人教版（2019）必修第三册 10.4 电容器的电容 课件(共56张PPT)

(共56张PPT)
电容器的电容
身边的电容器
身边的电容器
身边的电容器
思考1.什么是电容器？
思考2.电容器有何用途？
电容器的构造
材料 电容器1 电容器2 电容器3 电容器4 总结
纸片
材料1
材料2
锡箔
绝缘胶布
硬币
塑料
锡箔
绝缘胶布
金属球
绝缘体
导体
研究1：电容器里有哪些材料？
研究2：这些材料是如何放置的？
－
－
－
－
+
充电过程：储存电荷和电场能
放电过程：放出电荷和电场能
-
-
-
-
E
＋
－
＋
－
＋
－
＋
－
＋
－
U
电容器的充电和放电
电容器应用之 照相机的闪光灯
70V~300V
思考3.如何描述电容器的储存电荷的本领？
高度差Δh
B
C
A
B
C
A
液面升高相同的高度Δ h，比较储存的水量Q
储存相同的水量Q，比较液面升高的高度Δ h
储水本领C由容器本身决定
类比：电荷量
类比：电荷量电势差U

－
+
E
＋
－
＋
－
＋
－
＋
－
＋
－
实验原理图
实验探究1：电容器充电和放电时的物理规律
寻找不变量C
实验数据分析：寻找不变量
电源 储存的电荷量 最大电压值 结论
电容器1 1.5V 14.2125 1.439
3.0V 29.29045 2.879
电容器2 1.5V 3.2891 1.428
3.0V 6.7852 2.923
超级电容电车
充电30秒，
能跑5公里！
常用电容器
1.固定电容器
聚苯乙烯电容器
电解电容器
+
-
不能接反，氧化膜很薄，
电容较大
2.可变电容器
常用办法：改变正对面积
1.构造：正对平行金属板中间夹上一层绝缘介质。
2.平行板电容器中的电场：匀强电场
3.电容：
（比值定义式）
＋Q
－Q
d
＋
－
＋
－
＋
－
＋
－
＋
－
＋
－
u
平行板电容器
思考4：平行板电容器的电容与什么有关呢？
实验方法：控制变量法
实验探究2：平行板电容器电容大小的影响因素
1.构造：正对平行金属板中间夹上一层绝缘介质。
2.平行板电容器中的电场：匀强电场
d——极板间距离
S——正对面积
εr——相对介电常数
（决定式）
3.电容：
k——静电力常量
＋Q
－Q
d
＋
－
＋
－
＋
－
＋
－
＋
－
＋
－
u
平行板电容器
练习1.一些宾馆的洗手间经常装有自动干手机，洗手后将湿手靠近，机内的传感器就开通，电热器加热，有热空气从机内喷出，将湿手烘干，手 干手机能使传感器工作，是因为（ ）
A．改变湿度 B．改变温度 C．改变磁场 D．改变电容
D
靠近
学以致用：
练习2．下列关于电容器和电容的说法中，不正确的是( )
A．根据C=Q／U可知，电容器的电容与其所带电荷量成正比，跟两板间的电压成反比
B．对于确定的电容器，其所带的电荷量与两板间的电压成正比
C．无论电容器的电压如何变化，它所带的电荷量与电压比值恒定不变
D．电容器的电容是表示电容器容纳电荷本领的物理量，其大小与加在两板上的电压无关
A
学以致用
学以致用：动态问题1
提示：变中寻找不变
——电荷量Q不变
平行板内的电场强度E如何变？
S变小E变大
d变化E不变
r变大E变小
静电计：
本质：电容器，
功能：测量电压
学以致用：动态问题1
投机取巧法：
-
-
-
+
+
+
-
-
-
+
+
+
-
-
-
+
+
+
学以致用：动态问题1
-
-
-
+
+
+
模型一、电容器内的电荷量Q保持不变
学以致用：动态问题2
提示：变中寻找不变
——电荷量U不变
如图所示电容器C，两板间有一负电荷q静止，使q向上运动的措施是（ ） A．两极板正对面积S减小 B．两极板正对面积S增大 C．两极板间距离d增大 D．两极板间距离d减小
-
-
-
+
+
+
学以致用：动态问题1
-
-
-
+
+
+
模型一、电容器内的电荷量Q保持不变
模型二、电容器两端的电压U保持不变
-
-
-
+
+
+
学以致用：动态问题2
提示：变中寻找不变
——电荷量U不变
如图所示电容器C，两板间有一负电荷q静止，使q向上运动的措施是（ ） A．两极板正对面积S减小 B．两极板正对面积S增大 C．两极板间距离d增大 D．两极板间距离d减小
拓展： S减小，Q怎么变？充电还是放电？
