物理人教版（2019）必修第三册10.4电容器的电容（共19张ppt）

(共19张PPT)
10.4、电容器的电容
【课标要求】：
观察常见的电容器，了解电容器的电容，观察电容器的充、放电现象。能举例说明电容器的应用。
【学习目标】：
1.仔细研读教材文本，能用自己的话说出电容器的组成、带电量、充放电及常见电容器及应用。
2.仔细研读教材文本同，说明电容的定义、定义式、单位物理意义；通过对平行板电容器电容影响因素的研究，明确平行板电容器的决定式，并利用之解释其传感器问题。
3.能综合应用 、 及
对平行板电容器进行动态分析，进而分析电势及电势能的变化情况。
电场力做功——特点
功能关系:ΔEP＝－WAB
电势能——EPA＝WA0
电势φ＝EP/q
等势面
电场线
取零点
比值定义
形像描述
沿电场线电势降低最快
相互垂直
电场强度
形像描述
无确定关系
知识回顾
电势差：UAB＝WAB/q
UAB＝φA－φB
匀强电场
U＝qE
自主学习检测
一、电容器的构造电容器充电、放电过程特点
1、电容器：两个相互靠近但又彼此绝缘的导体就组成一个电容器．物理上常用两个平行的金属板中间上一层绝缘物质——电介质(空气也是电介质)，组成平行板电容器。
2、电容器充电、放电过程。
（1）充电过程特征：电流减小，电荷增加，电压增大，电场能增加，电场增强。
（2）放电电过程特征：电流增大，电荷减少，电压减小，电场能减少，电场减弱。
自主学习检测
二、常见电容器
（1）固定电容器：容量不变的电容器。常见的有聚苯乙烯电容器与电解电容器，电解电容器的容量一般较大( μF或mF数量级)．电解电容器有正极和负极，使用中正极电势要高于负极电势．
（2）可变电容器：容量可以改变的电容器，由一组固定和一组可动的金属片组成，一般容量较小(pF数量级)．
说明：在使用电容器，电容器两端电压不得超过其额定电压。
自主学习检测
三、电容器的电容
1、电容器的电容：电容器的带电量与两极间电压(电势差)的比值叫电容器的电容。电容器所带的电量是指电容器每个极板所带电荷的绝对值；电容器两端的电压通常用静电计来测量（偏角越大，电压越高。）
2、定义式： （比值定义式）
3、单位：法拉(符号F)、微法(符号 μF)、皮法(符号pF)。1 F＝106μF＝1012 pF.
4、标量，没有正负。
5、物理意义：表征电容器容纳电荷的本领的物理量。由电容器本身的性质决定，与电容器两端的电压和电容器所带电荷量无关。
四、平行板电容器的电容
平行板电容器电容的决定式 ，
可见平行板电容器的电容与反映电介质性质的相对介电常数εr成正比；与正对极板面积S成正比；与两极板间距d成反比。
自主学习检测
一、电容器的动态分析
合作探究
【问题】两块大小、形状完全相同的金属平板平行放置，构成一平行板电容器，与它相连接的电路如图所示，接通开关K，电源即给电容器充电.分析在下列情况下，电容器的电容C，所带的电量Q、电容两端的电压U及两极板间的电场强度E各如何变化？
（1）保持K接通，减小两极板间的距离；
保持K接通
d减小
C增大
Q增大
E增大
电压U不变
一、电容器的动态分析
合作探究
【问题】两块大小、形状完全相同的金属平板平行放置，构成一平行板电容器，与它相连接的电路如图所示，接通开关K，电源即给电容器充电.分析在下列情况下，电容器的电容C，所带的电量Q、电容两端的电压U及两极板间的电场强度E各如何变化？
（2）保持K接通，在两极板间插入一块介质；
保持K接通
增大
C增大
Q增大
E不变
电压U不变
一、电容器的动态分析
合作探究
【问题】两块大小、形状完全相同的金属平板平行放置，构成一平行板电容器，与它相连接的电路如图所示，接通开关K，电源即给电容器充电.分析在下列情况下，电容器的电容C，所带的电量Q、电容两端的电压U及两极板间的电场强度E各如何变化？
（3）保持K接通，若将两极板错开一些；
保持K接通
S减小
C减小
Q减少
E不变
电压U不变
一、电容器的动态分析
合作探究
【问题】两块大小、形状完全相同的金属平板平行放置，构成一平行板电容器，与它相连接的电路如图所示，接通开关K，电源即给电容器充电.分析在下列情况下，电容器的电容C，所带的电量Q、电容两端的电压U及两极板间的电场强度E各如何变化？
（4）保持K断开，减小两极板间的距离；
保持K断开
d减小
C增大
U减小
E不变
电量Q不变
一、电容器的动态分析
合作探究
【问题】两块大小、形状完全相同的金属平板平行放置，构成一平行板电容器，与它相连接的电路如图所示，接通开关K，电源即给电容器充电.分析在下列情况下，电容器的电容C，所带的电量Q、电容两端的电压U及两极板间的电场强度E各如何变化？
（5）保持K断开，在两极板间插入一块介质；
保持K断开
增大
C增大
U减小
E减小
电量Q不变
一、电容器的动态分析
合作探究
【问题】两块大小、形状完全相同的金属平板平行放置，构成一平行板电容器，与它相连接的电路如图所示，接通开关K，电源即给电容器充电.分析在下列情况下，电容器的电容C，所带的电量Q、电容两端的电压U及两极板间的电场强度E各如何变化？
（6）保持K断开，若将两极板错开一些；
保持K断开
S减小
C减小
U增大
E增大
电量Q不变
一、电容器的动态分析
合作探究
【例1】一平行板电容器充电后与电源断开，负极板接地，在两极板间有一正电荷（电量很小）固定在P点.如图所示，用E表示两极板间场强，U表示电容器的电压，EP表示正电荷在P点的电势能，若保持负极板不动，将正极板移到图中虚线所示的位置，则：（ ）
A、U变小，E不变 B、E变大， EP不变
C、U变小，EP不变 D、U不变，EP不变
d减小
C增大
U减小
E不变
Q不变
UP0不变
UP0=Edp0
Φp不变
UP0=Φp-Φ0
Ep不变
EP=qΦp
AC
二、电容传感器
传感器是将所感受到的一种非电学物理量转换成便于检测的电学物理量的器件。常用于检测和自动控制.
测角度
测液面高度
测压力
测位移
合作探究
二、电容传感器
合作探究
【例2】传感器是指把非电学量（如速度、温度、压力等）的变化转换为便于传送和处理的电学量的一种元件，在自动控制中有着广泛的应用，如图所示是一种测定液面高度的电容式传感器的示意图，金属芯线与导电液体形成一个电容器。从指示器显示的电容的大小的变化就能反映液面的升降情况，两者的关系是（ ）
A．C增大表示h增大
B．C增大表示h减小
C．C减小表示h减小
D．C减小表示h增大
AC
课堂小结：
电容器
构造及符号
充电、放电过程特点
种类及注意事项
电容器传感器
电容
定义
定义式
单位
矢标性
物理意义
电容器的动态分析
d,S或εr的变化
C的变化
U或Q的变化
E的变化
明确是U不变,还是Q不变
UP0的变化
UP0=Edp0
Φp的变化
UP0=Φp-Φ0
Ep不变
EP=qΦp
运动状态的变化
F=Eq
课堂小结：