2.5科学探究：电容器 课件-2023-2024学年高二上学期物理鲁科版（2019）必修第三册

第二章 电势能与电势差 第5节 科学探究:电容器 科学史话 据记载，富兰克林曾利用莱顿瓶进行了著名的费城实验，即用风筝将“天电”引下来，收集到莱顿瓶中。 为何莱顿瓶可以储存电荷呢？ 一、观察电容器的充放电现象 1.电容器：能储存电荷的电学元件称为电容器。 2.平行板电容器：两块彼此绝缘的平行金属板可组成最简单的电容器，即平行板电容器 能够容纳（储存）电荷的器件叫做电容器。 两个彼此绝缘又相距很近的导体，中间夹上一层绝缘物质，都能构成电容器。 极板 电介质 电容器充电 当原来不带电的电容器的两极板连接电源时，电容器充电，两极板会分别带上等量异种电荷。 电容器充电后，两极板间存在电场，电荷因受静电力的作用而储存在极板上 电容器放电 当充电后的电容器的两极板通过导线接通时，电路中会形成瞬时电流而发生放电，使两极板的电荷中和而不再带电。 实验探究 ①通过观察，了解电容器在充放电过程中，两极板间电压和电路中电流的变化； ②判断电容器在充电和放电过程中，两极板储存电荷量的变化 实验目的 电解电容器、直流电源、电流计、电压表、电阻、单刀双掷开关、导线 实验器材 ①开关接1，电容器充电； ②开关接2，电容器放电。 ③通过电流计观察电路中电流大小和方向的变化； ④通过电压表观察电容器两极板间电压的变化，进而判断电容器两极板间储存电荷量的变化 实验原理 二、电容器的电容 1.电容：极板上电荷量Q与两极板间电压U之比称为电容,用符号C表示 2.公式： 电容器的一个极板上 电荷量的绝对值 3.物理意义：电容是表示电容器容纳电荷本领的物理量，表现了电容器储存电荷的特性 4.单位：在国际单位制中，电容的单位是法拉，简称法，符号为F，1F=1C/V 思考 电容器的电容与哪些因素有关呢？ 猜想假设 板间距离、正对面积、带电量、电介质 实验方法 控制变量法 实验过程 ①只改变金属板之间距离 ②只改变金属板正对面积 ③在金属板间插入电介质 平行板电容器的电容 平行板电容器的电容C与正对面积S成正比，与极板间的距离d成反比 静电力常量 相对介电常数 两极板与电源两极相连，电容器两极板间的电压U保持不变 两极板与电源两极断开，电容器两极板上的电荷量Q保持不变 三、常见容器及其应用 金属 金属 纸 固定电容器 可变电容器 $$