物理人教版（2019）必修第三册10.4.1电容器的电容（共29张ppt）

(共29张PPT)
第十章　静电场中的能量
电容器的电容
水可以用容器储存起来，那电荷能用一个“容器”储存起来吗？
观察与思考
图中的元件就是这样的“容器”——电容器。那么它的内部结构是怎样的？它是怎样“装进”和“倒出”电荷的呢？
观察与思考
电容器
教材P38
电容器的作用：储存电荷(电能)
带电特点：两极板电荷等量异号，分布在相对的两板内侧。
（“电容器所带的电荷量”指一个极板所带电荷量的绝对值）
板间电场：匀强电场（ ）)，方向垂直于板面，d为板间距。
平行板电容器：
电路图符号：
【问题】相邻两同学是否构成电容器？
构成。中间空气绝缘，人是导体且靠很近 。任何两个彼此绝缘又相互靠近的导体都能构成电容器。
实验：观察电容器的充放电现象
实验器材
8 V的直流电源、单刀双掷开关、
平行板电容器、电流表、电压表、
小灯泡、导线若干.
实验步骤
(1)连接电路.
(2)使触点1和触点2连通，观察电容器的充电现象
(3)使触点3和触点2连通，观察电容器的放电现象
(4)记录好实验结果，关闭电源.
注意：做放电实验时，在电路中串联一个电阻，以免烧坏电流表.
项目 实验现象 充电 灯泡 灯泡的亮度由明到暗最后熄灭
电流表1 电流表1的读数由大到小最后为零
电压表 电压表的读数由小到大最后为6 V
放电 灯泡 灯泡的亮度由明到暗最后熄灭
电流表2 电流表2的读数由大到小最后为零
电压表 电压表的读数由大到小最后为零
＋ ＋ ＋ ＋ ＋ ＋
－ － － － － －
＋Q
－Q
充电：
电容器的两极板分别与电源的两极相连，使电容器两极板带上等量异种电荷
（1）有短暂的充电电流。电流方向为从电源正极流出，电流由大变小
（3）充电完，两板带等量异种电荷，板间形成匀强电场。
（4）充电完，电路中无电流，板间电压等于电源电压。
（2）Q 、U 、E ，其它形式能转化为电场能储存在电容器内
★注意：若电容器保持与电源连接，则板间电压U不变；
若断开电源，则极板所带电量Q不变。
＋ ＋ ＋ ＋ ＋ ＋
－ － － － － －
＋Q
－Q
放电：
使充电后的电容器失去电荷
（1）有短暂的放电电流，电流从正极板流出,电流由大变小
（3）放电结束，电路中无电流，板间电场消失。
（4）放电过程实质：是正、负电荷中和的过程，此时电容器相当于电源
注意：电容器充电或放电进行得都很快，电流方向相反，电流持续时间都非常短。
（2）Q 、U 、E ，电场能转化为其它形式的能
Q=I1t1
I
t
I
t
I1
t1
I-t图像“面积”表示电荷量
电容
思考：
水容器中的水面升高1cm（水位差）所需水量为多少？
电容器板间的电势差升高1V所需电荷量为多少
水容器
V∝h
电容器
Q∝U
横截面积（由容器本身结构决定 ）
电容（由电容器本身结构决定）
教材P40
或 容纳电荷的本领
比值定义法
教材P41
注意：
（1）电容器一个电学元件，而电容是一个物理量
（2） 说明单位电压下储存电荷量越多的电容越大。
（3）电容器Q不可能无限增大，当Q足够大时会使空气电离。
常用电容器
阅读教材P42
电容器的分类：
（1）按结构分：固定电容器和可变电容器。
（2）按形状分：圆柱电容器、平行板电容器、球形电容器。
（3）按电介质分：空气电容器、真空电容器、聚苯乙烯电容器、云母电容器、陶瓷电容器、电解电容电容器等。
常用电容器:
固定电容器 电解电容器
（电解电容器在接入电路时，应注意其极性）
可变电容器
照相机的闪光灯原理
照相机的闪光灯，在不到0.001s的短暂时间内发出强烈闪光，
瞬间电流很大，各种电池都不能承受。在实际中，常常用电容器帮助
闪光实现它的功能。拍照前用较长的时间（一般几秒）给电容器充电，
拍照时触发闪光灯，使电容器通过灯管瞬间
放电，发出耀眼的白光。然后电源又给电容
器充电，为下次闪光做准备。
闪光灯的内部结构
导练
1.(多选)对电容器充电时，电容器的电荷量Q、电压U及电容C之间的关系图像如下图所示，其中正确的是
√
√
电容器的电容是由电容器本身属性决定的，与电容器所带电荷量Q的大小和两极板间的电压U的大小无关，故A、B错误，C正确；
电容器所带的电荷量与极板间的电压成正比，其比值即电容器的电容，故D正确.
2.有一个已充电的电容器，两极板之间的电压为6 V，所带电荷量是4.5×10－4 C，将电容器的电压降为4 V，电容器所带电荷量是
A.1.5×10－4 C　　　B.3.0×10－4 C
C.3.5×10－4 C　　　D.4.0×10－4 C
√
电容器电压降为4 V时，电容不变；此时所带电荷量为：Q′＝CU′＝7.5×10－5×4 C＝3.0×10－4 C，故B正确，A、C、D错误.
3.某同学利用如图所示的实验电路观察电容器的充、放电现象，下列说法正确的是
A.把开关S接1，电压表和电流表示数均逐渐增大
B.把开关S先接1再断开，断开后电压表示数立即变为零
C.电容器充电与放电过程，通过电流表的电流方向相同
D.电容器放电过程，电压表和电流表示数均逐渐减小
√
把开关S接1，电容器充电，充电过程中，电流表示数迅速增大后逐渐减小，电压表示数逐渐增大，故A错误；
把开关S先接1再断开，电容器充电后，所带电荷
无法放出，因此电压表示数保持不变，故B错误；
电容器充电与放电过程，通过电流表的电流方向相反，故C错误；
充电之后，把开关S接2，电容器处于放电过程，电容器带电荷量逐渐减小，电容器两端的电压逐渐减小，流过电流表的电流逐渐减小，故D正确.
平行板电容器是最简单，也是最基本的电容器，几乎所有电容器都是平行板电容器的变形。平行板电容的大小也是由电容器本身决定，与哪些因素有关？