10.4电容器的电容（一）-2022-2023学年高二物理精品课件（2019人教版必修第三册）

10.4电容器的电容（一） 第十章 静电场中的能量 晓峰物理 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？ 情景引入 一、电容器 电脑主板 与电阻一样，电容器是电路中最常见的元件之一。 一、电容器 两个彼此绝缘、又互相靠近的导体都可以构成电容器 平行板电容器 金属板 金属板 绝缘物质（电介质） 极板 极板 电路符号 观察电容器的充、放电现象 实验观察 动画模拟 实 验 一、电容器 电容器的充、放电现象 （1）电容器的充电： 将电容器两个极板带上等量异种电荷的过程，叫电容器的充电。 有短暂的电流 两极间有电场 电容器充电的过程中，两极板的电荷量增加，极板间的电场强度增大，电源的能量不断储存在电容器中。 两板分别带等量异种电荷，每个极板带电量的绝对值叫电容器的带电量 正极板 负极板 一、电容器 电容器的充、放电现象 （2）电容器的放电： 用导线将充电后的电容器两极接通，两极失去电荷的过程，叫电容器的放电。 有短暂的电流 放电的过程中，电容器把储存的能量通过电流做功转化为电路中其他形式的能量。 用传感器观察电容器的充放电过程 电流传感器 电压传感器 拓展学习 一位同学得到的I-t图像如图所示，电源电压是8 V。 ⑴在图中画一个竖立的狭长矩形（在图的最左边），它的面积的物理意义是什么？ ⑵怎样根据I-t图像估算电容器在全部放电过程中释放的电荷量？试着算一算。 ⑴由图线可知，电容器放电随时间延长变得缓慢。因为Q=It，所以竖直狭长矩形的面积表示0.1秒内电容器释放的电荷量。 ⑵根据横轴和纵轴的数据可知，一个格子代表的电荷量为0.4×0.2×10-3=8×10-5C。大于半格算一个，小于半格舍去，图线所包含的格子个数为40,所以释放的电荷量是Q=8×10-5C×40=3.2×10-3C 。 拓展学习 探究电容器两极板间电势差跟所带电荷量的关系 定性研究 电容器所带的电荷量与两极板间电势差之比是一个常数 实 验 观察电容器的充、放电现象 定量研究 利用传感器获取的数据也可以实现电势差和电荷量的测量。 两极板的电势差 面积：电荷量 实 验 观察电容器的充、放电现象 定量研究 利用传感器获取的数据也可以实现电势差和电荷量的测量。 次数 电势差 U/V 电荷量 Q/mC　 1 1.49 6.95 2 2.86 13.64 3 4.43 20.38 4 5.84 26.36 5 7.36 34.41 6 8.93 41.84 改变电源： 干电池1节、2节、3节、…… 实 验 观察电容器的充、放电现象 数据分析 次数 电势差 U/V 电荷量 Q/mC　 1 1.49 6.95 2 2.86 13.64 3 4.43 20.38 4 5.84 26.36 5 7.36 34.41 6 8.93 41.84 某个电容器的Q-U图 实 验 1.49 2.86 4.43 5.84 7.36 8.93 6.945 13.635 20.375 26.355 34.405 41.84 U/V Q/mC 观察电容器的充、放电现象 改变电容器多次测量 储存电荷本领较强 电容器1 电容器2 电容器3 不同的电容器的Q-U图 实 验 1.49 2.9 4.47 5.8 9 7.37 8.94 3.15 6.165 9.73 12.82 16.38 19.805 1.48 2.93 4.46 5.87 7.39 8.96 1.445 3.1 4.345 5.87 7.345 8.89 1.49 2.86 4.43 5.84 7.36 8.93 6.945 13.635 20.375 26.355 34.405 41. 84 U/V Q/mC 二、电容 定义:电容器所带电量Q与电容器两极板间的电势差U的比值，叫电容器的电容。 定义式： Q指每一个极板带电量的绝对值。 U表示电容器两板的电势差——电压。 【特别提醒】电容与Q、U无关，由电容器本身决定。 单位 国际单位：法拉,简称法,符号是F，1F=1C/V 常用单位：微法(μF);皮法(pF) 物理意义 电容是一个反映电容器容纳电荷本领大小的物理量。 符号：C 用物理量之比 定义新物理量 电容： 课堂小结 认识电容器的构造 观察充、放电现象 学习描述电容器储存电荷特性的物理量 解析： 【例题1】(多选)下列关于电容的说法正确的是(　　) A.电容是反映电容器容纳电荷本领的物理量 B.电容器A的电容比B的大，说明A的带电荷量比B多 C.电容在数值上等于