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

§10.42 电容器的电容 (动态变化) 第十章 静电场中的能量 1 课前练. [例2] 有一充电的平行板电容器，两板间的电压U＝2 V，现使它的电荷量增加ΔQ＝5×10－6 C，于是电容器两板间的电压升高为6 V．求： (1)电容器的电容； (2)电容器原来所带的电荷量； (3)若放掉全部电荷，电容器的电容是多大？ (1)1.25×10－6 F　 (2)2.5×10－6 C　 (3)1.25×10－6 F 系统集成 第52页 2. 定义: 电容器所带的电量Q与电容器两极板之间的电势差U之比,叫作电容器的电容 3. 定义式： Q 指一个极板所带电荷量的绝对值 U 表示电容器两板的电势差——电压 1. 物理意义：反映电容器容纳电荷的本领 C = 知识回顾：电容器 C = 国际单位：法拉, 简称法, 符号是F , 1F = 1C/V 常用单位：微法(μF) , 1 μF = 10-6F ; 皮法(pF) , 1 pF = 10-12F 4. 单位： 5. 标量： 电容与Q、U无关, 由电容器本身决定 6. 击穿电压和额定电压： 思考: 平行板电容器是最简单的，也是最基本的电容器。几乎所有电容器都是平行板电容器的变形。平行板电容器的电容是由哪些因素决定的呢？ 一. 平行板电容器的电容 (1) 两极板间的距离 d (2) 两极板的正对面积 S (3) 两极板间的电介质 控制变量法 1. Q、d 不变, 改变S 实验现象：保持Q和d不变, 正对面积S减小, 静电计指针张角变大 思考：说明电容器的电容怎么变? 结论：张角变大, U变大, 根据C = , C 变小 即 S 变小, C 变小 研究影响平行板电容器电容大小的因素 2. Q、S 不变, 改变d 实验现象：保持Q和S不变, 增大两极板距离d 静电计指针张角变大 结论：张角变大, U 变大, 根据C = , C变小 即 d 变大, C 变小 思考：说明电容器的电容怎么变? 研究影响平行板电容器电容大小的因素 3. Q、 S、 d 都不变, 在两极板间插入电介质 实验现象：插入介质, 静电计指针张角变小 结论：张角变小, U 变小, 根据C = , C变大 即插入电介质, C 变大 思考：说明电容器的电容怎么变? 研究影响平行板电容器电容大小的因素 C = 【实验结论】 (1). d 不变, S 变小, C 变小 (3). S、 d 都不变, 即 d 变大, C 变小 (2). S 不变, 即插入电介质, C 变大 两极板间距离 两极板正对面积 静电力常量 介电常数 一. 平行板电容器的电容 比较 C = C = 公式类别 定义式 决定式 适用范围 所有电容器, Q∝U, 即＝C不变 反映了电容器容纳电荷的本领 平行板电容器, C∝εr , C∝S, C∝ 反映了平行板电容器的决定因素 联系 电容器容纳电荷的本领, 即电容的大小可以由来量度, 但决定因素是电容器本身, 如平行板电容器的εr、S、d 等因素 总结：C = 与C = 的比较 总结：C = 与C = 的比较 一. 平行板电容器的动态变化 课堂探究一： 1. 保持电容器的两极板与电源相连, 极板间距增大时, (1). 电容器带电量怎么变化？ (2). 板间电场强度怎样变化？ 2. 保持电容器的两极板与电源相连, 正对面积减小时, (1). 电容器带电量怎么变化？ (2). 板间电场强度怎样变化？ 3. 保持电容器的两极板与电源相连, 介电常数增大时, (1). 电容器带电量怎么变化？ (2). 板间电场强度怎样变化？ [例4] (多选)如图所示，两块较大的金属板A、B相距为d，平行放置并与一电源相连，开关S闭合后，两板间恰好有一质量为m、电荷量为q的油滴处于静止状态，以下说法正确的是( ) A．若将A向左平移一小段位移，则油滴仍然静止，G表中有b→a的电流 B．若将A向上平移一小段位移，则油滴向下加速运动，G表中有b→a的电流 C．若将A向下平移一小段位移，则油滴向上加速运动，G表中有b→a的电流 D．若将S断开，则油滴将做自由落体运动，G表中无电流 系统集成 第54页 AB 一. 平行板电容器的动态变化 课堂探究二： 1. 保持电容器的电荷量不变, 极板间距增大时, (1). 电容器两端的电压怎么变化？ (2). 板间电场强度怎样变化？ 2. 保持电容器的电荷量不变, 正对面积减小时, (1). 电容器两端的电压怎么变化？ (2). 板间电场强度怎样变化？ 3. 保持电容器的电荷量