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

人教版高中物理必修三 人教版 高中物理必修三 第十章第4节 电容器的电容 授课班级： 授课教师： 教学目标 1、观察常见电容器的构造，建构电容器模型。通过实验，观察电容器在充、放电过程中电流与电压的变化，分析电荷量变化及能量转化情况。 2、经历实验探究电容器两极板间电势差与所带电荷量关系和用物理量之比定义电容的过程，理解电容概念。知道电容的单位。 3、了解电容器的类型、特性及作用。 水可以用容器储存起来，电荷是不是也可以用一个“容器”储存起来呢？ 新课导入 图中的元件就是这样的“容器” ——电容器。 电容器是电气设备中的一种很重要的元件，在电子技术和电工技术中有很重要的应用。 新课导入 定义：在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（空气也是一种电介质），就构成了一个最简单的电容器，叫作平行板电容器。 金属极板 绝缘物质(电介质) 电路图符号： 电容器 一 想一想 2.它是怎样“装进”和“倒出”电荷的呢？ 开关先后接1 和2，会看到 什么现象？ 猜一猜 观察实验，验证你的猜想 电流方向 电压大小变化 电流大小变化 能量变化 开关接1 电流方向 电压大小变化 电流大小变化 能量变化 开关接2 U 电容器的充电 电流方向 电压大小变化 电流大小变化 能量变化 充电过程 顺时针 增大直到稳定 减小到零 其他能转化成电场能 电容器的放电 电流方向 电压大小变化 电流大小变化 能量变化 放电过程 逆时针 减小到零 减小直到零 电场能转化成其他能 h h A B C 1.水位每升高h，试比较A、B、C的储水量； 2.哪个储水本领大？ 如何反映其储水本领？ 问题与思考： 既然电容器能储存电荷，那么如何反映电容器容纳电荷的本领大小呢？ 问题与思考 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 电容器 水容器 ？ 大胆猜想 大胆猜想 探究：两极板间电势差跟所带电荷量的关系 实验电路图 探究 电压可以用电压表测量，那么电荷量如何测量？ 电荷量用电荷量均分原理测量 电荷量 电势差 记录数据 Q 1.50 Q /2 Q /4 Q /8 0.77 0.40 0.22 电荷量Q与电势差U的比值是相同的，是一个定值 1.定义：电容器所带电量Q与电容器两极板间电势差 U 的比值，叫电容器的电容（capacitance）。用C表示; 2.定义式： 电 容 二 3.单位：法拉（F） 1F=1C/ V 1F=106μF=1012pF 4.物理意义：描述电容器容纳电荷的本领。电容越大，表明在相同电势差情况下，电容器所带的电荷越多。 电容C与电荷量Q成正比与电压U成反比吗？ 电 容 注意：电容器的电容与Q、U无关，由电容器本身的结构决定 练一练 只有图A是错误的，因为电容器的电容与Q、U无关，由电容器本身的结构决定 2.有人用图10.4-9描述某电容器充电时，其电荷量Q、电压U、电容C之间的相互关系，请判断它们的正误，并说明理由。 常用电容器 三 1、固定电容器： （1）聚苯乙烯电容器： 以聚苯乙烯薄膜为电介质，用两层铝箔为极板。 符号： （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。 符号： 常用电容器 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。 符号： 超级电容器是指介于传统电容器和充电电池之间的一种新型储能装置，它既具有电容器快速充放电的特性，同时又具有电池的储能特性。 常用电容器 3. 超级电容器 U 四 电容器及充放电演示 使用电容器时应注意 （1）.电容器的击穿电压 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。 （2）.电容器的额定电压 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。 （3）.电解电容器的极性 电解电容器在使用时注意正负极，长引脚为正极。 作业 “练习与应用”第四题 $