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 1.8电容器 电容 教科版（2019）高中物理必修第三册 目 录 1 2 3 4 新课导入 学习目标 新课讲解 经典例题 5 课堂练习 6 课堂小结 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？ 电容器 课堂导入 一、电容器 绝缘物质（电介质） 1.定义：任意两个相互靠近但彼此绝缘的导体构成的电学元件。 3.作用：存储电荷(存储电场能)。 4.电路图符号： 2.平行板电容器：由两个相距很近的平行金属板中间夹上一层绝缘物质（电介质）构成。 5.电容器分类 符号： （1）固定电容器 ②电解电容器：用铝箔做一个极板，以铝箔上很薄的一层氧化膜为电介质，用浸过电解液的纸做另一个极板。 有正负极之分，连接时不能接错,不能接交流电 符号： ①聚苯乙烯电容器：以聚苯乙烯薄膜为电介质，两层铝箔为极板. (2)可变电容器： 两极由两组铝片组成，固定的一组铝片叫做定片；可以转动的一组铝片叫做动片;空气为电介质。 通过转动动片，使两组铝片的正对面积发生变化，使得电容器的电容变化。 符号： 二、平行板电容器的充放电过程 1.充电过程：电子从电源的负极出发，流向下极板，电子从上极板出发流向电源正极（电子定向移动），导致两极板带等量异号电荷。 充电现象（将开关拨到1）： (1)电流表指针右偏，说明有顺时针的电流； (2)与电源正极连接的极板失电子，带正电；与电源负极连接的极板得电子，带负电； (3)极板间形成从上到下的匀强电场； (4)充电时，电容器储存电场能； (5)充电完毕，电流表指针回到原位，电路中电流为0。 2. 放电过程：用导线将充电后的电容器两极接通，电子从负极板出发，流向正极板，两极板电荷发生中和，最终不带电。 放电现象（将开关拨到2): (1)电流表指针左偏，说明有逆时针的电流 (2)放电时，电容器储存电场能放出； (3)放电完毕，电场极板间电场为零；极板所带电量为零；电路中电流为零；两极板之间电压为0。 3.充电（放电）过程中电流（电压）随时间的变化图像 充电过程 放电过程 充 电 放 电 电流方向 电 压 电 荷 量 能 量 电源正极流向电容器正极板 电容器负极板流向电源负极 两极所带电荷量增加 两极间电压逐渐增加 直到与充电电压相等 电源的能量转化为电场能 电容器正极板流向 电容器负极板 两极所带电荷量减少 两极间电压逐渐减小 直至为0 电场能转化为其他形式能量 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： 电容器两极板之间的场强与电容器的带电量有什么关系？ 电容器两极板之间的电势差与场强有什么关系？ 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？ 不同的电容器存储电荷的能力是不同的，为了描述电容器这种能力的异同，我们引入一个新的物理量——”电容“。 三、电容 4、物理意义：表示电容器存储电荷能力的物理量 2、电容的定义式： 3、电容的单位： 法拉，简称法，符号是F. 微法（μF）和皮法（pF） 1μF=10-6F 1pF=10-12F 1F=1C/V 1.定义 电容器所带电量Q与两极板间的电势差U比值叫电容器的电容，用C表示 5.固定电容器（C一定）两极板间电压与电荷量关系图像： ΔQ U Q1 Q2 U1 U2 Q ΔU C== = 注：该公式是电容的定义式，但电容本身不由Q、U决定! 实验表明：平行板电容器的的电容与两板的正对面积、板间距离有关。 两板之间的正对面积S越大，电容C越大；板间距离d越小，电容C则越大；插入电介质后电容增大。 实验探究 平行板电容器的电容与哪些因素有关 决定式 ε为一个常数，与电介质的性质有关，称为电介质的相对介电常数。 电介质 空气 煤油 石蜡 陶瓷 玻璃 云母 水 ε 1.0005 2 2.0—2.1 6 4—11 6—8 81 四、平行板电容器的电容 1、按电介质分： 纸质电容器、电解电容器、陶瓷电容器、云母电容器 2、按是否可变分： 固定电容器、可变电容器 五、常用电容器 典例分析 例1.如图所示电容器充电结束后保持与电源连接，电源电压恒定，带电油滴在极板间静止，若将板间距变大些，则油滴的运动将（ ） A．向上运动 B．向下运动 C．保持静止 D．向左运动 B 典例分析 例1.如图所示电容器充电结束后保持与电源连接，电源电压恒定，带电油滴在极板间静止，若将板间距变大些，则油滴的运动将（ ） A．向上运动 B．向下运动 C．保持静止 D．向左运动 B 课堂练习 1.电容是表征_____________________的物理量。如果某电容器的电量每增加10-6C，两极板之间电势差增加1V，则该电容器电容为_______，影响电容器电容大小的因素为_____________、________________和_______。 电容器容纳电荷本领 10-6F 两极板间距离 两极板正对面积 电介质 课堂练习 2．如图为电容C与电压U，的电源连成的电路．当电键K与1接通, 电容器A极板带____电，B板带____电，这一过程称为电容器___________ ，电路稳定后，两极板间电势差为____。 K 1 。 。 。 A B 2 a c b 负 正 充电过程 当K与2接通，流过导体acb的电流方向为____________ ，称为电容器______ 。 U b→c→a 放电 课堂练习 3.下列关于常用电容器，说法正确的是 ( ) A．电解电容器的极性固定，作用时极性不能错 B．可变电容器是通过改变铝片正对面积来改变电容 C．电容器的额定电压就是击穿电压 D．额定电压是长期工作所承受电压，比击穿电压小 ABC 课堂练习 4．据国外某媒体报道，科学家发明了一种新型超级电容器，能让手机几分钟内充满电。某同学假日登山途中用该种电容器给手机电池充电，下列说法正确的是（　　） A．该电容器给手机电池充电时，电容器的电容变大 B．该电容器给手机电池充电时，电容器所带的电荷量可能不变 C．该电容器给手机电池充电时，电容器存储的电能变少 D．充电结束后，电容器不带电，电容器的电容为零 C 课堂练习 5、用两节相同的电池分别给两个原来不带电的电容器充电，已知 C1<C2 ，当电容器达到稳定时，电容器C1和C2的带电量分别为Q1和Q2，则（ ） A． Q1<Q2 B． Q1>Q2 C． Q1=Q2 D．无法确定 A 课堂练习 6（多选）、平行板电容器充电平衡后仍与电源相连，两极板间的电压是U，电荷量为Q，两极板间场强为E，电容为C，现将两极板间距离减小，则 （ ） A. Q变大 B. C变大 C. E不变 D. U变小 ABC 课堂练习 7.如图所示，指纹采集装置中的半导体基板上有大量相同的小极板，外表面绝缘。当手指的指纹一面与绝缘表面接触时，由于指纹凸凹不平，凸点处与凹点处分别与半导体基板上的小极板形成一个个正对面积相同的电容器，若每个电容器的电压保持不变，则在指纹采集过程中，下列说法正确的是（　　） A．指纹的凹点处与小极板距离远，电容大 B．指纹的凸点处与小极板距离近，电容小 C．手指挤压绝缘表面，电容器两极间的距离减小，电容器带电量减小 D．手指挤压绝缘表面，电容器两极间的距离减小，电容器带电量增大 D 感谢观看 THANK YOU $$