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

§10.41 电容器的电容 (理解、探究) 第十章 静电场中的能量 1 课前练. 3．如图，在匀强电场中，将电荷量为-6×10-6 C的点电荷从电场中的A点移到B点，静电力做了-2.4×10-5 J 的功，再从B点移到C点，静电力做了1.2×10-5 J的功。已知电场的方向与△ABC所在的平面平行： （1）A、B两点间的电势差UAB和 B、C两点间的电势差UBC分别为多少？ （2）如果规定B点的电势为 0，则A点和C点的电势分别为多少？ （3）请在图中画出过B点的电场线方向，并说明理由。 （1）UAB = 4V；UBC = -2V； （2），； （3） 教材 第51页 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, 它内部的构造是怎样的？它是怎样“装进”和“倒出”电荷的呢？ 一、电容器 与电阻一样，电容器是电路中最常见的元件之一, 在电子技术和电工技术中有很重要的应用。 (1). 平行板电容器 金属板(极板) 金属板(极板) 绝缘物质(电介质) (2). 电路符号 1. 结构：任何两个彼此绝缘又相距很近的导体, 组成一个电容器。 一、电容器 (3). 观察电容器的充、放电现象 (3). 观察电容器的充、放电现象 ①. 充电现象 观察: (1). 电压表示数怎么变? (2). 电流表反映的电流流向? 大小变化? 思考: 充电过程是怎样的? (1). 电荷怎样移动? (2). 如何解释电流、电压的变化情况? (3). 为什么不能一直充电? (3). 该过程的能量转化情况? 2. 电容器的充、放电现象 (1). 电容器的充电:将电容器两个极板带上等量异种电荷的过程, 叫电容器的充电. 一、电容器 ①. 电压表示数迅速增大, 随后逐渐稳定在某一数值, 表示电容器两极板具有一定的电势差。 ②. 电流由电源的正极流向电容器的正极板; 从电容器的负极板流向电源的负极。 ③. 随着两极板之间电势差的增大, 充电电流逐渐减小至 0, 此时电容器两极板带有一定的等量异种电荷。 (2). 现象: ④. 即使断开电源, 两极板上的电荷由于相互吸引而仍然被保存在电容器中。 (3). 观察电容器的充、放电现象 ②. 放电现象 观察: (1). 电压表示数怎么变? (2). 电流表反映的电流流向? 大小变化? 思考: 放电过程是怎样的? (1). 电荷怎样移动? (2). 如何解释电流、电压的变化情况? (3). 该过程的能量转化情况? 2. 电容器的充、放电现象 (1). 电容器的放电： 用导线将充电后的电容器两极接通, 两极失去电荷的过程, 叫电容器的放电。 一、电容器 ①. 放电电流由电容器的正极板经过电阻 R 流向 电容器的负极板，正负电荷中和。 (2). 现象: ②. 此时两极板所带的电荷量减小, 电势差减小, 放电电流也减小, 最后两极板电势差以及 放电电流都等于 0 用传感器观察电容器的充放电过程 电流传感器 电压传感器 9 一位同学得到的放电的I-t 图像如图所示, 电源电压是8 V。 (1). 在图中画一个竖立的狭长矩形(在图的最左边), 它的面积的物理意义是什么？ (2). 怎样根据I-t图像估算电容器在全部放电过程中释放的电荷量？ 试着算一算。 (1). 竖直狭长矩形的面积表示0.1秒内 电容器释放的电荷量。 (2). 一个格子: 0.4×0.2×10-3=8×10-5C 大于半格算一个, 小于半格舍去, 图线所包含的格子个数为40 释放电荷量 Q =8×10-5C×40=3.2×10-3C 用传感器观察电容器的放电过程 探究电容器两极板间电势差跟所带电荷量的关系 1. 定性研究 结论:电容器所带的电荷量与两极板间电势差之比是一个常数 探究电容器两极板间电势差跟所带电荷量的关系 2. 定量研究 次数 电势差 U/V 电荷量 Q/mC　 1 1.49 6.95 2 2.86 13.64 3 4.43 20.38 4 5.84 26.36 5 7.36 34.41 6 8.93 41.84 某个电容器的Q-U图 探究电容器两极板间电势差跟所带电荷量的关系 2. 定量研究 1.49 2.86 4.43 5.84 7.36 8.93 6.9450000000000003 13.635 20.375 26.355 34.405000000000001 41.84 U/V Q/mC 某个电容器的Q-U图 探究电容器两极板间电势差跟所带电荷量的关系 2.