1.8 电容器 电容 课件-2023-2024学年高二上学期物理教科版（2019）必修第三册

第一章 静电场 第 8 节 电容器 电容 1.知道电容以及常用的电容器. 2.理解电容的定义式C=并会进行有关的计算. 3.知道平行板电容器的电容与什么因素有关. 4.会观察电容器的充放电现象. 5.了解常见的电容器. 教学目标 手摇感应起电机产生的电荷是怎么收集和储存的呢？ 新课引入 起关键作用的：集电梳和莱顿瓶 新课引入 已经带电的导电膜经过集电梳时，就会通过“尖端放电”使电荷转移到集电梳上，最终储存在两边的莱顿瓶中。 莱顿瓶是在玻璃瓶的内、外两侧各贴一层导电膜制作而成，其作用是储存电荷及电能，类似这样的装置称为电容器。 随堂实验：观察电容器，结构是怎么样的？ 1.定义：任何两个彼此绝缘又相互靠近的导体都可以看成一个电容器。 2.主要构造：两个金属极板各引出一条导线，中间夹有绝缘介质。 两个极板（导体） 电介质（绝缘材料） ＋ ＋ ＋ ＋ ＋ ＋ － － － － － － ＋Q －Q 一、电容器 3.平行板电容器：两块彼此隔开平行放置的金属板构成的最简单的电容器． 两块金属板称为电容器的两极． 一块极板所带电荷量的绝对值，叫电容器的电荷量 带电后，两板间的电势差，用U表示 U 当电容器充电结束后，电容器所在电路中无电流，电容器两极板间电压与充电电压相等。 4．电容器的充电和放电 电源的能量 电场能 当电容器放电结束后，电容器电路中无电流。 放电过程实际上是正负电荷的中和. 4．电容器的充电和放电 电场能 其它形式能 设平行板电容器两个极板的正对面积和距离一定，讨论以下问题 1.电容器两极板之间的场强与电容器的带电量有什么关系？ 二、电容器的电容 2.电容器两极板之间的电势差与场强有什么关系？ 3.你能通过推理，得出电容器两极板之间的电势差与电容器带电量的关系吗？ 带电量越大，极板之间的场强越大。 U=E·d ＋ ＋ ＋ ＋ ＋ ＋ － － － － － － ＋Q －Q U 电容器带电量Q越大，极板之间电势差U也越大. h h A B C 用什么反映其储水本领？ = 柱形的水杯 - - - - - - + + + + + + + + + + + + + + + + C1 C2 - - - - - - - - - - U1=1V U2=2V U1=1V U2=2V 如何反映其储存电荷的本领？ 1、定义： 电容器所带电量Q与电容器两极间的电压U的比值，叫电容器的电容。 （适用于一切电容，由电容本身性质决定，与Q和U无关） C = 2、定义式： 3.物理意义：表征电容器容纳电荷本领的物理量; 它反映的是电容器本身的性质。 4.国际单位: 法拉，简称 法，符号是F 1F=1C/V 当一个电容器带1C电量时，两极间电压是1V，那么这个电容器的电容就是1F 常用的单位：微法、皮法 1µF=10-6F 1pF=10-12F 研究表明：Q/U是与电荷量、电势差无关的量，反映了电容器储存电荷的能力. 三、实验：观察电容器的充放电现象 按如图连接电路，其中C是电容器，E是直流电源，S是单刀双掷开关。R是电阻，它的作用是为了防止充放电时电流过大而损坏电流表。G是灵敏电流表，它的零刻度线位于刻度盘的中间。 1.把开关S扳到1，观察电容器充电时的电流方向及电流变化情况。 2.把开关S扳到2，观察电容器放电时的电流方向及电流变化情况。 3.如果条件许可，可以把电路中的灵敏电流表换成一个电流传感器，重复上述步骤。 注：C是大电容 用传感器观察电容器放电过程 观察电容器放电的电路图 实验装置 拓展： 一个电容器放电的I-t图像 Q=I1t1 I t I-t图像“面积”表示电荷量 I t I1 t1 四、常见的电容器 最简单的电容器是平行板电容器，它的电容的大小与两极板正对面积成正比，与两板间距离成反比，还与两板间的电介质有关。 其余电容器，都可以看作平行板电容器的变形，可以通过增大正对面积、减小极板间距离以及插入介电常数更大的电介质的方法增大电容。 1、固定电容器：电容固定不变 聚苯乙烯电容器 电解电容器 ：正负极不能接反， 不能接交流电 2、可变电容器：通过改变两极间的正对面积或距离来改变电容 3.纸质电容器 4.电路中，常见电容器的符号 5.击穿电压和额定电压 2）电容器的额定电压 电容器正常工作时的最大电压，额定电压低于击穿电压。 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，超过这个限度，电介质将被击穿，电容器损坏，这个极限电压称为击穿电压。 其他仪器中的电容器 电容器被广泛地应用在各种电路中 电容器被广泛地应用在各种电路中 计算机主板 电视机电路板 思考与讨论 （1）电容器充电后保持和电源连接,如果增大两极板之间距离d，则