2.1 电容器与电容 课件 -2024-2025学年高二上学期物理粤教版（2019）必修第三册

第二章 静电场的应用 1 第一节　电容器与电容 2 情境: 将矿泉水瓶进行改造后制成一个电容器，如图所示，里面装了盐水，用感应起电机向其先充电，再将瓶内与瓶外的两根引线一碰可以看到 火花并听到放电的噼啪声。 问题： 为什么矿泉水瓶也可以装电? 怎样的容器可以存储电荷? 3 闪光灯的内部结构 任务1 . 了解电容器的构造 4 5 任务1 . 了解电容器的构造 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。 中间的绝缘物质称为电介质。 问题：电容器的结构是怎样的？ 6 五、教学设计整体思路 (1)电容器的构造：认识电容器的结构。(2)电容器的充、放电过程：经历电容器充、放电的实验过程，了解电容器充、放电的过程和电容器的 作用。(3)电容器的电容：知道并理解电容的概念，知道并理解电容器的电容的定义式。(4)电容器电容的影响因素：通过实验探究知道并理解电容器电容的影响因素。(5)常见电容器：了解生产和生活中常见的电容器。 7 两个极板（导体） 电容器 电解质（绝缘材料） 金属板(极板) 金属板(极板) 绝缘物质(电介质) 电路符号 任务1 . 了解电容器的构造 8 问题1：电容器有什么作用？ 任务1 . 了解电容器的构造 电容器的作用：容纳储存电荷 电容器的带电量：一个极板上所带电量的绝对值叫电容器的带电量Q. 9 任务2.探究电容器的充、放电过程 演示实验：将常规仪器中的演示电表、小灯泡接入如图所示电路中。 实验现象： 开关接1时，观察灯泡闪亮一下，电流表指针突然偏转后又回到零。 问题： 1、电流计的指针偏转后又回到零原因是什么？ 2、充电完毕，电容器极板上的带电情况如何? 开关接2时，观察灯泡闪亮一下，电流表指针突然反向偏转后又回到零。 10 任务2.探究电容器的充、放电过程 演示实验：将常规仪器中的演示电表、小灯泡接入如图所示电路中。 当开关拨到位置“1”时，电源 E 对电容器充电； 使电容器的两极板带上等量异种电荷的过程叫充电。 11 任务2.探究电容器的充、放电过程 充电过程 两极板的电势差变化 通过图中电流表的电流方向 电流变化 开关接1 增大直到稳定 向右 减小直至为0 12 充电完成后： （1）两极板带等量异种电荷； （2）两极板间电势差与电源电压相等； （3）两极板间有匀强电场； （4）两极板间储存有电场能。 充电过程： （1）两极板所带Q增大； （2）两极板间U增大； （3）两极板间E增大； （4）饱和时Q、U、E不变 任务2.探究电容器的充、放电过程 13 任务2.探究电容器的充、放电过程 放电过程 两极板间的电势差变化 通过图中电流表的电流方向向左还是向右 电流增大还是减小 开关接2 减小直至为0 向左 减小直至为0 14 放电完成后： （1）两极板带电量为0； （2）两极板间电势差为0； （3）两极板间场强为0； （4）两极板间无电场能。 放电过程： （1）两极板所带Q减小； （2）两极板间U减小； （3）两极板间E减小； 任务2.探究电容器的充、放电过程 15 16 情境： 用电流传感器观察充、放电过程中的电流变化情况，实验电路板如图所示，电路图及电流传感器记录的图像如图所示。 17 任务4.探究平行板电容器的电容 1、平行板电容器 平行板电容器是最简单的电容器，它由两块相互平行的金属导体极板构成，中间被电介质材料隔开。 当两极板之间存在一定的电势差时，极板之间便会存在静电场分布。在两极板之间的部分存在着匀强电场分布，由于边缘效应，电容器边缘的电场线是弯曲且发散的。 18 任务4.探究平行板电容器的电容 2、问题： 对于不同的电容器，电容C一般也不相同，电容反映的是电容器本身的一种属性。电容C与电荷量Q、电势差U的大小无关，那它与本身的哪些因素有关呢? 19 任务4.探究平行板电容器的电容 2、问题： 对于不同的电容器，电容C一般也不相同，电容反映的是电容器本身的一种属性。电容C与电荷量Q、电势差U的大小无关，那它与本身的哪些因素有关呢? 3、猜想： 板间距离（d） 正对面积（S） 电介质种类εr 静电计 20 任务4.探究平行板电容器的电容 4、研究方法：控制变量法 5、实验步骤：(1)只改变板间距离d ,观察到： d 增大，静电计指针张角增大(C 减小) ;d 减小，静电计指针张角减小 (C 增大)。这表明平行板电容器的电容随板间距离d 的增大而减小。 21 任务4.探究平行板电容器的电容 4、研究方法：控制变量法 5、实验步骤：(2)在平行板的内壁贴上有机玻璃，将两板贴紧(即保持板间距离d 不变),只改变正对面积S , 观察到： S 减小，静电计指针张角增大(C 减小) ;S 增大，静电计指针张角减小(C 增大)。这表明平行板电容器的电容随正对面积的增大而增大。 22 任务4.探究平行板电容器的电容 4、研究方法：控制变量法 5、实验步骤： (3)保持板间距离d 及正对面积S 不变，在两平行金属板之间插入一本课本，观察到静电计指针变化，表明平行板电容器的电容与两板之间的绝缘体有关。 23 问题：如图所示是测定液面高度 h 的电容传感器原理图．取金属芯线与导电液体为电容器的两极，如果与传感器连接的电脑显示电容增大时，我们就知道液面高度 h 增大了．请利用所学的知识进行解释. 24 结论： 平行板电容器的电容C 跟介电常数ε 成正比，跟正对面积S 成正比，跟极板间的距离d 反比。 式中的 k 为静电力常量，εr为电介质的相对介电常数，与电介质的性质有关 任务4.探究平行板电容器的电容 25 小结 26 任务5.平行板电容器的动态分析 类型一：电容器始终与电源连接，U保持不变。 27 任务5.平行板电容器的动态分析 类型二：电容器始终与电源断开，U保持不变。 28 小结 平行板电容器的动态分析 U不变 Q不变 29 null 2019 67603.68 EVCapture4.0.2软件录制 Lavf56.38.102 本视频由湖南一唯信息科技开发的EV录屏软件录制，www.ieway.cn EVCapture4.0.2软件录制 Lavf56.38.102 本视频由湖南一唯信息科技开发的EV录屏软件录制，www.ieway.cn $$