10.4 电容器的电容 课件-2022-2023学年高二上学期物理人教版（2019）必修第三册(共16张PPT)

(共16张PPT)
10.4 电容器的电容
电容器的内部是什么样的呢？
绝缘层
金属层
１.定义：
任何两个彼此绝缘又相距很近的导体
一、电容器
平行板电容器
电介质
电容器的极板
电容器的极板
2.符号：
电容器充、放电
电容器充、放电电路图
电容器充、放电实物图
电容器充电
思考讨论：
1、开关打到哪充电？
2、观察灵敏电流计的指针如何变化？
3、充电完毕后，极板各带什么电？电容器所带电量是多少？
4、充电完毕后，灵敏电流计是否变化？两板间是否有电势差？
5、充电过程中，电路中的能量如何转化？
充电
I
U
+Q
-Q
开关1
向右
等量异种电荷
指针归零
有
Q
E
电源中的电能存储在电容器中
电容器放电
思考讨论：
1、开关打到哪放电？
2、观察灵敏电流计的指针如何变化？
3、放电过程中，二极管什么状态？
4、放电完毕后，灵敏电流计是否变化？两板间是否有电势差？
5、放电过程中，电路中的能量如何转化？
放电
I
U
+Q
-Q
开关2
向左（与之前反向）
发光
指针归零
无
E
电容器中的电场能转化为其他形式的能量
（二极管光能）
V
＋ ＋ ＋ ＋
－ － － －
＋Q
－Q
＋ ＋
－ －
2
S2
S1
＋ ＋
－ －
探究-电容器Q与U之间的定量关系
1
二、电容
1.定义：电容器所带电荷量Q与电容器两极板间的电势差U的比值，
＋ ＋ ＋ ＋ ＋ ＋ ＋ ＋
－ － － － － － － －
＋Q
－Q
2.定义式：
3.物理意义：容纳电荷的本领
4.单位：法拉，简称法，符号F，微法（ F）、皮法（pF）
比值定义法
6.对电容的理解
（1）由定义式 可知，C与Q成正比，与U成反比
错误 C表示电容器容纳电荷的本领，与Q，U都无关
（1）击穿电压，超过这个限度，电介质将被击穿，电容器损坏
5.电容器使用时应注意的问题
（2）额定电压，正常工作时两极板上的最大电压，比击穿电压要低
题1.(多选)关于电容器的充、放电，下列说法中正确的是(　　)
A．充、放电过程中，外电路有瞬时电流
B．充、放电过程中，外电路有恒定电流
C．充电过程中电源提供的电能全部转化为内能
D．放电过程中电容器中的电场能逐渐减少
AD
课堂训练
探究：影响平行板电容器电容的因素
1.板间距离d
2.正对面积s
3.电介质εr [Epsilon]
不变量 变量 U变化（指针偏角） C变化 C与变量关系
Q εr d s
Q εr s d
Q s d εr
C与s成正比
C与d成反比
C与εr成正比
其余量不变的情况下
三．平行板电容器的电容
1. 实验研究:S 、d、电介质，对电容器电容的影响
　实验原理: C=Q/U
(保持电量Q不变，通过Ｕ的变化确定Ｃ 的变化)
实验结论:
(1)电量Q、正对面积S保持不变时，距离d越大，C越小
(2)电量Q、距离d 保持不变时， 　　正对面积S越大，C越大
(3)电量Q、距离d、正对面积S保持不变时， 插入介质， 电容C越大
2.总结:
3.公式:
K---静电力常量
ε---介电常数
S---正对面积
d---距离
平行板电容器的电容C跟介电常数ε成正比,跟正对面积S成正比,跟极板间的距离d成反比.
几种常见电介质的介电常数 电介质 空气 石蜡 陶瓷 玻璃 云母
介电常数 1.0005 2.0~2.1 6 4~11 6~8
四.常用电容器
固定电容器:
可调电容器:
聚苯乙烯电容器
(两层锡箔或铝箔中间夹以聚苯乙烯薄膜)
电解电容器
击穿电压:加在电容器两极上的电压有个限度,超过这个限度,电介质将被击穿,电容器损坏.
电容器上表明的是额定电压,比击穿电压要小
练习:
1.根据电容器的定义式C=Q/U可知 　　　　　　　　（　　　）Ａ.电容器的电容越大，则电容器所带的电量就越多　　　　　　Ｂ.电容器两极板间的电势差越大，电容越大　　　　　　　　　Ｃ.电容器的电容与其带电量成正比，与极板间的电势差成正比　Ｄ.电容器的电容不随带电量及两极板间电势差的变化而变化
Ｄ
２.一空气平行板电容器，极板正对面积为Ｓ，两极板相距d ，充　以电量Ｑ后两极板间电压为Ｕ，为使电容器的电容加倍，可采用办法有：（空气介电常数约为１）　　　　　　　　（　　　）Ａ.将电压变为Ｕ／２　　　　　　　　　　　　　　　　　　　Ｂ.将电量变为２Ｑ　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　Ｃ.将两极板的正对面积变为２Ｓ　　　　　　　　　　　　　　　Ｄ.在两极板间充入介电常数为２的电介质
ＣＤ