10.4 电容器的电容 课件-2024-2025学年高二上学期物理人教版（2019）必修第三册

10.4 电容器的电容 静电平衡 电容器 平行板电容器 电容 目录 CONTENTS 1 3 2 电容器与日常生活中常见的杯子一样，是一种容器。区别在于，杯子用来容纳水，而电容器是用来容纳电荷的元器件。 杯子装水 电容器装电荷 一 电容器 1.组成：任何两个彼此绝缘又相距很近的导体组成一个电容器。 电介质 电容器的极板 电容器的极板 2.所带电荷量： 一个极板所带电荷量的绝对值。 3.常见电容器及其符号： （1）.固定电容器：电容固定不变。 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）（正负极不能接反，不能接交流电 ） 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） 聚苯乙烯电容器及其符号 电解电容器及其符号 3.常见电容器及其符号： （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。 通过改变两极间的正对面积或距离来改变电容。 可变电容器及其符号 4.电容器使用时应注意的问题： （1）.电容器的击穿电压 （2）.电容器的额定电压 （3）.电解电容器的极性 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。 电解电容器在使用时注意正负极，长引脚为正极。 电容器正常工作时两极板上的最大电压。 电容器外壳上标的就是额定电压，它比击穿电压要低。 5.电容器充放电与放电 （1）.将电容器两个极板带上等量异种电荷的过程，叫电容器的充电。 ＋ ＋ ＋ ＋ ＋ ＋ ＋ ＋ － － － － － － － － ＋Q －Q 正极板 负极板 有短暂的电流 两极间有电压 E 5.电容器充放电与放电 （2）.用导线将充电后的电容器两极接通，两极失去电荷的过程，叫电容器的放电。 ＋ ＋ ＋ ＋ ＋ ＋ ＋ ＋ － － － － － － － － ＋Q －Q 在放电过程中导线上有短暂的电流产生 U=0 二 电容 充电后的电容器两极间的电压，叫电容器的电压。 电容器的带电量Q越多，电压U越高。 ＋ ＋ ＋ ＋ ＋ ＋ ＋ ＋ － － － － － － － － ＋Q －Q 两极间有电压 E Q与U成正比，比值Q/U是常量。 二 电容 电容器带电与水桶盛水类比： h=1cm h=2cm V=1Sdm3 V=2Sdm3 与成正比 是定值：水桶截面积 二 电容 容纳储存水 容纳储存电荷 电荷量Q 水量V 电势差U 水位差h 横截面S 电容C + + + + + + + + + - - - - - - - - - 电容器 水容器 二 电容 1.定义：电容器所带电荷量Q与电容器两极板间的电势差U的比值，叫电容器的电容。 2.定义式： 3.电容的单位：法拉，简称法，符号F。1F=1C/V 还有：微法（µF）、皮法（pF） 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 练一练： 例1：某电容器上标有“1.5 μF 9 V”的字样，则（ ） A. 该电容器所带电荷量不能超过1.5C B. 该电容器所加电压不能超过9 V C. 该电容器击穿电压为9 V D. 当给该电容器加4.5 V的电压时，它的电容值变为0.75 μF B 例2： 如图所示，电源A的电压为6 V，电源B的电压为8 V，当开关S从A转到B时(电容器的电容为2 μF)，通过电流计的电荷量为(　　) A．4×10－6 C　 B．12×10－6 C C．16×10－6 C D．28×10－6 C 练一练： D 三 平行板电容器的电容 1. 决定电容大小的因素 平行板电容器的电容C跟介电常数ε成____比，跟极板正对面积S成____比，跟极板间的距离d成____比。 2.公式： 相对介电常数 真空 两极板正对面积 静电力常量 两极板间距离 正 正 反 练一练： 例3： √ √ × 小结： 一、电容器：任何两个彼此绝缘又相距很近的导体组成一个电容器。 1. 固定电容器：电容固定不变。 二、常用电容器 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。 击穿电压、额定电压、电解电容器的极性 三、电容器使用时应注意的问题 五、电容：电容器所带电荷量Q与电容器两极板间的电势差U的比值，叫电容器的电容。 六、平行板电容器的电容 四、电容器充放电 1.将电容器两个极板带上等量异种电荷的过程，叫电容器的充电。 2.用导线将充电后的电容器两极接通，两极失去电荷的过程，叫电容器的放电。 四、平行板电容器的动态分析： 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 1.电容器始终与电源连接，U保持不变。 例4：（多选）如图所示，是一个由电池、电阻R与平行板电容器组成的串联电路，在增大电容器两极板间距离的过程中( 　　) A.电阻R中没有电流 B.电容器的电容变小 C.电阻R中有从a流向b的电流 D.电阻R中有从b流向a的电流 练一练： BC 例5：如图所示，平行板电容器与直流电源连接，上极板接地。一带负电的油滴位于容器中的点P且处于静止状态。现将下极板竖直向下缓慢地移动一小段距离，则（　　） A．带电油滴将竖直向下运动 B．带电油滴的机械能将增加 C．P点的电势将升高 D．通过灵敏电流计有从a往b的电流 练一练： ACD 四、平行板电容器的动态分析： C减小 U=Q/C U增加 E不变 C减小 U=Q/C U增加 E增加 2.电容器始终与电源断开，Q保持不变。 d增加 S减小 Q不变 例6：如图，由两块相互靠近的平行金属板组成的平行板电容器，极板N与静电计相接，极板M和静电计的外壳都接地。用静电计测量平行板电容器两极板间的电势差U。在整个实验过程中，保持电容器所带电量Q不变，下面哪些操作将使静电计指针张角变小（　　） 练一练： C A．将N板向下平移 B．将M板沿水平向左方向远离N板 C．在M、N之间插入介质 D．将M板向上移动的同时远离N板 感谢倾听 100111021000101210101002100010021010010210000012100011121001111210011102 Lavf58.50.100 100111021000101210101002100010021010010210000012100011121001111210011102 Lavf58.50.100 (1)将平行板电容器两极板的间距加大，电容将增大。(　　) (2)将平行板电容器两极板平行错开，使正对面积减小，电容将减小。(　　) (3)在平行板电容器极板间插入电介质，电容将增大。(　　) $$