1.8 电容器的电容（课件+word）-《优化指导》2019版新课标同步课堂物理（人教版选修3-1）

第8节　电容器的电容 1．知道电容器的概念，认识常见的电容器，了解电容器的充、放电现象． 2．理解电容的概念，掌握电容的定义式、单位，并能应用定义式进行简单的计算． 3．了解平行板电容器的电容公式，知道改变平行板电容器电容大小的方法． [对应学生用书P25] 一、电容器 1．电容器：两个彼此绝缘又相距很近的导体组成一个电容器． 2．电容器的充电和放电 (1)充电：把电容器的一个极板与电池组的正极相连，另一个极板与负极相连，使电容器两极板带上等量异种电荷的过程叫做充电．充电过程中由电源获得的电能储存在电容器中． (2)放电：用导线把充电后的电容器的两极板接通，两极板上的电荷中和，电容器又不带电了，这个过程叫做放电.放电过程电场能转化为其他形式的能．[来源:学科网ZXXK] 二、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的比值，叫做电容器的电容． 2．定义式：C＝. 3．单位：法拉，简称法，符号是F.常用单位还有微法(μF)和皮法(pF)，量值关系：1 F＝106μF＝1012pF. 4．物理意义：表示电容器容纳电荷本领的物理量． 三、平行板电容器的电容 1．结构：由两块彼此绝缘、互相靠近的平行金属板组成，是最简单的，也是最基本的电容器． 2．电容的决定因素：平行板电容器的电容与两平行极板正对面积S成正比，与电介质的相对介电常数εr成正比，与极板间距离d成反比. 3．表达式：C＝，式中k为静电力常量． 四、常用电容器 1．分类：从构造上可分为固定电容器和可变电容器两类． 2．额定电压和击穿电压 (1)额定电压：电容器正常工作时所能承受的电压，它比击穿电压要小. (2)击穿电压：是电容器的极限电压，超过这个电压，电容器内的电介质将被击穿，电容器将被损坏． ◎ 1．判断正误 (1)电容器的带电量为两极板所带电量的绝对值之和．(×) (2)电容大的电容器带电量一定多．(×) (3)电容器两极板间的电压越高，电容就越大．(×) (4)电容器不带电荷时，电容为零．(×) (5)将平行板电容器错开，使正对面积减小，电容将减小．(√) 2．探究思考 如何理解教材“同一个电容器，比值是一个常量”，“电容是表示电容器容纳电荷本领的物理量”？ 提示　是与Q、U无关的量，由电容器本身决定．U一定，C越大，Q越大． [对应学生用书P26] 探究点一　电容器　电容 如图所示，柱形水容器中的水量V与水深H的比值表示的是水容器的哪个量？同一个水容器，比值越大，容器容纳水的本领是越大还是越小？ 是否相同？比值是常量还是变量？不同的水容器，比值 将电容器与柱形水容器进行类比 将电容器与柱形水容器进行类比，则电荷量Q、电势差U、电容C分别类比于水容器的哪个量？ 提示　越大．容纳水的本领越大． 不同，比值是水容器的底面积，是一个常量，不同的水容器 类比于水容器的容积、高度差和底面积． 1．电容器的充电过程，电源提供的能量转化为电容器的电场能；电容器的放电过程，电容器的电场能转化为其他形式的能． 2．电容器的充、放电过程中，电路中有充电、放电电流，电路稳定时，电路中没有电流． 3．C＝是电容的定义式．电容器的电容决定于电容器本身，与电容器的电荷量Q以及电势差U均无关． 有一充电的电容器，两板间的电压为3 V，所带电荷量为4.5×10－4 C，此电容器的电容是多少？将电容器的电压降为2 V，电容器的电容是多少？所带电荷量是多少？ 解析　C＝ F＝1.5×10－4 F.＝ 电容器电压降为2 V时，电容不变，仍为1.5×10－4 F．此时所带电荷量为Q′＝CU′＝1.5×10－4×2 C＝3×10－4 C． 答案　1.5×10－4 F　1.5×10－4 F　3×10－4 C 求解电容器电容的两点注意 (1)电容器的电容可以根据C＝求出，但电容器的电容是电容器的属性，与电容器所带电荷量Q以及两极板间的电压U均无关． 或C＝ (2)定义式的推广式C＝，在电压U变化问题中求电容更快捷． 探究点二　平行板电容器 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1所示，保持Q和d不变，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． 图1 (2)如图2所示，保持Q和S不变，增大两极板间的距离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． 图2 (3)如图3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． 图3 提示　(1)实验结论：S减小，电势差U增大，电容C减小． (2)实验结论：d增大，电势差U增大，电容C减小． (3)实验结论：插入电介质，电势差U减小，电容C增大． 1．电容器电量不变和电压不变两类动态