d减小，Q怎么变？充电还是放电？
-
-
-
+
+
+
h
变形式.将带电液滴自距离A板正上方h处自由下落，发现液滴恰能运动到B板，则下列情况中，液滴依然能到达B板的有( )
A. B板下移 B. B板上移
C. A板上移 D. A板下移
A
B
学以致用：动态问题2
（比值定义式）
（决定式）
（平行板电容器）
小 结: 电容器的电容
物理小实践：如何制作电容笔？
电容器充电是为了放电，放电才能再次充电。
在这不断的得和失之间，让它成就了自身的价值。
希望同学们也能像电容器一样，坦然的面对生活中的得与失，不气馁、不放弃。
天降大任于斯人也，必先苦其心志，劳其筋骨，饿其体肤。
学习感悟
2.如图所示，在开关闭合时，质量为m的带点液滴处于静止状态
思考1：开关断开，则两极板间的电压、电荷量如何变化？
思考3：开关断开，极板距离减小，则两极板间的电压、电荷量如何变化
思考2：开关闭合，极板距离减小，则极板间的电压、电荷量如何变？
2.如图所示，在开关闭合时，质量为m的带点液滴处于静止状态
思考4：开关断开，极板间正对面积减小，则带电液滴将会怎样运动？
思考1：开关断开，则两极板间的电压、电荷量如何变化？
思考3：开关断开，极板距离减小，则两极板间的电压、电荷量如何变化
思考2：开关闭合，极板距离减小，则极板间的电压、电荷量如何变？
思考5：开关断开，极板间距离减小，则带电液滴将会怎样运动？
电容器的构造
材料 电容器1 电容器2 电容器3 电容器4 总结
纸片
材料1
材料2
锡箔
塑料
硬币
塑料
铁丝
绝缘胶布
金属发卡
绝缘体
导体
研究1：电容器里有哪些材料？
研究2：这些材料是如何放置的？
科学小任务1
请利用课余时间，通过上网或者上图书馆查阅资料和自学的方式，进一步了解电容笔的工作原理。
1.定义：任何两个彼此绝缘又相隔很近的导体组成
一个电容器。
2.电容器的充、放电及能量转化：
充电：电容器两极分别接在电池两端，两极板带上等量异种电荷。电容器充电后，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。
放电：充了电的电容器的两极用导线相连，使两
极板上的正、负电荷中和的过程。
充电后，由电源获得的电能储存在电场中，称为
电场能。
一.电容器
电容器的Q—U图象
U/V
Q/C
△U
△Q1
C1
C2
△Q2
C=Q/U
C=△Q/△U
甲电容器两板各带2C的电量，板间电压2000V，
乙电容器两板各带3C电量，板间电压4000V，能否
说乙电容器容纳电荷的能力大呢？
甲：
2C
2000V
乙：
3C
4000V
甲容纳电荷的本领大
二.电容
1.定义：电容器所带电量Q与电容器两极板间的电
势差U的比值，叫电容器的电容。
2.定义式：C=Q/U
C不由Q、U决定
Q=CU Q由C、U决定
U=Q/C U由Q、C决定
3.单位：法拉 F
1F=1C/V
1F = 106 μF = 1012 pF
4.物理意义：表示电容器容纳电荷本领的物理量。
三.平行板电容器
1.构造：正对平行金属板中间夹上一层绝缘介质。
2.平行板电容器中的电场：匀强电场
3.电容 （决定式）
d——极板间距离
S——正对面积
ε——介电常数
三.平行板电容器
4.对平行板电容器有关的C、Q、U、E的讨论问题
有两种情况：
⑴若两极保持与电源相连，则两极间的电压U不变
⑵若充电后断开电源，则电容器的带电量Q不变
例题
当某一电容器的电压是40V时，它所带的电量
是0.2C，若它的电压降到20V，则（ ）
A.电容器的电容减少一半
B.电容器的电容不变
C.电容器的带电量减少一半
D.电容器带电量不变
BC
例题
电容器充电结束后（①与电源连接②与电源断开），
电源电压恒定，一带电油滴恰好静止在两极板之间，若
板间距离增大，则油滴是否运动？如运动向哪动？
归纳：
1、电容的定义：C = Q/U；
2、单位：法拉，F ；1 F = 106μF = 1012 pF
3、电容的物理意义：电容反映电容器容纳电荷本领的物理量。
4、电容器的电容是电容器本身的结构决定，与是否带电或与带电量的多少无关。
静电计是在验电器的基础上制成的，用来测量电势差，它把金属球跟一个导体相连接，把它的金属外壳跟另一个导体连接（或者同时接地），从指针的偏转角就可以测出两个导体间的电势差。
