粤教版（2019）物理必修第三册 2.1 电容器与电容 课件(56张ppt）

第二章　静电场的应用
①物理观念：了解平行板电容器电容公式及影响电容大小的因素，认识常用的电容器．了解带电粒子在电场中的运动特点．知道什么是静电平衡状态，了解空气电离和尖端放电现象．
②科学思维：理解平行板电容器电容的决定式，了解电容器的充放电，理解带电粒子在电场中的加速和偏转原理，知道导体上电荷的分布规律，知道什么是静电屏蔽及有关应用，理解处于静电平衡状态的导体的特性．
③科学探究：了解示波管的构造和基本原理．知道电容器和平行板电容器的概念，通过实验感知电容器的充电、放电现象．了解静电的各种应用．
④科学态度与责任：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．会运用静电力做功、电势、电势差的概念，根据功能关系研究带电粒子在电场中的运动．会根据牛顿运动定律及运动学公式研究带电粒子在电场中的运动．
第一节　电容器与电容
学习目标
1.知道电容器的概念，认识常见的电容器，通过实验感知电容器的充、放电现象
2．理解电容的定义及定义方法，掌握电容的定义、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，了解平行板电容器的电容公式
4．知道改变平行板电容器电容大小的方法
学法指导
1.通过观察常用电容器及其充、放电现象，了解电容器的电容，体会利用比值法定义物理量的科学方法
2．通过认识常用电容器和查阅相关资料，体会电容器在实际生活中的广泛应用，培养学生探究新事物的兴趣
3．通过探究影响平行板电容器电容的因素，体会应用控制变量法研究物理问题的科学方法
知识导图
预习导学 | 新知领悟
1．电容器：两个相互________又彼此__________的导体组成一个电容器．
2．电容器的充电和放电
(1)充电：使电容器两极板带上____________电荷的过程，如图甲所示．
电容和电容器
靠近
绝缘
等量异种
特征：两极板所带等量异种电荷均匀分布在两极板相对的内表面．
(2)放电：使充电后的电容器________电荷的过程．如图乙所示．
特征：放电过程是储存在电场中的__________转化为其他形式的能的过程．
(3)电容器的带电荷量是指其中__________所带电荷量的绝对值．
失去
电能
一个极板
3．电容
(1)定义：电容器所带的电荷量Q与电容器两极板间的电势差U的__________，公式为____________．
(2)物理意义：表示电容器____________________的大小．
(3)单位：在国际单位制中是法拉(F)，1 F＝1 C/V，1 F＝____________μF＝____________pF.
比值
容纳电荷的本领
106
1012
【答案】电场强度增大，储存的电能增加．
给电容器充电时，电容器所带电荷量增加，两极板间的电场强度怎样变化？储存的电能怎样变化？

【答案】CD
【解析】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势差U的大小无关，不能认为C与Q成正比，与U成反比，故D正确，A、B错误．而C图表示电容器所带电荷量与极板间的电势差成正比，其比值即电容器的电容，故C正确．
平行板电容器
相互平行
正比
正比
反比


2．电容器的额定电压和击穿电压
(1)额定电压：电容器能够______________时的电压．
(2)击穿电压：电介质被________时在电容器两极板上的极限电压，若电压超过这一限度，则电容器就会损坏．
长期正常工作
击穿
【答案】要注意电容器上所标的两个参数即电容和额定电压．
在选用电容器时应注意什么问题？


【答案】CD
多维课堂 | 素养初培
1．怎样从能量的角度理解电容器的充电和放电？
【答案】用直流电源给电容器充电的过程，就是电源通过电流做功克服静电力把电荷从一个极板搬运到另一个极板上的过程，通过这一过程，能量以电场能的形式储存在电容器中，等到放电时再把这部分电场能释放出来．
对电容的理解
【答案】电容器两极板间的电势差随电荷量的增加而增加，电荷量和电势差成正比，它们的比值等于电容．
变式1　一个平行板电容器，使它每个极板所带电荷量从Q1＝3×10－5 C增加到Q2＝3.6×10－5 C时，两极板间的电势差从U1＝10 V增加到U2＝12 V，求这个电容器的电容．如要使两极板电势差从U1＝10 V降到U2′＝6 V，则每个极板需减少多少电荷量？
【答案】3 μF　1.2×10－5 C
平行板电容器充电后，继续保持电容器的两极板与电池的两极相连接，电容器的C、U、E与d、S、εr间有何关系？
平行板电容器的两类动态问题
2.形象记忆法
两极板间电介质不变时，还可以认为一定量的电荷对应着一定数目的电场线，两极板间距离变化时，场强不变；两极板正对面积变化时，如图丙电场线变密，场强增大．
精例2　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，只增加极板带电荷量，静电计指针的张角变大，表明电容增大
【答案】A
变式2　(多选)如图所示，两块较大的金属板A、B相距为d，平行放置并与一电源相连，S闭合后，两板间恰好有一质量为m、带电荷量为q的油滴处于静止状态，以下说法正确的是 (　　)
A．若将S断开，则油滴将做自由落体运动，G表中无电流
B．若将A向左平移一小段位移，则油滴仍然静止，G表中有b→a的电流
C．若将A向上平移一小段位移，则油滴向下加速运动，G表中有b→a的电流
D．若将A向下平移一小段位移，则油滴向上加速运动，G表中有b→a的电流
【答案】BC
1．静电计是在验电器的基础上改造而成的，静电计由相互绝缘的两部分组成，静电计与电容器的两极板分别连接在一起，则电容器上的电势差就等于静电计上所指示的电势差U，U的大小就从静电计的刻度读出，可见，静电计指针的变化表征了电容器两极板电势差的变化．
2．静电计本身也是一个电容器，但静电计容纳电荷的本领很弱，即电容很小，当带电的电容器与静电计连接时，可认为电容器上的电荷量保持不变.
核心素养微专题

