10.4 电容器的电容 (共22张PPT) 课件 2024-2025学年高一物理人教版（2019）必修第三册

(共22张PPT)
第十章 静电场中的能量
第4节 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。右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？
1.知道电容器的概念，了解电容器的充、放电现象。
2.理解电容的定义、公式、单位，并会应用定义式进行简单的计算。
3.了解影响平行板电容器大小的因素及平行板电容器电容公式，并会进行定性分析。
4.认识常用的电容器。
知识点一：电容器
1.定义：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。
3.作用：储存电荷
金属极板
绝缘物质(电介质)
思考：相邻的两个同学是否能构成电容器？
2.电路图符号：
任何两个彼此绝缘又相互靠近的导体都能构成电容器。
那么，如何往电容器内“装”电荷呢？
2.电容器的充、放电现象
工作原理：电容器的充电
++++
++++
----
----
充电过程：
电荷从电源两极流出
电流表暂时有示数
电容器两极板Q逐渐增多（充电中）
电容器两极板出现匀强电场E和电压U，并逐渐增大）
U、Q达到最大值时，电流消失，充电完毕！
工作原理：电容器的放电
放电过程：
电荷从电容器极板流出
电流表暂时有示数
电容器两极板Q逐渐减少（放电中）
匀强电场E和电压表U减少至0，随后放电完毕 即Q变为0，电流消失
电容器储存的电势能全部转化为R的内能
++++
----
4.用传感器观察电容的充、放电过程
知识点二：电容
1.定义：电容器所带电量Q与电容器两极间的电压U的比值，叫电容器的电容。
2.公式：C＝.
＋ ＋ ＋ ＋ ＋ ＋ ＋ ＋
－ － － － － － － －
＋Q
－Q
容纳电荷的本领，
与水桶截面积S类比
3.单位：在国际单位制中，电容的单位是法拉，简称法，符号是F，常用单位还有微法（μF）和皮法（pF）
1 F＝ μF＝pF.
4.击穿电压和额定电压：
加在电容器两极板上的电压不能超过某一个限度，超过这个限度，电介质将被击穿，这个电压称为击穿电压。
电容器正常工作时两极板上的最大电压，称为额定电压。
额定电压比击穿电压低
外壳上标的电压是额定电压
(4)物理意义：表示电容器容纳电荷本领的物理量．
(5)电容由电容器本身的构造决定：
电容器的电容是反映电容器容纳电荷本领的物理量，用比值 来定义，但它却是由电容器自身的构造决定的，与所带电荷量Q和所加电压U无关．即使电容器不带电，其电容仍然存在，并且是一个确定的值
　　电容器的电容由本身结构决定，与Q、U无关。那么，电容大小具体是由什么决定的呢？
可能有板间距离d、正对面积S、板间介质的绝缘性能等。
有机玻璃板
+
+
+
+
+
+
-
-
-
-
--
改变d
改变S
改变
电介质

多媒体实验室
探究影响平行板电容器电容的因素
方法
：控制变量法
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。
两板间距离
两板正对面积
介电常数
真空εr=1
静电力常量
决定电容大小的因素：
平行板电容器的电容
平行板电容器的动态分析
知识点三：常用电容器
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。
＋
符号：
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。转动动片，使两组铝片的正对面积发生变化，电容相应变化。
可变电容器按其使用的介质材料可分为空气介质可变电容器和固体介质可变电容器。
3.超级电容器：
超级电容器是指介于传统电容器和充电电池之间的一种新型储能装置，它既具有电容器快速充放电的特性，同时又具有电池的储能特性。
1.（多选）对于给定的电容器，在描述电容C、带电量Q、电势差U之间的关系中（电容器未击穿），正确的是( )
A. B.
C. D.
BC
2.(多选) 一个已充电的电容器,若使它的电荷量减少3×10-4 C,其电压减少为原来的，则（ ）
A.电容器原来的带电荷量为9×10-4 C
B.电容器原来的带电荷量为4.5×10-4 C
C.电容器原来的电压为1 V
D.电容器的电容不变
BD
3.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，用丝绸摩擦过的玻璃棒与电容器
a板接触，可使电容器a板带正电
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
A
4.随着生活水平的提高，电子秤已经成为日常生活中不可或缺的一部分，电子秤的种类也有很多，如图所示是用平行板电容器制成的厨房用电子秤及其电路简图。称重时，把物体放到电子秤面板上，压力作用会导致平行板上层膜片电极下移。则（　　）
A．电容器的电容增大，带电荷量减小
B．电容器的电容减小，带电荷量增大
C．稳定后电流表仍有示数，两极板电势差增大
D．稳定后电流表示数为零，两极板电势差不变
D