10.4 电容器的电容（教学课件）-【上好课】高二物理同步高效课堂（人教版2019必修第三册）

第4节 电容器的电容 第十章 人教版 高中物理必修三 电容器 01 电容 02 实验探究 03 常用电容器 04 动态分析 05 CONTENTS 目录 水可以用容器储存起来，电荷是不是也可以用一个“容器”储存起来呢？ 新课导入 图中的元件就是这样的“容器” ——电容器。 电容器是电气设备中的一种很重要的元件，在电子技术和电工技术中有很重要的应用。 新课导入 那么，什么是电容器？它的内部构造是怎样的？它是怎样“装进”和“倒出”电荷的呢？ 新课导入 电容器 PART 01 1.定义：在两个相距很近的平行金属板中间夹上一层绝缘物质——电介质（空气也是一种电介质），就构成了一个最简单的电容器，叫作平行板电容器。 3.作用：储存电荷 金属极板 绝缘物质(电介质) 思考：相邻的两个同学是否能构成电容器？ 2.电路图符号： 任何两个彼此绝缘又相互靠近的导体都能构成电容器。 电容器 01 那么，如何往电容器内“装”电荷呢？ 电容器及充放电演示 02 使电容器的两个极板分别带上等量的异种电荷，这个过程叫充电。 U + + + + + + -Q +Q - - - - - - - Q↑、U ↑、E ↑ 稳定后不变 G （1）两极板带等量异种电荷； （2）两极板间有与电源相等的电压； （3）两极板间有匀强电场； （4）两极板间储存有电场能。 电能 电场能 充电完成后： 电容器的充电 03 已经充电的电容器两极板上的电荷的中和过程，叫放电。 + + + + + + Q +Q U G ↓Q↓、U ↓、E ↓ 稳定后均为零 其他 电场能 （1）两极板带电量为0； （2）两极板间电压U=0； （3）两极板间场强E=0； （4）两极板间无电场能。 放电完成后： 电容器的放电 04 实验设计 微元法:Q =I t I-t图像“面积”表示电荷量 I - t图像 用传感器观察电容器的放电过程 05 （3）若保持与电源连接，则板间电压 U 不变； （4）若断开电源，则极板所带电量 Q 不变。 （2）把一个极板带电量的绝对值叫做电容器的带电量,用Q表示； （1）充放电时间极短，充放电完成时，灵敏电流计的指针不偏转， 说明此时电路中没有电流。 关键点拨 06 照相机的闪光灯原理 照相机的闪光灯，在不到0.001s的短暂时间内发出强烈闪光， 瞬间电流很大，各种电池都不能承受。在实际中，常常用电容器帮助 闪光实现它的功能。拍照前用较长的时间（一般几秒）给电容器充电， 拍照时触发闪光灯，使电容器通过灯管瞬间 放电，发出耀眼的白光。然后电源又给电容 器充电，为下次闪光做准备。 闪光灯的内部结构 学以致用 07 类比法： 类比圆柱 型水杯容 器的储水 h h A B C 1.水位每升高h，试比较A、B、C的储水量； 2.哪个储水本领大？ 如何反映其储水本领？ 既然电容器能储存电荷，那么如何反映电容器容纳电荷的本领大小呢？ 问题与思考 08 容纳储存水 容纳储存电荷 电荷量 Q 水量 V 电势差 U 水位差 h 横截面 S 电容器 水容器 ？ 大胆猜想 大胆猜想 09 人们通过实验研究发现： 对于同一电容器，电容器所带的电荷量Q与电容器两极板间的电势差U成正比，即比值Q/U 是一个常量；对于不同的电容器，这个比值一般不同。这个比值就表征了电容器储存电荷的特性。 实验电路图 研究发现 10 于是人们这样定义： 电 容 PART 02 4.物理意义：描述电容器容纳电荷的本领。电容越大，表明在相同电势差情况下，电容器所带的电荷越多。 1.定义：电容器所带电量Q与电容器两极板间电势差 U 的比值，叫电容器的电容（capacitance）。用C表示; 2.定义式： 3.单位：法拉（F） 1F=1C/ V 1F=106μF=1012pF 电容C与电荷量Q成正比与电压U成反比吗？ 在数值上等于使电容器两极板间的电势差增加1V所需要增加的电荷量。 电 容 01 加在电容器两极板上的电压不能超过某一个限度，超过这个限度，电介质将被击穿，电容器损坏。这个极限电压称为击穿电压。 电容器外壳上标的电压是工作电压，或称额定电压，额定电压比击穿电压低。 击穿电压 02 你可以动手制做一个容量较大的电容器，该怎么做？ 请同学们参考课本P41拓展学习部分。 电容器的电容跟哪些因素有关？ 问题与思考 03 探究影响平行板电容器电容的因素 PART 03 有机玻璃板 + + + + + + - - - - -- 改变d 改变S 改变 电介质  多媒体实验室 控制变量法 01 说明：静电计是在验电器的基础上制成的，用来测量导体间的电势差，从指针的偏转角度就可以知道两个导体间的电势