10.4 电容器的电容 课件-2024-2025学年高二上学期物理人教版（2019）必修第三册(共26张PPT)

(共26张PPT)
10.4 电容器的电容
第十章 静电场中的能量
一、电容器
1、定义：任何两个彼此绝缘又相距很近的导体都可以看成一个电容器
2、电路图符号：
3 、作用：储存电荷
绝缘物质(电介质)
导体
导体
4、平行板电容器：在两个相距很近的平行金属板中间夹上一层绝缘物质——电介质（空气也是一种电介质），就构成了一个最简单的电容器，叫作平行板电容器。
5、实验：观察电容器的充、放电现象
充电过程
5、实验：观察电容器的充、放电现象
放电过程
（1）只有在充、放电过程中，连接电容器的电路中才有短暂的电流I
5、实验：观察电容器的充、放电现象
（2）充、放电结束后，电容器相当于断路
（3）电容器所带的电荷量Q指一个极板所带电荷量的绝对值
实验：用传感器观察电容器的放电过程
1.在图中画一个竖立的狭长矩形，它的面积的物理意义是什么？
在0.2s内电容器的放电量。
2.怎样根据 I-t 图像估算电容器在全部放电过程中释放的电荷量？
算出每一个格子的面积，大于半格算一个，小于半格舍去，图象所包含的格子的面积为释放的电荷量。
思考：
类比法：类比圆柱型水杯容器的储水
h
h
A
B
C
1.水位每升高h，试比较A、B、C的储水量；
2.哪个储水本领大？
如何反映其储水本领？
既然电容器是用来储存电荷的，怎样描述电容器容纳电荷的本领呢？
容纳储存水
容纳储存电荷
电荷量 Q
水量 V
电势差 U
高度差 h
横截面 S
电容器
水容器
？
大胆猜想
人们通过实验研究发现：
对于同一电容器，电容器所带的电荷量Q与电容器两极板间的电势差U成正比，即比值Q/U 是一个常量；
对于不同的电容器，这个比值一般不同。
这个比值就表征了电容器储存电荷的特性。
实验电路图
二、电容
4、物理意义：描述电容器容纳电荷的本领。 电容越大，表明在相同电势差情况下，电容器所带的电荷越多。
1、定义： 电容器所带电荷量 Q 与电容器两极板间电势差U 的比值，叫电容器的电容，用C表示。
2、定义式：
C由电容器自身结构决定，与Q、U 无关.
3、国际单位：法拉，符号F
1F=1C/ V
常用单位：微法μF 、皮法pF
1F=106μF =1012pF
电容器的电容，在数值上等于使两极板间的电势差为1V时，电容器需要带的电荷量
5、击穿电压：电容器电介质不被击穿的极限电压
额定电压：电容器外壳上标的工作电压，数值比击穿电压要低
二、电容
有机玻璃板
+
+
+
+
+
+
-
-
-
-
--
改变d
改变S
改变
电介质

多媒体实验室
说明：静电计是在验电器的基础上制成的，用来测量导体间的电势差，从指针的偏转角度就可以知道两个导体间的电势差的大小。
电容的大小显然应取决于自身的结构，那么跟哪些因素有关呢？
三、探究影响平行板电容器电容大小的因素
三、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
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。
了解关于电容器的相关知识后，你知道电容器在生活中有哪些常见类型不？
几种常用电介质的相对介电常数
1.固定电容器：
①聚苯乙烯电容器：
以聚苯乙烯薄膜为电介质，两层铝箔为极板.
②电解电容器：
用铝箔做一个极板，以铝箔上很薄的一层氧化膜为电介质，用浸过电解液的纸做另一个极板。有“+”、“-”极之分，不能接反，不能接交流电。
四、常用电容器
2.可变电容器：
两极由两组铝片组成，固定的一组铝片叫做定片；可以转动的一组铝片叫做动片;空气为电介质。
转动动片，使两组铝片的正对面积发生变化，电容相应变化。
符号：
动片
定片
四、常用电容器
根据电化学原理研发的一种新型电容器
优点：充电时间短、储存电能多、放电功率大、使用寿命长
超级电容器
国产电磁炮
3.超级电容器：
四、常用电容器
五、平行板电容器的动态分析
分析思路：抓住不变量，利用
题型一：电容器始终与电源连接
C、U、Q、E如何变化
①d增加
②S减小
③插入电介质
五、平行板电容器的动态分析
分析思路：抓住不变量，利用
题型二：电容器充电后始终与电源断开
C、U、Q、E如何变化
①d增加
②S减小
③插入电介质
课堂小结
电容器所带电量Q与两极板间电势差U的比值。
公式：C=Q/U
一、电容器
二、电容：
法拉，F
单位：
三、平行板电容器的电容
①电容随两板距离的增大而减小
②电容由于插入电介质而增大
③电容随两板的正对面积的减小而减小
四、常见的电容器
【课堂检测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，这个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
【课堂检测2】(多选)如图所示，用静电计可以测量已充电的平行板电容器两极之间的电势差U.现使B板带电，则下列判断正确的是 ( 　)
A．增大两极板之间的距离，指针张角变大
B．将A板稍微上移，静电计指针张角将变大
C．若将玻璃板插入两板间，则静电计指针张角变大
D．若将A板拿走，则静电计指针张角变为零
AB
【课堂反馈3】（多选）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S，电源即给电容器充电．则(　　)
A．保持S接通，减小两极板间的距离，则两极板间电场强度减小
B．保持S接通，在两极板间插入一块介质，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，在两极板间插入一块介质，则两极板间的电势差增大
BC