2.5 科学探究：电容器 课件 -2022-2023学年高一下学期物理鲁科版（2019）必修第三册

2.5 科学探究：电容器 学习目标 1、知道电容器的概念，认识常见电容器。 2、理解电容的概念及定义方法。 3、知道平行板电容器的电容，并了解影响电容器电容大小的因素。 4、观察电容器的充、放电现象，探究影响平行板电容器电容大小的因素。 水可以用容器储存起来，电荷是否可以用“容器” 储存起来？ 一、观察电容器的充、放电现象 电容器：电路中具有储存电荷功能的装置叫做电容器。 结构：两个彼此绝缘又相隔很近的导体。 最简单的电容器：两块彼此绝缘的平行金属板。 实验：观察电容器的充放电现象 （1）了解电容器充放电过程中，两极板间电压和电流的变化。 （2）判断电容器在充电和放电过程中，两极板储存电荷量的变化。 实验原理：开关拨到位置“1”时，电源E对电容器充电；开关拨到位置“2”时，电容器放电。利用电流计观察电路的电流大小和方向的变化，利用电压表观察电容器两极板间电压的变化。 实验目的： 充电：电容器两板分别接在电池两端，两板带上等量异种电荷的过程。 充电结果： 1.两极板分别带上等量异种电荷 2.两极板间存在匀强电场 3.电源的电能转化成电容器的电场能 电容器充电示意图 放电：充了电的电容器的两板用导线相连，使两板上正、负电荷中和的过程。 放电结果： 1.两极板的等量异种电荷中和 2.电容器的电场能转化成其他能 电容器放电示意图 电容：电容器所带电量Q与电容器两极板间的电势差U的比值，叫电容器的电容。 物理意义：反应电容器储存电荷的本领 (Q：某一极板带电量的绝对值) 二、电容器的电容 C= 单位：法拉（F） 1F=1C/V = 106μF = 1012pF 讨论：C由Q、U决定吗？ C（C不由Q、U决定 ） Q=CU （Q由C、U决定） U（U由Q、C决定 ） 电容器的电容与是否带电或与带电量的多少无关。 9 探究影响平行板电容器电容的因素 10 1．电容C随正对面积S减小而减小 C 2．电容C随极板距离d减小而增大 C 3．电容C会随着插入不同的介质而变化 C 结论： 决定式：C= 电介质的相对介电常数 两极板正对面积 静电力常量 两极板间距离 11 （1）若让平行板电容器正对面积S增大（板间距离不变），电容器的电容、电荷量和板间场强如何变化？ （2）若让平行板电容器板间距离d增大（正对面积不变），电容器的电容、电荷量和板间场强如何变化？ 平行板电容器电容的动态分析 1、保持电压不变： 将开关接到“1”处，电源和电容器接通，此时电容器两端电压U等于路端电压，且始终不变。 电容器充电后保持和电源连接 U不变 C减小 d增大 E= 减小 Q=UC 减小 C增大 Q=UC 增大 S增大 E= 不变 2、保持电荷量不变： 将开关接到“2”处，电源和电容器断开，此时电容器上电荷量Q不变； （1）若让平行板电容器正对面积S增大（板间距离不变），电容器的电容、电荷量和板间场强如何变化？ （2）若让平行板电容器板间距离d增大（正对面积不变），电容器的电容、电荷量和板间场强如何变化？ 14 电容器充电后断开和电源连接 Q不变 d增大 C减小 U= 增大 E= S增大 C增大 U= 减小 E= 减小 1、固定电容器： （1）聚苯乙烯电容器：以聚苯乙烯薄膜为电介质，用两层铝箔为极板。符号： （2）电解电容器：用铝箔做一个极板，以铝箔上很薄的一层氧化膜为电介质，用浸过电解液的纸做另一个极板。 三、常用电容器及其应用 2、可变电容器： 两极由两组铝片组成，固定的一组铝片叫做定片，可以转动的一组铝片叫做动片;空气为电介质。转动动片，使两组铝片的正对面积发生变化，电容相应变化。 符号： 击穿电压：加在电容器两极板上的电压不能超过某一限度，电介质被击穿，电容器损坏，这个极限电压称为击穿电压。 额定电压：电容器外壳上标的是工作电压，或称额定电压，这个数值比击穿电压低。 电容器的应用 电容器在键盘中的应用 电容器在相机中的应用 课堂检测 1、（多选）平行板电容器充电后，与电池两极断开连接，当两极板间的距离减小时 （ ） A．电容器的电容C变大 B．电容器极板的带电量Q变大 C．电容器两极间的电势差U变大 D．电容器两极板间的电场强度E不变 AD 2、对于一个确定的电容器的电容正确的理解是( 　)　 D A．电容与带电量成正比 B．电容与电势差成反比 C．电容器带电量越大时，电容越大 D．对确定的电容器,每板带电量增加,两板间电势差必增加。 3、 (多选）下列哪些措施可以使电介质为空气的平行板电容器的电容变大些 ( )　 A．使两极板靠近些 B．增大两极板的正对面积 C．把两极板的距离拉开些 D．在