10.4 电容器的电容（课件）-2023-2024学年高二物理精品课件及分层作业（2019人教版必修第三册）

10.4 电容器的电容 第九章 静电场及其应用 《新人教版高中物理必修3》同步课件 授课教师： 学习目标 基本 要求 1．了解常见电容器的外形、结构和符号。 2．知道电容器是储存电荷和电场能的装置。 3．了解电容器的充、放电过程。 4．理解电容器电容的意义，知道其单位，并会用电容定义式进行计算。 5．了解影响平行板电容器电容的相关因素。 发展 要求 1．经历影响平行板电容器电容因素的探究过程，体会其中蕴含的控制变量等思想方法。 2．了解电容器击穿电压的概念。 说明 不要求应用电容器电容的决定式进行计算。 问题 问题 电容器内部结构是怎样？它是如何储存和释放电荷？ 电容器： 储存电量和电能的元件 电容器 平行板电容器：在相距很近的平行金属板中间夹上一层绝缘物质 观察电容器的充放电 V A S 1 2 观察电容器的充、放电 拓展：从传感器观察电容器的放电过程 电容器充放电 充电过程： 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 V A S 1 2 - - + + + + - - - 放电过程： 两极板的电荷量减小 极板间的电场强度减弱 电容器中储存能量释放，通过电流做功转化为电路中其他形式能量 V A S 1 2 - + + + + - - - - 电容器所带电荷量跟两极板间电势差是否存在某种定量关系？ 电容器的充放电过程及其特点 电容器两极板间电势差跟所带电荷量的关系 一个电容器所带的电荷量Q与两极板之间的电势差U之比是不变的,该比值表征了电容器储存电荷的特性。 电容 电容：电容器所带的电荷量Q与电容器两极板之间的电势差U之比 在国际单位制中，电容的单位是法拉（法），符号是F 实际中还有微法(uF)和皮法(pF), 电容器的电容在数值上等于使两极板间的电势差为 1 V 时电容器需要带的电荷量，电荷量越多，表示电容器的电容越大。 这类似于用不同的容器装水。要使容器中的水深都为 1 cm，横截面积大的容器需要的水多 电容器的电容与什么有关？ 小试牛刀 一个电容为C的电容器，当所带电量为Q时，两板间电势差为U，如果电量增大为2Q，则( ) A. 电容变为2C，电势差保持不变 B. 电容变为2C，电势差变为2U C. 电容保持不变，电势差变为2U D. 电容保持不变，电势差保持不变 C 小试牛刀 如图所示为某一电容器中所带电荷量和两端电压之间的关系图线，若将该电容器两端的电压从40V降低到36V，对电容器来说正确的是( ) A. 是充电过程 B. 是放电过程 C. 该电容器的电容为5×10−2F D. 该电容器的电荷量变化量为0.2C B 拓展学习：平行板电容器的电容 小试牛刀 研究与平行板电容器电容有关因素的实验装置如图所示。首先使电容器a板带正电、b板带负电。下列说法正确的是( ) A. 实验中，只将电容器b板向左平移少许，静电计指针张角变大 B. 实验中，只将电容器b板向上平移少许，静电计指针的张角变小 C. 实验中，只在极板间插入有机玻璃板，静电计指针的张角变大 D. 实验中，保持极板不动，继续给电容器充电，发现静电计指针的张角变大，表明电容增大 A 拓展学习：电容两类典型问题 1.电容器始终与恒压电源相连，电容器两极板间的电势差U保持不变． (1)U不变 ①根据 、 先分析电容的变化，再分析Q的变化． ②根据 分析场强的变化． ③根据 分析某点电势变化． 2.电容器充电后与电源断开，电容器两极板所带的电荷量Q保持不变． ①根据 、 先分析电容的变化，再分析U的变化． ②根据 分析场强变化． 小试牛刀 如图所示，平行板电容器的两极板A、B接于电 池两极．一个带正电的小球悬挂在电容器内部 ．闭合电键S给电容器充电，稳定时悬线与竖直 方向的夹角为θ.下列说法中正确的是( ) A. 保持电键S闭合，若带正电的A板向B板靠近，则θ增大 B. 保持电键S闭合，若带正电的A板向B板靠近，则θ不变 C. 将电键S断开，若带正电的A板向B板靠近，则θ增大 D. 将电键S断开，若带正电的A板向B板靠近，则θ减小 A 常见电容器 电 容 固 定 电 容 聚苯乙烯电容器 电解电容器 可 变 电 容 超级电容 超级电容公交车通过车载电容驱动,每次充满电可以运行6公里，每次停靠一个站皆可充电。每次充满电只需两分钟。 小结 电容器：储存电量和电能的元件 平行板电容器：在相距很近的平行金属板中间夹上一层绝缘物质 电容：电容器所带的电荷量Q与电容器两极板之间的电势差U之比 在国际单位制中，电容的单位是法拉（法），符号是F 实际中还有微法(uF)和皮法(pF),