第二章 第5节 科学探究：电容器（课件PPT）-【优化探究】2021-2022学年新教材高中物理必修第三册同步导学案（鲁科版）

必修第三册·鲁科物理 返回导航 下页 上页 第5节　科学探究：电容器 必修第三册·鲁科物理 返回导航 下页 上页 学习目标 素养提炼 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． 4.了解常见的电容器及其结构，电容器的简单应用． 物理观念：电容器、电容． 科学探究：1.会正确连接电路，认真观察电容器的充、放电过程.2.通过探究得出平行板电容器电容的影响因素． 科学思维：1.通过类比建立电容的概念；通过电容的定义进一步体会比值定义法.2.结合具体问题构建电容器动态分析模型. 必修第三册·鲁科物理 返回导航 下页 上页 必备知识 自主学习 关键能力 合作探究 课堂检测 素养达标 课时作业 巩固演练 必修第三册·鲁科物理 返回导航 下页 上页 绝缘 导体 异种 电场能 中和 电场能 一、观察电容器的充、放电 1．电容器：能储存电荷的电学元件称为电容器．任何两个彼此 又相距很近的 ，都可以看成一个电容器． 2．电容器的充、放电 (1)充电：把电容器的两极板分别与电源的两极相连，两个极板分别带上等量的 电荷的过程，充电过程中，由电源获得的 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 的过程，放电过程中， 转化为其他形式的能量． 必修第三册·鲁科物理 返回导航 下页 上页 电荷量Q 电压U 法拉 F 微法 皮法 106 1012 容纳电荷 1 V 二、电容器的电容 1．电容 (1)定义：电容器所带 与电容器两极板间的 的比值． (2)定义式：C＝. (3)单位：电容的单位是 ，符号为 ，常用的单位还有 和 ，1 F＝ μF＝ pF. (4)物理意义：电容器的电容是表示电容器 本领的物理量，在数值上等于使两极板间的电势差为 时电容器需要带的电荷量． 必修第三册·鲁科物理 返回导航 下页 上页 绝缘 正比 正比 反比 2．平行板电容器 (1)结构：由两个平行且彼此 的金属板构成． (2)电容的决定因素：电容C与两极板间电介质的相对介电常数εr成 ，跟极板的正对面积S成 ，跟极板间的距离d成 ． (3)电容的决定式：C＝，εr为电介质的相对介电常数，k为静电力常量．当两极板间是真空时，C＝，式中k为静电力常量． 必修第三册·鲁科物理 返回导航 下页 上页 空气电容器 固定电容器 可变电容器 击穿 正常工作 三、常用电容器 1．分类：若按导体极板间所用电介质的种类来分，可分为 、云母电容器、陶瓷电容器、涤纶电容器、电解电容器等，若按电容是否可变来分，可以分为 和 两类． 2．电容器的击穿电压和额定电压 (1)击穿电压：电介质不被 时加在电容器两极板上的极限电压，若电压超过这一限度，电容器就会损坏． (2)额定电压：电容器外壳上标的电压，也是电容器 所能承受的最大电压． (3)额定电压比击穿电压低． 必修第三册·鲁科物理 返回导航 下页 上页 × × √ √ √ [判断正误] (1)电容器的电容跟它的带电荷量成正比．( ) (2)对于确定的电容器，它所充的电荷量跟它两极板间电压的比值保持不变．( ) (3)将平行板电容器两极板的间距加大，电容将增大．( ) (4)将平行板电容器两极板平行错开，使正对面积减小，电容将减小．( ) (5)在平行板电容器极板间插入电介质，电容将增大．( ) 必修第三册·鲁科物理 返回导航 下页 上页 要点一　观察电容器的充放、电 1．电容器的充电过程 如图所示，当开关S接1时，电容器接通电源，在静电力的作用下自由电子从正极板经过电源向负极板移动，正极板因失去电子而带正电，负极板因获得电子而带负电．正、负极板带等量的正、负电荷．电荷在移动的过程中形成电流．在充电开始时电流比较大，以后随着极板上电荷的增多，电流逐渐减小，当电容器两极板间电压等于电源电压时电荷停止移动，电流I＝0. 必修第三册·鲁科物理 返回导航 下页 上页 2．电容器的放电过程 如图所示，当开关S接2时，将电容器的两极板直接用导线连接起来，电容器正、负极板上电荷发生中和．在电子移动过程中，形成电流，放电开始电流较大，随着两极板上的电荷量逐渐减小，电路中的电流逐渐减小，两极板间的电压也逐渐减小到零． 必修第三册·鲁科物理 返回导航 下页 上页 　如图所