发光二极管是二极管的一种．当发光二极管接正向电压(发光二极管的正、负极分别与电源正、负极相接)时，二极管导通并发光；接反向电压时，二极管的电阻很大，不会发光．开关拨到位置“1”时，电源给电容器充电，此时二极管D2导通并发光；开关拨到位置“2”时，电容器放电，此时二极管D1导通并发光．
【专练】　如图所示，电源电压恒定，则接通开关S的瞬间，通过电阻R的电流方向是从______到______；如果电容器充电结束后，先断开S，再将两板间距离增大，在此过程中，R上________(填“有”或“无”)电流通过．



【答案】A　B　无


【解析】电容器在充、放电过程中，电路中将有电流，电流方向为电源正极流向负极．在接通S的瞬间，电容器充电，上极板带正电，下极板带负电，故电流方向为由A到B；稳定后，将S断开后，因为电容器所带电荷量不变，所以无论如何调节板间距离，均无电流通过R.
课堂小练 | 素养达成
1．(多选)关于电容器的电容，下列说法正确的是 (　　)
A．电容器所带的电荷量越多，电容就越大
B．电容器两极板间的电势差越大，电容就越大
C．电容器所带的电荷量增加一倍，则两极板间的电势差也增加一倍
D．电容是表征电容器容纳电荷本领的物理量

【答案】CD
【解析】电容器的电容只与电容器本身的因素有关，而与电荷量和电势差无关，电容是表征电容器容纳电荷本领的物理量，故C、D正确．
2．(多选)对于水平放置的平行板电容器，下列说法中正确的是 (　　)
A．将两极板的间距加大，电容将增大
B．将两极板平行错开，使正对面积减小，电容将减小
C．在下极板的内表面上放置一面积和极板相等，厚度小于极板间距的陶瓷板，电容将增大
D．在下极板的内表面上放置一面积和极板相等，厚度小于极板间距的铝板，电容将增大

【答案】BCD
【解析】影响平行板电容器电容大小的因素有①随正对面积的增大而增大；②随两极板间距离的增大而减小；③在两极板间放入电介质，电容增大．由此可知B、C选项正确．对D选项，实际上是减小了平行板的间距，所以D也对．
3．下列关于电容器的叙述正确的是 (　　)
A．电容器是储存电荷的容器，只有带电的容器才是电容器
B．任何两个彼此绝缘且相距很近的物体都组成了电容器
C．电容器所带的电荷量是指每个极板所带电荷量的代数和
D．电容器充电过程是将其他形式的能转变成电容器的电能并储存起来，电容器放电过程是将电容器储存的电能转化为其他形式的能

【答案】D
【解析】电容器是储存电荷的容器，与其是否带电无关，A错误；任何两个彼此绝缘而又相距很近的导体组成一个电容器，B错误；电容器所带的电荷量指任一极板所带电荷量的绝对值，C错误；电容器的充、放电伴随能量转化，D正确．
4．(多选)传感器是把非电学量(如速度、温度、压力等)的变化转换成电学量的变化的一种元件，在自动控制中有着相当广泛的应用．如图所示是测定液面高度h的电容式传感器，在金属芯柱的外面涂上一层绝缘物质，放入导电液体中，金属芯柱和导电液体构成电容器的两个极板，金属芯柱外面的绝缘物质就是电介质．测出电容器电容C的变化，就可以知道h的变化情况，下列说法正确的是 (　　)
A．C增大表示h增大
B．C增大表示h减小
C．C减小表示h减小
D．C减小表示h增大
【答案】AC