10.4.2 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

第十章　静电场中的能量 电容器的电容 平行板电容器是最简单，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。平行板电容的大小也是由电容器本身决定，与哪些因素有关？ 阅读教材P41 Q=CU S减小,张角增大 U增大,故C减小 d增大,张角增大 U增大，故C减小 插入介质，张角减小 U减小，故C增大 实验：影响平行板电容器电容大小的因素 S为正对面积，d为极板间距，εr为相对介电常数，k为静电力常量 平行板电容器的电容 决定式： ε读作艾普西隆，英语Epsilon(大写Ε，小写ε)，是第五个希腊字母，r是下角标 几种常用电介质的相对介电常数 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。 电介质 空气 煤油 石蜡 陶瓷 玻璃 云母 水 εr 1.0005 2 2.0~2.1 6 4~11 6~8 81 导练 1.(多选)如图所示，电路中A、B为两块竖直放置的金属板，C是一只静电计，开关S闭合，电路稳定后，静电计指针张开一个角度，下列做法可使静电计指针张角增大的是 A.使A、B两板靠近一些 B.使A、B两板正对面积减小一些 C.断开S后，使B板向右平移一些 D.断开S后，使A、B正对面积减小一些 E.断开S后，在极板间插入有机玻璃板 √ √ 开关S闭合，电路稳定，电容器两端的电势差不变，等于电源的电动势，则指针张角不变，故A、B错误； 电容器的动态分析 平行板电容器充电后，保持电容器与电源相连接，增大d，那么U、Q、E如何改变？若切断与电源的连接，增大d，则U、Q、E又如何改变？ 8 11 1、电容器始终与电源连接，U不变 ①由 判断电容C的变化。（C随 εr 、S、d的变化而变化。） ②由 判断Q的变化。 ③由 判断E的变化。 d增加 C减小 Q=CU Q减小 E=U/d E减小 S减小 U不变 C减小 Q=CU Q减小 E不变 E=U/d 2、电容器充电后与电源断开，Q不变 ①由 判断电容C的变化。（C随εr 、S、d的变化而变化。） ②由 判断U的变化。 ③由 判断E的变化。 Q不变时，E与d无关，只随εr、S变化 C减小 U=Q/C U增加 E不变 C减小 U=Q/C U增加 E增加 d增加 S减小 Q不变 处理电容器动态问题的基本思路 (1) 分析是U不变还是Q不变. (5) 由 F＝qE 分析 F 的变化，从而分析运动状态 导练 1.(多选)如图所示，A、B为两块平行带电金属板，充电后始终与电源相连，一个带正电的微粒固定在两板间P点处.现将B板上移至图中虚线处，则下列说法中正确的是 A.平行板电容器的电容将增大 B.平行板A、B间的电场强度保持不变 C.P点的电势将减小 D.微粒的电势能将增大 √ √ 变式　若A板向下移动少许，本题正确的选项是 A.平行板电容器的电容将增大 B.平行板A、B间的电场强度保持不变 C.P点的电势将减小 D.微粒的电势能将增大 √ √ 2.一平行板电容器充电后与电源断开，正极板接地，在两极板间有一正电荷(电荷量很小)固定在P点，如图，Ep表示正电荷在P点的电势能.若保持负极板不动，将正极板移至图中虚线所示的位置，则 A.U变小，E不变 B.E变大，Ep变大 C.U变小，Ep不变 D.U不变，Ep不变 √ 3.竖直正对放置的平行板电容器两极板连成如图所示的电路，R为滑动变阻器，一个带负电的小球悬挂在电容器的内部.闭合开关，电路稳定后，悬线偏离竖直方向的夹角为θ，则下列判断正确的是 A.保持开关闭合，变阻器滑片向左移动，则θ不变 B.保持开关闭合，略向左移动左极板，则θ增大 C.断开开关后，略向右移动右极板，则θ减小 D.断开开关后，略向上移动左极板，则θ减小 √ 保持开关闭合，电容器两极板间的电势差不变，则θ不变，故A正确； (2)C＝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. C＝与C＝的比较 (1)C＝是电容的定义式，对某一电容器来说，C只与自身有关，可以说Q∝U，不能说C与Q成正比、与U成反比 。 插入有机玻璃板后，εr增大，电容增大，由C＝知，电势差减小，则指针张角减小，故E错误. 断开S，电容器所带的电荷量不变，B板向右平移拉开一些，则电容减小，根据U＝知，电势差增大，则指针张角增大，故C正确； 断开S，电容器所带的电荷量不变，A、B的正对