10.4 电容器的电容 课件-2023-2024学年高二上学期物理人教版（2019）必修第三册

电容器的电容 带电体放在空气中，它所带的电荷是会慢慢地失去的，为了保存电荷，我们就需要有一个能“装电荷的容器”——电容器。 情景引入 3 阅读课本29页第一段回答下列问题： 1.什么是电容器？ 2.平行板电容器的有哪几部分组成？ 一、电容器 2.构造：任何两个彼此绝缘又相互靠近的导体都可以构成电容器。 1.电容器：能够容纳（储存）电荷的电学元件。 a.电容器的极板：构成电容器的两个导体。 b.最简单的电容器——平行板电容器：在两个正对的平行金属板间夹上一层电介质（绝缘体）。 电介质 电容器的极板 5 1）充电：使电容器带上电荷的过程。 充电后两极板带有等量的异种电荷。 每个极板所带电量的绝对值叫电容器的带电量。 两极板间存在匀强电场，电容器储存电荷的同时也储存了电场能。（其它形式的能转化为电场能） 3.工作方式: ＋ ＋ ＋ ＋ ＋ ＋ ＋ ＋ － － － － － － － － ＋Q －Q 正极板 负极板 E 有短暂的充电电流 两极间有电势差 演示 2）放电：使电容器失去电荷的过程。（电场能转化为其它形式的能） ＋ ＋ ＋ ＋ ＋ ＋ ＋ ＋ － － － － － － － － ＋Q －Q 有短暂的放电电流 电容器两极正负电荷通过导线中和 演示 不同的电容器容纳电荷的本领是不同的，就像不同的容器的装水量各不相同一样。我们该如何描述电容器容纳电荷的本领的大小呢？ 板间电势差U 水体积V Q/U 极板带电量Q 水深H 容器的截面积S=V/H 1.电容的定义： 电容器所带电量Q与电容器两极间的电势差U的比值，叫电容器的电容。符号C。 二、电容器的电容 2.定义式: Q指每一个极板带电量绝对值, U表示电容器两板的电势差——电压. 3.电容的单位： 法拉: F 还有：微法（µF）、皮法（pF） 1F=1C/V 如果一个电容器带1C电量时，两极间电压是1V，这个电容器的电容就是1F 4.物理意义：表示电容器容纳电荷本领的大小 电容是电容器本身的一种属性，与Q、U无关，由电容器本身的结构决定。 例1.关于电容，下列说法中正确的是 （ ） A．电容器的极板上带电量越大，这只电容器的电容就越大 B．电容器的极板间电压越大，这只电容器的电容就越大 C．如果电容器两极板上没有带电，它的电容为零 D．对某一个电容器来说，两板间的电势差随所带电量的增加而增加 D 例2.某一电容器，当带电量为4×C，两极板间的电势差为20v，求 （1）电容器的电容 （2）当所带电量减半时，电容器的电容为多少 （3）如果电容器不带电呢？ 电容的大小取决于电容器的结构，那么跟哪些因素有关呢？ 极板面积 极板距离 电介质 1.电容与两板正对面积S的关系： 三、平行板电容器的电容 静电计 2.电容与板间距离d的关系： 3.电容与电介质的关系： 4.平行板电容器的电容公式： 两板间距离 两板正对面积 介电常数 真空εr=1 静电力常量 几种常用电介质的相对介电常数 电介质 空气 煤油 石蜡 陶瓷 玻璃 云母 水 1.0005 2 6 6～8 4～11 2.0～2.1 81 空气的相对介电常数与1十分接近，研究中，空气对电容的影响一般可以忽略。 知识深化 与 的比较 (1) 是电容的定义式，对某一电容器来说，Q∝U 但 不变，反映电容器容纳电荷本领的大小； (2) 是平行板电容器电容的决定式，C∝εr，C∝S，C∝ ，反映了影响电容大小的因素. 19 例3.一个空气平行板电容器，极板间距为d，正对面积为S，充电后所带电荷量为Q，两极板间电压为U，为使电容器的电容加倍，可采用的办法是( ) A．将电压变为U／2 B．将所带电荷量变为2Q C．将极板正对面积变为2S D．将两板间充满相对介电常数为2的电介质 CD 电容器是一种储能元件。 纸质电容器 陶瓷电容器 电解电容器 钽电容器 可变电容器 四、常用电容器 1. 请带着这样以下几个问题阅读课本第31页常用电容器部分内容。 ⑴常用电容器，从构造上看，可以分为哪两类？ ⑵常用的固定电容器有哪些？ ⑷电容器常见的损坏原因是什么？ 常用电容器可分为固定电容器和可变电容器。 加在电容器两极板上的电压不能超过某一限度，超过这一限度电介质将被击穿，电容器损坏，这个极限电压叫击穿电压。 聚苯乙烯电容器和电解电容器 22 （1）电容器的击穿电压： 加在电容器两极板上的电压不能超过某一限度，超过