人教版（2019）必修第三册 10.4 电容器的电容 课件(共32张PPT)

(共32张PPT)
电容器的电容 水可以用容器储存起来，电荷也可以用一个“容器”储存起来。图中的元件就是这样的“容器” ——电容器。那么，它内部的构造是怎样的？它是怎样“装进”和“倒出”电荷的呢？
一、电容器
一、电容器
平行板电容器
电容器的极板
电容器的极板
电介质
＋ ＋ ＋ ＋ ＋ ＋ ＋ ＋
－ － － － － － － －
＋Q
－Q
正极板
负极板
有短暂的电流
两极间有电压
两板分别带等量异种电荷，每个极板带电量的绝对值叫电容器的带电量
E
充电过程：两极板的电荷量增加，两极板带等量异种电荷，极板间的电场强度增大，电源的能量不断储存在电容器中，电源的电能转移成电容器的电场能。
＋ ＋ ＋ ＋ ＋ ＋ ＋ ＋
－ － － － － － － －
＋Q
－Q
在放电过程中导线上有短暂的电流产生
U=0
放电过程：两极板的电荷量减少，极板间的电场强度减小，电容器把储存的能量通过电流做功转化为电路中其他形式的能量。
一、电容器
1．电容器：两块彼此靠近又互相绝缘的导体组成的器件。
充、放电:
3．充电：使两板带上等量异种电荷
4．放电：使充电后的电容器电荷中和失去电荷
2．电容器的作用：容纳电荷，同时也储存了能量。
圆柱型水杯容器的储水问题:
h
h
A
B
C
2.哪个储水本领大？
如何反映其储水本领？
数据处理：
Q-U图像
思考：斜率的物理意义？
O
Q/C
U/V
2
4
6
8
10
6.6
3.3
引入新概念：电容
【探究结论】
电容器的带电量Q：电容器一个极板所带电量的绝对值。
电容器的电压U：充电后电容器两极板间的电势差。
二、电容
1．定义：电容器所带电量与两极板间电势差的比值叫电容器的电容，用C表示。
2．公式：
3．单位：国际单位制：法拉——法（F）
1F=1C / V
常用单位：微法（μF);皮法（pF)
1 F = 106 μF = 1012 pF
4．物理意义：电容是一个反映电容器容纳电荷本领大小的物理量。　
二、电容
理解：
电容器的电容与Q、U无关，由电容器本身的结构决定。
既然电容的大小取决于自身的结构，那么又跟哪些因素有关呢？
三、平行板电容的电容
实验原理：
平行板电容器电容
三、平行板电容的电容
实验结论
Q、S保持不变时，d越大，C越小
Q、 d 保持不变时， S越大，C越大
Q、d、S保持不变时， 插入介质，C越大
三、平行板电容的电容
1.板间是真空时：
2.板间充满介质时：
式中 S表示两板的正对面积
d表示两板间的距离
k表示静电力常量
εr是电介质的相对介电常数，与电介质的性质有关。
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。
几种常用电介质的相对介电常数
四、常用电容器
1.固定电容器：电容固定不变
聚苯乙烯电容器
电解电容器 ：
正负极不能接反，不能接交流电
2.可变电容器
转动动片，使两组铝片的正对面积发生变化，电容相应变化。
电容器使用时应注意的问题
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
额定电压低于击穿电压
3.注意电解电容器的极性
平行板电容器的动态分析
平行板电容器由两块平行放置的金属板组成。利用平行板电容器进行如下实验:
(1)如图所示,保持Q和d不变,增大(或减小)两极板的正对面积S,观察电势差U(静电计指针偏角)的变化,依据C= ,分析电容C的变化。
S增大,电势差U减小,电容C增大。
(2)如图所示,保持Q和S不变,增大(或减小)两极板间的距离d,观察电势差U(静电计指针偏角)的变化,依据C= ,分析电容C的变化。
(3)如图所示,保持Q、S、d不变,插入电介质,观察电势差U(静电计指针偏角)的变化,依据C= ,分析电容C的变化。
d增大,电势差U增大,电容C减小
插入电介质,电势差U减小,电容C增大
知识归纳
电容器的动态分析
(1)两类情况:①平行板电容器两极板始终与电源两极相连(此时板间电压U保持不变);②电容器充电后与电源断开(此时电荷量Q保持不变)。
(2)分析思路:
画龙点睛 分析方法:抓住不变量,分析变化量。
例1(多选)如图所示,电路中A、B为两块竖直放置的金属板,C是一只静电计,开关S合上后,静电计指针张开一个角度,下述做法可使静电计指针张角增大的是 (　　)
A.使A、B两板靠近一些
B.使A、B两板正对面积减小一些
C.断开S后,使B板向右平移一些
D.断开S后,使A、B正对面积减小一些
CD
规律方法 电容器动态分析的理论依据
变式训练2 (多选)如图所示,平行板电容器两极板A、B与电池两极相连,一带正电小球悬挂在电容器内部。闭合开关S,充电完毕后悬线偏离竖直方向夹角为θ,则(　　)
A.保持S闭合,将A板向B板靠近,则θ增大
B.保持S闭合,将A板向B板靠近,则θ不变
C.断开S,将A板向B板靠近,则θ增大
D.断开S,将A板向B板靠近,则θ不变
解析:保持开关S闭合,电容器两端间的电势差不变,带正电的A板向B板靠近,极板间距离减小,电场强度E增大,小球所受的静电力变大,θ增大,故A正确,B错误;断开开关S,电容器所带的电荷量不变,
知d变化,E不变,静电力不变,θ不变,故C错误,D正确。
答案:AD
A
3.（2018·北京高考）研究与平行板电容器电容有关因素的实验装置如图所示，下列说法正确的是（ ）
A.实验前,只用带电玻璃棒与电容器a板接触,能使电容器带电
B.实验中,只将电容器b板向上平移,静电计指针的张角变小
C.实验中,只在极板间插入有机玻璃板,静电计指针的张角变大
D.实验中,只增加极板带电量,静电计指针的张角变大,表明电容增大
4.关于电容器的电容，说法正确的是：（ ）
A.电容器所带的电荷越多，电容就越大
B.电容器两极板间电压越高，电容就越大
C.电容器所带电荷增加一倍，则两极间的电压
也一定增加一倍
D.电容表征电容器容纳电荷的本领的物理量
CD
5.有一正充电的平行板电容器，若使它的电荷量减少 3×10-4C，其电压降为原来的三分之一，则电容器原来的带电量可能是　　　　
4.5×10-4C
6.连接在电池两极上的平行板电容器，当两极板间的距离减小时（ ）
A.电容器的电容C变大
B.电容器极板的带电量Q变大
C.电容器两极板间的电势差U变大
D.电容器两极板间的电势差U不变
ABD
7.电容为 5.0×10 3 pF 的空气平行板电容器，极板间的距离为1.0 cm ，电荷量为 6.0×10–7 C 。求:
（1）电容器的电压;
（2）若电压或电荷量发生变化，这个电容器的电容有无变化？
电容没有发生变化。