静电计
1、平行板电容器充电后，切断与电源的连接，在这种情况下，
①如果增大两极板间的距离d，那么，两极板间的电势差U，电容器所带的电量Q，两极板间的场强E各如何变化？
②如果减小两极板间的正对面积S，那么，两极板间的电势差U，电容器所带的电量Q，两极板间的场强E各如何变化？
思考与讨论（1）
解题关键
电容器充电后与电源断开，Q保持不变。
d增加
C减小
U=Q/C
U增加
E=U/d
E不变
S减小
C减小
U==Q/C
U增加
E=U/d
E增加
分析（1）
分析（2）
2、平行板电容器充电后，继续保持电容器的两极板与电源相连接。在这种情况下，
①如果增大两极板间的距离d，那么，两极板间的电势差U，电容器所带的电量Q，两极板间的场强E各如何变化？
②如果减小两极板间的正对面积S，那么，两极板间的电势差U，电容器所带的电量Q，两极板间的场强E各如何变化？
思考与讨论（2）
d增加
C减小
Q=C U
Q减小
E=U/d
E减小
S减小
C减小
Q=C U
Q减小
E=U/d
E不变
电容器始终与电源连接，U保持不变。
解题关键
（2003江苏）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，与它相连的电路如图所示，接通开关S，电源即给电容器充电（ ）
A 保持S接通，减小两极板间的距离，则两极板间电场的电场强度减小；
B 保持S接通，在两极间插入一块电介质，则极板上的电荷量增大；
C 断开S，减小两极板间的距离，则两极板间的电势差减小；
D断开S，在两极间插入一块电介质，则两极板间的电势差增大。
B C
R
S
（2001全国）如图所示是一个平行板电容器，其电容为C，带电量为Q，上极板带正电，现将一个试探电荷 q由两极板间的A点移动到B点，A、B两点间的距离为S，连线AB与极板间的夹角为30度，则电场力对试探电荷q所做的功等于（ ）。
A B C D
-
-
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-
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-
-
-
-
+
+
+
+
+
+
+
+
+
+
+
+
-
d
300
A
B
C
1.如图,平行板电容器经开关S与电池连接,a处有一带电荷量非常小的点电荷,S是闭合的, φa表示a点的电势,F表示点电荷受到的电场力,现将电容器的B板向下稍微移动,使两板间的距离增大
φ a变大,F变大;
B.φ a变大,F变小;
C.φ a不变,F不变;
D.φ a不变,F变小;
( B )
A
B
a
S
3.如图，A、B为平行金属板，两板相距为d，分别与电源两极相连，两板的中央各有一小孔M和N，今有一带电质点，自A板上方相距为d的P点由静止自由下落（P、M、N在同一竖直线上），空气阻力忽略不计，到达N孔时速度恰好为零，然后沿原路返回，若保持两极板间的电压不变，则
A.把A板向上平移一小段距离,质
点自P点自由下落后仍能返回;
B.把A板向下平移一小段距离,质
点自P点自由下落后将穿过N孔继续下落;
C.把B板向上平移一小段距离,质点自P点自由下落后仍能返回；
D.把B板向下平移一小段距离,质点自P点自由下落后将穿过N孔继续下落;
M
N
A
B
P
( A C D )
4.如图，面积足够大的两平行金属板竖直放置,极板间距离为d,接直流电压U,极板中央放一半径为R(2RA.由于静电感应,球壳上C、D两点的电势差为RU/d;
B.由于静电感应，球壳中心点O的场强为零；
C.若用手摸一下球壳后，再拿走平行金属板，球壳带正电；
D.若用手摸一下球壳后，再拿走平行金属板，球壳的电势为零。
C
D
U
（ B C ）
－
＋
5.如图所示，有三个质量相等，分别带正电、负电和不带电的小球，从上、下带电平行金属板间的P点，以相同速率垂直电场方向射入电场，它们分别落到A、B、C三点，则：
A．A带正电，B不带电，
C带负电；
B．三小球在电场中运
动时间相等；
C．在电场中加速度的
关系是aC>aB>aa；
D．到达正极板时动能关系EA>EB>EC。
C
B
A
v
p
（A C ）
＋
－