2.1电容器与电容 课件（含视频）-2021-2022学年【新教材】高二上学期物理粤教版（2019）必修第三册

第二章 静电场的应用 第一节 电容器与电容 粤教版 必修第三册 水可以用容器储存起来，电荷也可以用一个“容器”储存起来。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？ 人们在使用相机或手机拍照时，若光线不足，相机或手机一般会自动开启闪光灯补足光线。闪光的能量来自电容器。 常见电容器 一、识别电容器 1、电容器由两个互相靠近、彼此绝缘的导体组成，电容器的导体间可以填充绝缘物质（电介质）。 2、电容器符号：C 3、电容器电路符号： 【讨论与交流】（1）如图所示的电路中，将开关接到 端，观察电路中是否有电流通过，以及电流通过的时间长短。思考在这个过程中电容器的极板上带何种电荷。 （2）将开关接到 端，观察电路中是否有电流通过。思考在此过程完成后电容器的极板上是否还有电荷。 二、电容器的充放电 1、电容器充电：使电容器的两极板带上等量异种电荷的过程。电场存储能量。 2、电容器放电：使电容器两极板上电荷中和的过程。电场能转换成其他形式的能量。 充电电流方向与放电电流方向是相反的； 电容器所带电量是指一块极板所带电量的绝对值。 【观察与思考】用图示原理图进行实验： （1）在充、放电过程中得到的 图像如图所示，试说明电容器两极板间的电压 随时间 的变化特点。 充电过程 放电过程 【观察与思考】用图示原理图进行实验： （2）在充、放电过程中得到的 图像如图所示，试说明电容器两极板间的电压 随时间 的变化特点。 （3）在 图像中， 轴与 轴所围的面积表示了什么？ 充电过程 放电过程 【观察与思考】用图示原理图进行实验： （4）当干电池改用了2节、3节、4节、5节时，利用实验测得的数据可得极板的电量 与所加电压 的关系图线如图所示，由此可得出什么结论？ 三、电容器的电容 1、定义：物理学中把电容器所带的电量 与电容器两极板间的电压 之比，叫作电容器的电容。 2、定义式： 可得： 三、电容器的电容 3、单位：法拉，简称法，符号：F 1、定义：物理学中把电容器所带的电量 与电容器两极板间的电压 之比，叫作电容器的电容。 2、定义式： 例题：某一电容器，当所带电量为 C，两极板间的电势差为20V，求： （1）电容器的电容. （2）当所带电量减半时，电容器的电容为多少? （3）如果电容器不带电呢？ 【观察与思考】用图示实验装置进行实验 ①实验中电容器所带的电量不变； ②静电计的指针张角大小反映了电容器的极板间电势差的大小。 （1）保持两极板正对面积 不变，增大电容器平行极板间的距离 ，观察静电计指针的偏角 的变化，思考电容 是变大还是变小。 现象：增大距离 ，偏角 变大 得到两极板间电压 变大 由于 ， 所以电容 变小 【思考问题】两极板间的场强如何变化？ （2）保持极板间距离 不变，减小电容器平行极板的正对面积 ，观察静电计指针的偏角 的变化，思考电容 是变大还是变小。 得到两极板间电压 变大 由于 ， 所以电容 变小 现象：减小两极板的正对面积 ，偏角 变大 【思考问题】两极板间的场强如何变化？ （3）保持两极板正对面积 和间距 不变，在平行板电容器内插入电介质，观察静电计指针的偏角 的变化，思考电容 是变大还是变小。 得到两极板间电压 变小 由于 ， 所以电容 变大 现象：在两极板间插入电介质，偏角 变小 四、决定电容的因素 平行板电容器的两极板间为真空时，其电容为 平行板电容器的两极板间充满同一种介质时，其电容变大为真空时的 倍， 【讨论与交流】（1）平行板电容器充电后，切断与电源的连接。在这种情况下，如增大两板间距 ，则电容器电容 、两极板间电压 、电容器所带电量 ，板间场强 分别如何改变？ 一定, 变大 变小 变大 断开电容器与电源的连接，极板间所带电量 保持不变。 不变 一定, 变大 变小 变大 一定, 变大 变大 变小 变小 断开电容器与电源的连接，极板间所带电量 保持不变。 不变 【讨论与交流】（2）平行板电容器充电后，继续保持电容器的两极板与电源相连，在这种情况下，如增大两板间距 ，则电容器电容 、两极板间电压 、电容器所带电量 ，板间场强 分别如何改变？ 电容器始终与电源连接，两极板间电压 保持不变。 一定, 变大 变小 变小 变小 电容器始终与电源连接，两极板间电压 保持不变。 一定, 变大 变小 变小 变小 一定, 变