1.8 电容器 电容 第二课时 课件 -2025-2026学年高二上学期物理教科版必修第三册

第一章 静电场 1.8 电容器 电容 第二课时 学习目标 1.知道电容器的概念，掌握电容的定义、公式和单位，了解影响平行板电容器电容大小的因素。认识常见的电容器。 2.理解电容的定义式C＝ 和决定平行板电容器电容大小的因素，能够分析解决有关电容的问题。 3.通过实验探究电容器的充、放电现象，感知电流的变化。 4.了解电容器在生产、生活中的应用，养成观察、分析比较、归纳的良好学习习惯 复习上节课电容知识 1.定义：电容器所带电量Q与电容器两极间的电压U的比值，叫电容器的电容。 2.公式：C＝. 容纳电荷的本领， 与水桶截面积S类比 ＋ ＋ ＋ ＋ ＋ ＋ ＋ ＋ － － － － － － － － ＋Q －Q 3.单位：在国际单位制中，电容的单位是法拉（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。 一、平行板电容 电容器的电容由本身结构决定，与Q、U无关。那么，电容大小具体是由什么决定的呢？ ①猜想平行板电容器的电容与哪些因素有关？ 电容由本身结构决定 ②用什么方法研究电容与某个因素的关系？ ③如何判断电容变化？ 控制变量法 平行板电容器充电后，断开电源后极板带电量Q不变 极板间距d 正对面积S 绝缘介质εr 定性研究几个因素对电容的影响，需要考虑以下几个问题： (1)影响电容的因素不止一个，设计实验时需要注意什么？ (2)改变结构可以改变 C 的大小，那么，C 的大小变化如何确定？ (3)电荷量 Q 和电势差 U 如何处理？ 设计实验方案时，需要注意下列几点： (1)实验过程中要注意控制变量。 (2)结合电容的定义式C = ，明确可由电荷量 Q 和电势差 U 得出电容C。 (3)明确电容器带电后断开电源，可以保持电荷量 Q 不变；可以利用静电计指针的偏角显示电势差 U 的大小。 1.平行板电容的结构 由两个相互平行且彼此绝缘的金属板构成的电容器，叫作平行板电容器。 控制变量法 （1）保持极板电荷量Q与极板间距d 不变，改变极板正对面积S （2）保持极板电荷量Q与极板正对面积S不变，改变极板间距d （3）保持极板电荷量Q、极板间距d 与极板正对面积S不变，极板间插入电介质（有机玻璃板） 2.实验方法 步骤一：保持极板电荷量Q与极板间距d 不变，改变极板正对面积S Q、d保持不变时，S 越小，U越大 由 实验现象： 实验结论： Q，S保持不变时，S 越小，C 越小 夹角变大 板间电势差变大 3.实验步骤 步骤二：保持极板电荷量Q与极板正对面积S不变，改变极板间距d Q，S保持不变时，d 越大，U越大 由 实验现象： 实验结论： Q，S保持不变时，d 越大，C 越小 夹角变大 板间电势差变大 步骤三：保持极板电荷量Q、极板间距d 与极板正对面积S不变，极板间插入电介质（有机玻璃板） Q、d、S保持不变时，εr越大，U越小 由 实验现象： 实验结论： Q、d、S保持不变时，εr 越大，C 越大 夹角变小 板间电势差变小 两极板间距离 两极板正对面积 静电力常量 介电常数 真空 =1 4.实验结论：减小正对面积、增大板间距可以减小电容；插入电介质，可以增大电容。理论分析表明，平行板电容器的决定式为： 保持电量Q不变时，平行板电容器的电容C 几种常用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 1.0005 2 6 6～8 4～11 2.0～2.1 81 空气的相对介电常数与1十分接近，研究中，空气对电容的影响一般可以忽略。 电容器电容的定义式与决定式 ①C＝为定义式，对一个结构确定的电容器，电容C是不变的，电荷量Q与电势差U成正比。本式对所有电容器普遍适用。 ②C=平行板电容器电容的决定式，即,,。本式仅适用于平行板电容器。 常用电容器 从构造上分： 按介质分： 固定电容器 可变电容器 聚苯乙烯电容器 电解电容 陶瓷电容器 + - 电解电容 注意：电解电容分正负极，正负极不能接反，不能接交流电。 纸介质电容器 铝箔 铝箔 电容器纸 新课讲解 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。 新课讲解 (2)可变电容器： 两极由两组铝片组成，固定的一组铝片叫作定片；可以转动的一组铝片叫作动片；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： 新课讲解 研究与平行板电容器电容有关因素的实验 装置如图所示，下列说法正确的是(　　) A．实验前，只用带电玻璃棒与电容器a板接触，能使电容器带电 B．实验中，只将电容器b板向上平移，静电计指针的张角变小 C．实验中，只在极板间插入有机玻璃板，静电计指针的张角变大 D．实验中，只增加极板带电荷量，静电计指针的张角变大，表明电容增大 A 新课讲解 课堂拓展 跟踪训练 如图所示，平行板电容器与电源连接，上极板A接地，一带负电的油滴静止于电容器中的P点，现将平行板电容器的下极板B竖直向下移动一小段距离，则(　　) A．带电油滴所受静电力不变 B．P点的电势将升高 C．带电油滴在P点时的电势能增大 D．电容器的电容减小，极板带电荷量增大 B 跟踪训练 课堂小结 ③平行电容板的电容 （1）决定因素：平行板电容器的电容C与相对介电常数 成正比，跟正对面积S成正比，跟极板间的距离d成反比. （2）决定式：板间真空时 ，板间有介质时 . （3）平行板电容器间的电场：可以认为是匀强电场且 ，U为两极板间的电压，d为两极板间的距离. 电容器的结构决定了电容器的电容大小 本节到此结束 祝学习愉快 Lavf58.20.100 Packed by Bilibili XCoder v2.0.2 $$