第十章 4 电容器的电容（课件）-【学而思·PPT课件分层练习】2024-2025学年高一物理必修第三册（人教版2019）

4　电容器的电容 1.构造:任何两个彼此绝缘又相距很近的导体,都可以看成一个电容器。 2.充电:把电容器的两个极板分别和电源的两极相连,使两极板分别带上等量异种电荷的过 程。各物理量变化如图所示。 必备知识 清单破 知识点 1 电容器 充电完成后:电能→电场能 (1)两极板带等量异种电荷; (2)两极板间有与电源相等的电压; (3)两极板间有匀强电场; (4)两极板间储存有电场能。 第十章　静电场中的能量 第1讲　描述运动的基本概念 3.放电:把充电后的电容器的两个极板接通,两极板上的电荷互相中和,使电容器不再带电的 过程。各物理量变化如图所示。 放电完成后:电场能→其他形式的能 (1)两极板带电荷量为0; (2)两极板间电压U=0; (3)两极板间场强E=0; (4)两极板间无电场能。 温馨提示    充、放电过程中电路中均有短暂的电流通过。 第十章　静电场中的能量 第1讲　描述运动的基本概念 1.定义:电容器所带的电荷量Q与电容器两极板之间的电势差U之比,叫作电容器的电容。 2.公式   3.大小:电容是表示电容器储存电荷本领的物理量,在数值上等于两极板间的电势差为1 V时, 电容器所带的电荷量。对于给定的电容器(C是定值),常见图像如下: 知识点 2 电容 图像       解读 C=  或C=  电容C与电压U无关 电容C与电荷量Q无关 第十章　静电场中的能量 第1讲　描述运动的基本概念 4.单位:在国际单位制中,电容的单位是法拉,简称法,符号是F。实际中常用的单位有微法(μF) 和皮法(pF)。换算关系:1 F=106 μF=1012 pF。 5.电容器的外壳上标的是工作电压,也称为额定电压。还有一个重要的量为击穿电压,加在电 容器上的电压若超过击穿电压,电介质会被击穿,电容器会损坏。 第十章　静电场中的能量 第1讲　描述运动的基本概念 1.构成:平行板电容器由靠得很近、相互平行,中间有绝缘物质的两片金属板组成。 2.决定因素:平行板电容器的电容C与相对介电常数εr成正比,与两极板的正对面积S成正比,与 两极板间的距离d成反比。 3.决定式   知识点 3 平行板电容器 4.平行板电容器间的电场 　　可以认为是匀强电场,场强E= ,U为两极板间的电压,d为两极板间的距离。 第十章　静电场中的能量 第1讲　描述运动的基本概念 知识辨析 1.两个靠近的导体一定能构成一个电容器吗? 2.电容器的电容跟它两极板间所加电压成正比还是成反比? 3.给一个原来不带电的电容器充电的过程中,电路中的电流与时间成线性关系吗? 第十章　静电场中的能量 第1讲　描述运动的基本概念 一语破的 1.不一定。两个靠近且彼此绝缘的导体才能构成一个电容器。 2.既不成正比也不成反比。电容器的电容由电容器本身的性质决定,与电容器所带电荷量和 两极板间所加电压无关。 3.不成线性关系。给一个原来不带电的电容器充电,I-t图线是一条曲线。 第十章　静电场中的能量 第1讲　描述运动的基本概念 1.电容器两极板始终与电源两极相连的情况 　　此时电容器两极板间电势差U保持不变(恒等于电源电压),这种情况下电容器所带的电 荷量Q=CU∝C,而C= ∝ ,两板间的电场强度E= ∝ 。 　　若用“↑”表示相关物理量增大,“↓”表示减小,则: (1)电容器极板间距离d变化 关键能力 定点破 定点 电容器动态分析问题 第十章　静电场中的能量 第1讲　描述运动的基本概念 (2)电容器极板正对面积S变化 第十章　静电场中的能量 第1讲　描述运动的基本概念 2.电容器充电后与电源断开的情况 　　此时电容器所带电荷量Q保持不变,这种情况下,C= =   =  E=  ∝ ,则有: (1)电容器极板间距离d变化 第十章　静电场中的能量 第1讲　描述运动的基本概念 (2)电容器极板正对面积S变化   导师点睛    关于电容器的动态分析问题,有时会与二极管结合,由于二极管具有单向导电性, 即电流不能逆向通过二极管,导致相关物理量发生变化。分析时要抓住变量和不变量,采用 程序法分析。 第十章　静电场中的能量 第1讲　描述运动的基本概念 典例 如图所示,M、N为平行板电容器的两个金属极板,G为静电计【1】,开始时闭合开关S【2】, 静电计指针张开一定角度。则下列说法正确的是 (　    ) A.开关S保持闭合,将R的滑片向右移动,静电计指针张开角度增大 B.开关S保持闭合,将两极板间距增大,静电计指针张开角度增大 C.断开开关S后,将两极板间距增大,板间电压不变 D.断开开关S后,紧贴下极板插入金属板,板间场强不变 D 第十章　静电场中的能量 第1讲　描述运动的基本概念 信息提取    【1】静电计是一种特殊的电容器,可以从指针张开的角度推知与之相连的电容 器两极板间的电势差。 【2】开关S闭合时,电容器两极板间电势差不变;断开开关S后,电容器所带电荷量不变。 第十章　静电场中的能量 第1讲　描述运动的基本概念 思路点拨    解答本题的两个关键: (1)在两极板间电势差不变的情况下,静电计指针张角不变。 (2)在电容器所带电荷量保持不变时,由E= = = 【3】知,电场强度与板间距离无关;两 极板正对面积变小时,场强增大。 第十章　静电场中的能量 第1讲　描述运动的基本概念 解析    保持开关S闭合,电容器两极板间的电势差等于电源的电压,故保持不变(由【2】得 到),因此无论是将R的滑片向右移动,还是将两极板间距增大,静电计指针张角都不变(由 【1】得到),A、B错误;断开开关S后,电容器所带电荷量不变,将两极板间距增大,即d增大,根 据C=  知,电容减小,根据U= 知,板间电压增大,C错误;断开开关S后,电容器所带电荷量 不变,若紧贴下极板插入金属板,则d减小,根据E=  知,板间的电场强度不变(由【3】得 到),D正确。 第十章　静电场中的能量 第1讲　描述运动的基本概念 $$