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

“上海智造”超级电容车今在公交26路投运 民生社会 新民晚报 2019-09-27 09:53 10.4 电容器的电容 一、电容器 平行板电容器 ——最简单的电容器 电容器下极板 电容器上极板 电介质 1、构造 任何两个彼此绝缘又相距很近的导体组成一个电容器。 2.电容器的作用：储存电荷 3.电路图符号： 那么，电容器是怎样“装进”和“倒出”电荷的呢？ 想一想 一、电容器 电容器的充电 + + + + + + - - - - - - ——使电容器两个极板带上等量异种电荷的过程 ＋Q - Q 两板分别带等量异种电荷，每个极板带电量的绝对值叫电容器的带电量Q 能量转换角度： 电源的能量转换为电容器中的电场能 E 正电荷从电源正极流到电容器上极板，使它带上正电荷，我们也叫它正极板；负电荷从电源负极流到另外的负极板，带上等量的负电荷 一、电容器 + + + + + + - - - - - - ＋Q - Q E 电容器的放电 ——将充电后的电容器两极用导线接通，两极失去 电荷的过程 U=0 能量转换角度： 电容器中的电场能 电路中其他形式的能 观察电容器的充、放电现象 充电：开关S接1，现象？ 放电：开关S接2，现象？ 电压变化 电流变化 电流方向 极板电荷量变化 板间电场强度 S接1 S接2 电压变化 电流变化 电流方向 极板电荷量变化 板间电场强度 S接1 S接2 增大至稳定 减小至0 从左至右 增大 增大 减小 减小 减小至0 减小至0 从右至左 电容器的放电 用传感器观察电容器的放电过程 放电：开关S接1后接2 现象： 在电容器充电的实验中，我们看到： 电容器两极板之间的电势差增大时，电流表的示数不为0，这表明电容器所带的电荷量也在增加。那么，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？ 充电：开关S接1 现象：电压表示数增大 电流表示数减小 想一想 探究电容器两极板间电势差跟所带电荷量的关系 电容器A的带电量 电容器A两端的电压 Q U Q /2 Q /4 探究电容器两极板间电势差跟所带电荷量的关系 电容器A的带电量 电容器A两端的电压 Q U Q /2 Q /4 U /2 U /4 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？ 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？ 3.如何反映其储水本领？ 类比圆柱型水杯容器的储水问题 A B C h h 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 ？ 电荷量Q 电压U 电容C 猜想 二、电容 1.定义：电容器所带电量Q与电容器两极板间的电势差U的比值 符号：C 2.定义式： 比值定义式 3.单位 国际单位：法拉，简称法，符号是F，1F=1C/V 常用单位：微法(μF); 皮法(pF) 1μF=10-6F 1pF=10-12F 比值定义式，回顾到之前的电场强度、电容。同一个电容器，两端电压变化时，它的电容会变化吗？ 二、电容 4.物理意义：电容是一个反映电容器容纳电荷本 领大小的物理量。 5.工作电压：电容器正常工作时加在两极板间 的最大电压 击穿电压：加在电容器两极板上的极限电压 击穿电压 > 工作电压 水桶的横截面积可以反应水桶容水量本领大小，电容呢，反应的是电容器什么本领。先问电容，再问电压 三、常见电容器 聚苯乙烯电容器 电解电容器 可变电容器 聚苯乙烯电容器被击穿看不出来，只是内部的电介质被击穿变成导体，就不能当电容器用了，而电解电容器被击穿，里面时电解液，会直接冲出电容器，现象十分明显 1.心室纤颤是一种可能危及生命的疾病。一种叫作心脏除颤器的设备，通过一个充电的电容器对心颤患者皮肤上的两个电极板放电，让一部分电荷通过心脏，使心脏完全停止跳动，再刺激心颤患者的心脏恢复正常跳动。 如图是一次心脏除颤器的模拟治疗，该心脏除颤器的电容器电容为 15 μF，充电至9.0 kV 电压，如果电容器在 2.0 ms 时间内完成放电，这次放电有多少电荷量通过人体组织？ 解： 小试牛刀 2. 对于给定的电容器，在描述电容量 C、带电量 Q、两板间电势差 U 的相互关系中，下列图中正确的是 (