10.4电容器的电容 课件-2022-2023学年高二上学期物理人教版（2019）必修第三册

4. 电容器的电容 第十章 静电场中的能量 导入新课 小实验：自制电容器放电游戏 【操作】将两只相同的不锈钢碗，中间隔着一层保鲜膜，摞在一起。请三位学生站在讲台上，手拉手排成一排，第一位学生托住其中一只碗的碗底，教师用橡胶棒摩擦不断对另一只碗充电，然后让最后一位学生用另一只手去拿上面的碗。 【现象】在最后一位学生的手接触上面碗的瞬间，三位学生同时感到被电击了一下。 【思考】三位同学被电击说明什么？ 一、电容器 1.用来储存电荷的“容器”叫电容器（电路符号： ）。根据以上小实验和常见电容器结构（如图），交流归纳电容器内部的主要构造。 极板和绝缘介质 交流讨论 一、电容器 (1)开关S分别拨到1、2时，电流表指针会发生偏转吗？指针偏转方向相同吗？电流会一直存在吗？ 开关S分别拨到1、2时，电流表指针发生偏转；指针偏转方向相反；电路稳定后，电流表读数为0。 2.电容器是怎样“装进”和“倒出”电荷的呢？观察电路（如图）实验现象，电流表指针可指示经过的电流大小及方向，思考： 4 一、电容器 (2)开关S拨到1（充电）时电压表读数如何变化？电流表指针对应的偏转情况如何？电压表读数最大时，电流表的读数有何特点；此时断开电源，电压表还有读数吗？ 开关S拨到1时，电压表读数增大到某一值；电流表指针向右偏转，偏转角度逐渐减小；电压表读数最大时，电流表的读数为0；此时断开电源，电压表读数不变。 2.电容器是怎样“装进”和“倒出”电荷的呢？观察电路（如图）实验现象，电流表指针可指示经过的电流大小及方向，思考： 一、电容器 (3)开关S拨到2（放电）时电压表读数如何变化？电流表指针对应的偏转情况如何？电压表读数为0时，电流表的读数有何特点？ 开关S拨到2时，电压表读数逐渐减小到0；电流表指针向左偏转，偏转角度逐渐减小；电压表读数为0时，电流表的读数也为0。 2.电容器是怎样“装进”和“倒出”电荷的呢？观察电路（如图）实验现象，电流表指针可指示经过的电流大小及方向，思考： 一、电容器 (1)电容器的充电电流方向与放电电流方向有何关系？ 充电电流方向与放电电流方向相反 (2)电容器的充电电流和放电电流的大小如何变化？ 充电电流和放电电流的大小都是逐渐减小到0，即有短暂的充、放电电流。 3.根据上述实验现象思考下列问题： 一、电容器 (3)充电过程中，电容器两极板间的电势差如何变化？能量如何转化？ 随着电容器极板所带的电荷量越来越多， 两极板间的电场强度越来越大，电势差 也越来越大。当两极板之间的电势差增大到电源电压时，充电结束，能量储存最多，充电过程中，电源的能量不断储存在电容器中。 3.根据上述实验现象思考下列问题： 一、电容器 (4)放电过程中，电容器两极板间的电势差如何变化？能量如何转化？ 随着电容器极板所带的电荷量越来越少， 两极板间的电场强度越来越小，电势差 也越来越小。当两极板之间的电势差减小到0时，放电结束，能量储存为0，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。 3.根据上述实验现象思考下列问题： 一、电容器 1、电容器定义及组成 （1）定义：电路中具有储存电荷功能的装置叫作电容器。 梳理深化 （2）组成：由两个互相靠近，彼此绝缘的导体组成。如平行板电容器。 一、电容器 2、电容器的充、放电过程 项目 充电过程 放电过程 电流方向 电流大小 极板电荷量 板间电场 结果 增大 减小 增加 减少 增强 减弱 板间电压与电源相同， 两极板带等量异种电荷 板间电压为零， 极板电荷中和 【例1】如图所示实验中，关于平行板电容器的充、放电， 下列说法正确的是（ ） A．开关接1时，平行板电容器充电，且上极板带正电 B．开关接1时，平行板电容器充电，且上极板带负电 C．开关接2时，平行板电容器充电，且上极板带正电 D．开关接2时，平行板电容器充电，且上极板带负电 A 一、电容器 巩固提升 取一个电容器A和数字电压表相连，把开关S1接1，用几节干电池串联后给A充电，可以看到A充电后两极板具有一定的电压。 二、电容 1、电容器所带的电荷量跟两极板间的电势差是否存在某种定量关系？如何探究？ 实验：探究电容器两极板间电势差跟所带电荷量的关系（电路图如图） 交流讨论 二、电容 操作1：把开关S1接2，使另一个相同的但不带电的电容器B跟A并联（注意不要让手或其他导体跟电容器的两极板接触，以免所带电荷漏失），观察电压表示数有何变化； 电压表示数变为原来的一半。 操作2：断开开关S1，闭合开关S2，让B的两极板完全放电，随后再断开开关S2，把B和A并联，观察电压表示数有何变化； 电压表示数再次减少一半。 继续上述操作…… 二、电容 思考下列问题： (1)根据上述实验结果，可以看出电容器