不带电时，电容器的电容为多少？
1．对电容C＝Q/U，以下说法正确的是(　　)
A．电容器充电荷量越大，电容增加越大
B．电容器的电容跟它两极所加电压成反比
C．电容器的电容越大，所带电荷量就越多
D．对于确定的电容器，它所充的电荷量跟它两极板间所加电压的比值保持不变
答案：D
课堂练习
Q
C
Q
O
A
C
U
O
B
Q
U
O
C
C
O
D
2.如图是描述对给定的电容器充电时电量Q、电压U、电容C之间相互关系的图象，其中正确的有（　　）
BCD
三、击穿电压和额定电压
加在电容器两极板上的电压不能超过某一个限度，超过
这个限度，电介质将被击穿，这个电压称为击穿电压。
电容器正常工作时两极板上的最大电压，称为额定电压。
例1.某电容器上标有“20μF 100V”，则（　　）
A．该电容器加上50V电压时，其电容为10μF
B．该电容器加的电压不能低于100V
C．该电容器的最大电容为20μF，当其带电荷量较少时，电容小于20μF
D．该电容器的电容总等于20μF
D
[针对训练]
1．如图所示为电容器、电源、小灯泡等元件连成的电路，电源电压恒为4 V，下列说法正确的是(　　)
A．闭合开关前，电容器电容为0
B．闭合开关，该电容器最多储存的电荷量为4×10－4 C
C．闭合开关，电流表中有持续电流
D．断开开关，电容器放电
B
我想制造一个容量较大的电容器，该怎么做？
问题与思考
电容器的电容跟哪些因素有关？
四、探究影响平行板电容器电容的因素
1、实验结果表明：平行板电容器两极板间的正对面积S越大，电容C越大；极板间距离d越大，电容C越小；插入电介质电容C增大
2、平行板电容器的电容公式：
两极板间距离
两极板正对面积
静电力常量
介电常数
真空 =1
实验公式
Q、S保持不变时，d越大，C越小
Q、 d 保持不变时， S越大，C越大
Q、d、S保持不变时， 插入介质，C越大
平行板电容器的电容大小的决定因素探究
方法：控制变量
充电后断开S，电荷量Q恒定
①此式是决定式，只适用于平行板电容器
注意：
③ε由中间的绝缘物质决定，叫介电常数
②S是正对面积，
（k为静电力常数）
三.平行板电容器
1.构造：
由两块平行金属板组成
εS
4πkd
C =
2.电容：
U
+Q
-Q
+Q
-Q
例:(多选)如图所示，电路中A、B为两块竖直放置的金属板，C是一只静电计，开关S闭合后，静电计指针张开一个角度，下述做法可使静电计指针张角增大的是(　　)
A．使A、B两板靠近一些
B．使A、B两板正对面积减小一些
C．断开S后，使B板向右平移一些
D．断开S后，使A、B正对面积减小一些
CD