10.4电容的电容-【帮课堂】2023-2024学年高二物理同步学与练（人教版2019必修第三册）

第十章 静电场中的能量 第4节 电容的电容 课程标准 学习目标 观察常见电容器，了解电容器的电容，观察电容器的充、放电现象。能举例说明电容器的应用。 1．知道什么是电容器及电容器的主要构造.. 2．理解电容的概念及其定义式. 会应用平行板电容器的电容公式分析有关问题． 3．了解电容器充电和放电现象及能量转换. （一）课前阅读： 1.(1)把电容器的两个极板分别与电源两极相连，对电容器进行充电，该过程中能量是如何转化的？当把电容器两极相接，使电容器放电，该过程中能量是如何转化的？ (2)当电容器的带电荷量增加时，电容器两极板间的电势差如何变化？带电荷量Q和板间电势差U的比值是否发生变化？ 答案　(1)充电过程中电源内的化学能转化为电容器内的电场能；放电过程中电容器的电场能转化为电路中其他形式的能量． (2)增大，不变． 2.平行板电容器由两块平行放置的金属板组成．利用平行板电容器进行如下实验： (1)如图所示，保持Q和d不变，减小两极板的正对面积S，观察电势差U(静电计指针偏角)的变化，依据C＝，分析电容C的变化． (2)如图所示，保持Q和S不变，增大两极板间的距离d，观察电势差U(静电计指针偏角)的变化，依据C＝，分析电容C的变化． (3)如图所示，保持Q、S、d不变，插入电介质，观察电势差U(静电计指针偏角)的变化，依据C＝，分析电容C的变化． 答案　(1)实验结论：S减小，电势差U增大，电容C减小． (2)实验结论：d增大，电势差U增大，电容C减小． (3)实验结论：插入电介质，电势差U减小，电容C增大． （二）基础梳理 一、电容器 电容 一、电容器 1．基本构造：任何两个彼此绝缘又相距很近的导体，都可以看成一个电容器． 2．充电、放电：使电容器两个极板分别带上等量异种电荷，这个过程叫充电．使电容器两极板上的电荷中和，电容器不再带电，这个过程叫放电． 3．从能量的角度区分充电与放电：充电是从电源获得能量储存在电容器中，放电是把电容器中的能量转化为其他形式的能量． 4．电容器的电荷量：其中一个极板所带电荷量的绝对值． 二、电容 1．定义：电容器所带电荷量Q与电容器两极板之间的电势差U之比． 2．定义式：C＝. 3．单位：电容的国际单位是法拉，符号为F，常用的单位还有微法和皮法，1 F＝106 μF＝1012 pF. 4．物理意义：电容器的电容是表示电容器容纳电荷本领的物理量，在数值上等于使两极板之间的电势差为1 V时，电容器所带的电荷量． 5．击穿电压与额定电压 (1)击穿电压：电介质不被击穿时加在电容器两极板上的极限电压，若电压超过这一限度，电容器就会损坏． (2)额定电压：电容器外壳上标的工作电压，也是电容器正常工作所能承受的最大电压，额定电压比击穿电压低． 【微探究】 电容器的充、放电现象 (1)实验器材：直流电源、电阻、电容器、电流表、电压表及单刀双掷开关、导线。 (2)实验电路 (3)充电过程：把开关S接1，电压表示数逐渐增大，充电电流逐渐减小至0，此时电容器两极板带有一定的等量异种电荷。 (4)放电过程：把开关S接2，电容器对电阻R放电，电容器两极板所带电荷量减小，电压表和电流表示数减小，最后两极板间电势差以及放电电流都等于0。 【即学即练】 1.判断下列说法的正误. (1)电容器的电容跟它所带电荷量成正比．(　×　) (2)对于确定的电容器，它所带电荷量跟它两极板间电压的比值保持不变．(　√　) (3)将平行板电容器两极板的间距加大，电容将增大．(　×　) (4)将平行板电容器两极板平行错开，使正对面积减小，电容将减小．(　√　) (5)在平行板电容器极板间插入电介质，电容将增大．(　√　) 二、平行板电容器 一、平行板电容器的电容 1．结构：由两个平行且彼此绝缘的金属板构成． 2．电容的决定因素：电容C与两极板间电介质的相对介电常数εr成正比，跟极板的正对面积S成正比，跟极板间的距离d成反比． 3．电容的决定式：C＝，εr为电介质的相对介电常数，k为静电力常量．当两极板间是真空时，C＝. 二、常用电容器 1．分类：从构造上看，可以分为固定电容器和可变电容器两类． 2．固定电容器有：聚苯乙烯电容器、电解电容器等． 3．可变电容器由两组铝片组成，固定的一组铝片叫定片，可以转动的一组铝片叫动片．转动动片，使两组铝片的正对面积发生变化，电容就随着改变． 【拓展补充】 心脏除颤器 心室纤颤的治疗方法是用一种物理的方法一一除颤器。除颤器先在很短的时间内让可控的电流通过心脏，使心脏完全停止跳动，再让心脏重新起搏，这样纤颤就消失了。这种治疗方法拯救了无数人的生命，只是电击的方法有些过于激烈，病人感到很痛苦。 一、电容器　电容 1．电容器的充、放电过程中，电路中有充电、放电电流，电路稳定时