10.4.1 电容器的电容 课件--2022-2023学年高一下学期物理人教版（2019）必修第三册

6 第十章　静电场中的能量 4.1　电容器的电容 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。 3 知道电容器充、放电的实验原理和实验电路。 重难点 手机闪光灯-常亮（手电筒模式） 手机闪光灯-闪光模式 为什么两种模式亮度明显不同？ ↓ 用电池供电 ↓ 用电容器供电 说明：闪光模式在不到0.001s的短暂时间内发出强烈闪光，瞬间电流很大， 各种电池都不能承受 观察与思考 水可以用容器储存起来，电荷也可以用一个“容器”储存起来。图中的元件就是这样的“容器”——电容器。 那么它的内部结构是怎样的？ 它是怎样“装进”和“倒出”电荷的呢？ 观察与思考 电容器 观察与思考 1.电容器：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.平行板电容器：在两个相距很近的平行金属板中间夹上一层电介质，就组成了平行板电容器，这两个金属板叫作电容器的极板. 电介质 电容器的极板 电容器的极板 电容器 平行板电容器 电容器的充放电现象 1.电容器的充电 把电容器的一个极板与电池组的正极相连，另一个极板与负极相连，两个极板将分别带上等量的异种电荷。 充电过程中电路中有短暂的充电电流 电容器有储存电荷和电场能的本领 一个极板上所带电量的绝对值叫电容器的电量Q 。 观察与思考 2.电容器的放电 把充电后的电容器两极板接通，两极板上的电荷中和，电容器不再带电。 并有短暂的放电电流。 电能转化为其他形式的能量 观察与思考 1.电容器只能储存同种电荷。(　　) 2.电容器带电时，两个极板只有一个板上有电荷。(　　) × × 辨析 电容　常用电容器 电容器两极板间电势差跟所带电荷量的关系 ①开关S1接1给A充电，观察电压表示数变化 ②开关S1接2，使另一个相同但不带电的B电容器与A并联，电压表示数变为原来的一半 ③闭合S2，给B放电。 ④重复②③，电压表示数每次都减少一半 1 E S1 V B 2 A S2 观察与思考 2.根据实验结果你能得出什么结论？ 两极板间的电势差与电容器的电荷量成正比. A的电荷量会减半. 1.电容器A、B相同，开关S2断开，开关S1先接1给电容器A充电，然后再接2，A的电荷量怎样变？ 1 E S1 V B 2 A S2 观察与思考 电容器的电容 (1)定义：电容器所带电荷量Q与电容器两极板间的电势差U的比值，叫作电容器的电容。 (2)定义式：______(比值定义法) Q指一个极板所带电荷量的绝对值 U—电容器两极板间的电势差(电压) (3)单位：电容的国际单位：法拉，简称：法，用字母F表示，常用的单位还有微法和皮法，1 F＝106 μF＝1012 pF。 (4)物理意义：描述电容器容纳电荷本领大小的物理量。 (5)由______表明，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。 2.击穿电压和额定电压 (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：电容器外壳上标的电压是工作电压(或称额定电压)，也是电容器正常工作时所能承受的最大电压。 (3)额定电压比击穿电压低。 电容器的电容 电容器与水容器类比 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C + + + + + + + + + - - - - - - - - - 电容器 水容器 常见的电容器 手机上小巧的贴片电容 电脑主板上大块头的电解电容 可变电容器 两组铝片的正对面积可调 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.同一个电容器额定电压和击穿电压相等。(　　) 4.当加在电容器的电压超过额定电压时，电容器将被击穿。(　　) × √ × × 辨析 1.(2022·普陀中学高二期中)心室纤颤是一种可危及生命的疾病。如图所示为一种叫作心脏除颤器的设备，某型号AED模拟治疗仪器的电容器电容是25 μF，充电至6 kV电压，如果电容器在3 ms时间内完成放电，则下列说法正确的是 A.电容器放电过程中电流保持不变 B.电容器的击穿电压为6 kV C.电容器充满电的电荷量是1.5 C D.电容器充满电的电荷量是0.15 C √ 导练 电容器放电过程中电流随着电容器电荷量的减少而减小，故A错误； 电容器铭牌上的电压为额定电压，所以根据题意可知电容器的额定电压为6 kV，而击穿电压要比6 kV高，故B错误； 根据电容定义式可得电容器充满电的电荷量为Q＝CU＝25×10－6×6 000 C＝0.15 C，故C错误，D正确。 导练 2.如图所示为某一电容器所带电荷量和两端电压之间的关系图线，