2023-2024学年高二上学期物理人教版（2019）必修第三册 10.4 电容器的电容 课件（共24张PPT）

(共24张PPT)
电容器的电容
带电体放在空气中，它所带的电荷是会慢慢地失去的，为了保存电荷，我们就需要有一个能“装电荷的容器”——电容器。
情景引入
阅读课本29页第一段回答下列问题：
1.什么是电容器？
2.平行板电容器的有哪几部分组成？
一、电容器
2.构造：任何两个彼此绝缘又相互靠近的导体都可以构成电容器。
1.电容器：能够容纳（储存）电荷的电学元件。
a.电容器的极板：构成电容器的两个导体。
b.最简单的电容器——平行板电容器：在两个正对的平行金属板间夹上一层电介质（绝缘体）。
电介质
电容器的极板
1）充电：使电容器带上电荷的过程。
充电后两极板带有等量的异种电荷。
每个极板所带电量的绝对值叫电容器的带电量。
两极板间存在匀强电场，电容器储存电荷的同时也储存了电场能。（其它形式的能转化为电场能）
3.工作方式:
＋ ＋ ＋ ＋ ＋ ＋ ＋ ＋
－ － － － － － － －
＋Q
－Q
正极板
负极板
E
有短暂的充电电流
两极间有电势差
演示
2）放电：使电容器失去电荷的过程。（电场能转化为其它形式的能）
＋ ＋ ＋ ＋ ＋ ＋ ＋ ＋
－ － － － － － － －
＋Q
－Q
有短暂的放电电流
电容器两极正负电荷通过导线中和
演示
不同的电容器容纳电荷的本领是不同的，就像不同的容器的装水量各不相同一样。我们该如何描述电容器容纳电荷的本领的大小呢？
板间电势差U
水体积V
Q/U
极板带电量Q
水深H
容器的截面积S=V/H
1.电容的定义：
电容器所带电量Q与电容器两极间的电势差U的比值，叫电容器的电容。符号C。
二、电容器的电容
2.定义式:
Q指每一个极板带电量绝对值,
U表示电容器两板的电势差——电压.
3.电容的单位：
法拉:
F
还有：微法（ F）、皮法（pF）
1F=1C/V
如果一个电容器带1C电量时，两极间电压是1V，这个电容器的电容就是1F
4.物理意义：表示电容器容纳电荷本领的大小
电容是电容器本身的一种属性，与Q、U无关，由电容器本身的结构决定。
例1.关于电容，下列说法中正确的是 （ ）
A．电容器的极板上带电量越大，这只电容器的电容就越大
B．电容器的极板间电压越大，这只电容器的电容就越大
C．如果电容器两极板上没有带电，它的电容为零
D．对某一个电容器来说，两板间的电势差随所带电量的增加而增加
D
例2.某一电容器，当带电量为4×C，两极板间的电势差为20v，求
（1）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）如果电容器不带电呢？
电容的大小取决于电容器的结构，那么跟哪些因素有关呢？
极板面积
极板距离
电介质
1.电容与两板正对面积S的关系：
三、平行板电容器的电容
静电计
2.电容与板间距离d的关系：
3.电容与电介质的关系：
4.平行板电容器的电容公式：
两板间距离
两板正对面积
介电常数
真空εr=1
静电力常量
几种常用电介质的相对介电常数
电介质 空气 煤油 石蜡 陶瓷 玻璃 云母 水
1.0005
2
6
6～8
4～11
2.0～2.1
81
空气的相对介电常数与1十分接近，研究中，空气对电容的影响一般可以忽略。
知识深化
与 的比较
(1) 是电容的定义式，对某一电容器来说，Q∝U 但 不变，反映电容器容纳电荷本领的大小；
(2) 是平行板电容器电容的决定式，C∝εr，C∝S，C∝ ，反映了影响电容大小的因素.
例3.一个空气平行板电容器，极板间距为d，正对面积为S，充电后所带电荷量为Q，两极板间电压为U，为使电容器的电容加倍，可采用的办法是( )
A．将电压变为U／2
B．将所带电荷量变为2Q
C．将极板正对面积变为2S
D．将两板间充满相对介电常数为2的电介质
CD
电容器是一种储能元件。
纸质电容器
陶瓷电容器
电解电容器
钽电容器
可变电容器
四、常用电容器
1. 请带着这样以下几个问题阅读课本第31页常用电容器部分内容。
⑴常用电容器，从构造上看，可以分为哪两类？
⑵常用的固定电容器有哪些？
⑷电容器常见的损坏原因是什么？
常用电容器可分为固定电容器和可变电容器。
加在电容器两极板上的电压不能超过某一限度，超过这一限度电介质将被击穿，电容器损坏，这个极限电压叫击穿电压。
聚苯乙烯电容器和电解电容器
（1）电容器的击穿电压：
加在电容器两极板上的电压不能超过某一限度，超过这个限度，电介质将被击穿，电容器损坏，这个极限电压称为击穿电压。
（2）电容器的额定电压：
电容器正常工作时的最大电压。电容器标的电压值为额定电压。
额定电压低于击穿电压。
2.电容器的两个电压
小 结
一、电容器
1. 任何两个彼此绝缘又相互靠近的导体都可以构成电容器。
2. 电容器的充电：电容器与电源相连，电源能量→电场能
电容器的放电：电容器与导线相连，电场能→其他形式能
二、电容
1. 定义: C 与 Q 、U 无关
2. 单位：法拉 F 1 F=106 μF=1012 pF
三、平行板电容器的电容
C与εr 、S、d 有关
四、常用电容器
五、电容器使用时注意的问题
工作电压≤额定电压<击穿电压
电解电容器有极性，正负极不能接反，不能接交流电