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

第十章 静电场中的能量 第4节 电容器的电容（1） 情境与思考 电容器 电容器内部的构造是怎样的？它是怎样“装进”和“倒出”电荷的呢？ 莱顿瓶是一种最早用来贮存电荷的“容器” 莱顿瓶 电脑线路板 电视机线路板 各种各样的电容器 1. 构造： 任何两个彼此绝缘又相互靠近的导体 电容器 在两个相距很近的平行金属板间夹一层绝缘介质（电介质），就组成一个平行板电容器 2. 工作 充电: 放电: 使电容器带电的过程 使电容器两极板上的电荷中和的过程 + + + + + + _ _ _ _ _ _ 极板 电介质 U S A 电容器所带电量 = 充电与放电时 电流方向相同吗？ 某一极板所带电量的绝对值 1. 构造： 任何两个彼此绝缘又相互靠近的导体 2. 工作 充电: 放电: 使电容器带电的过程 使电容器两极板上的电荷中和的过程 放电 充电 电能 其他形式的能 注：充、放电时电流方向相反！ 电场能 电场能 电容器 + + + + + - - - - - 电容器 +Q -Q E U 极板带电量Q 两板间电势差U 电荷量Q 电势差U 电容C = h h 1. 水位每升高h，试比较A、B的水容量 2. 如何反映其储水的本领？ A B 水容器 水量（体积V） 水位高度h 水容量V 高度差h = 横截面积S 类比水容器， 如何反映其储存电荷的本领？ 思考：不同电容器容纳电荷的本领一样吗？ 实验：探究电容器两极板间电势差与所带电荷量的关系 实验：用传感器探究电容器两极板间电势差与所带电荷量的关系 1. 定义： 电容器所带电量Q与两极板间的电势差U的比值 2. 公式： （比值定义法） 3. 意义： 描述电容器储存电荷本领的物理量 ？ C与Q成正比，与U成反比？ 4. 单位： 法拉，简称：法，符号为F 1μF = 10-6F 1pF = 10-12F 思考：给电容器加多大电压都可以吗？ 极限电压： 最大工作电压： > 击穿电压 额定电压 额定电压 工作电压≤额定电压＜击穿电压 电容 1. 定义： 电容器所带电量Q与两极板间的电势差U的比值 2. 公式： （比值定义法） 3. 意义： 描述电容器储存电荷本领的物理量 4. 单位： 法拉，简称：法，符号为F 1μF = 10-6F 1pF = 10-12F 例1. 下列说法正确的是： A. 电容器的电容越大，所带电荷就越多 B. 电容器两极间的电压越高，电容就越大 C. 在额定电压下，电容器两极间电压增加一倍，则所带电量也增加一倍 D. 电容在数值上等于电容器电压每减少1V时两极所减少的电荷量 √ × × √ 工作电压≤额定电压＜击穿电压 电容 同学们，下课！ 第十章 静电场中的能量 第4节 电容器的电容（2） 1. 定义： 电容器所带电量Q与两极板间的电势差U的比值。 电容 2. 公式： （比值定义法） 3. 意义： 描述电容器储存电荷本领的物理量。 4. 单位： 法拉，简称：法，符号为F。 1μF = 10-6F 1pF = 10-12F 例2. 某一电容器，当所带电量为4×10-6C，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？ 决定电容器电容 大小的因素是什么？ 5. 决定因素： 由电容器本身结构特性有关，与带电量及电压无关 工作电压≤额定电压＜击穿电压 0.2μF 实验：探究影响平行板电容器电容大小的因素 1. 猜测： C 正对面积S、 2. 实验方法： 控制变量法 两板间距d 电介质 相当于静电计并联在平行板电容器两端，故电压相等，即电势差相等 为什么静电计显示的是电势差的变化？ 1. 猜测： C 2. 研究方法： 控制变量法 思考：如何测C？用哪个公式？ 减小两极板的正对面积S，静电计指示的电势差U增大，C 在两极板间插入电介质，静电计指示的电势差U减小，C 正对面积S、 间距d 电介质 减小 增大 与S成正比 与介电常数成正比 增大两极板间的距离d，静电计指示的电势差U增大，C 减小 与d成反比 实验：探究影响平行板电容器电容大小的因素 1. 定义： 电容器所带电量Q与两极板间的电势差U的比值。 电容 2. 公式： （比值定义法） 3. 意义： 描述电容器储存电荷本领的物理量。 4. 单位： 法拉，简称：法，符号为F。 1μF = 10-6F 1pF = 10-12F 5. 决定因素： 由电容器本身结构特性有关，与带电量及电压无关。 工作电压≤额定电压＜击穿电压 6. 平行板电容器电容： 板间真空： 板间有介质： 相对介电常数 9.0×109N·m2/C