8. 电容器 电容（教学课件）物理教科版必修第三册

该高中物理课件聚焦电容器概念、电容定义式与决定因素、充放电过程及动态分析，通过“开关接1和2”实验观察引入，结合水桶类比和常见电容器实例，搭建静电场到电容的学习支架。 其亮点在于以实验探究（充放电现象观察）和模型建构（水桶截面积类比）培养科学思维，通过动态分析实例（如d变化对C、Q、E的影响）强化科学推理，结合实际电容器应用深化物理观念，助力学生理解，方便教师教学。

第八节 电容器 电容 教科版（2019）高中物理必修第三册 第一章 静电场 @HY 学习目标——物理学科素养 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。 教学重难点 教学难点 教学重点 平行板电容器的动态变化问题分析 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。 课堂引入 电容器 电容 决定电容因素 常见电容器 动态分析 莱顿瓶的作用： 储存电荷 课堂引入 电容器 电容 常见电容器 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。 决定电容因素 动态分析 课堂引入 电容器 电容 常见电容器 构造：两个彼此绝缘又相互靠近的导体。 决定电容因素 动态分析 课堂引入 电容器 电容 常见电容器 电容器上的标识表示电容量及额定电压。 电路图中的符号： 3.击穿电压：加在电容器两极间的电压不能超过某一限度，超过这一限度，绝缘介质将被击穿，致使电容器损坏，这个极限电压叫作击穿电压。 决定电容因素 动态分析 课堂引入 电容器 电容 常见电容器 开关先后接1和2，会看到什么现象？ 决定电容因素 动态分析 课堂引入 电容器 电容 常见电容器 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 决定电容因素 动态分析 课堂引入 电容器 电容 常见电容器 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； 决定电容因素 动态分析 课堂引入 电容器 电容 常见电容器 思考：如何比较不同电容器储存电荷的能力？ 1.水位升高相同高度h，试比较A、B、C的储水量。 2.如何反映水杯的储水能力？ 决定电容因素 动态分析 课堂引入 电容器 电容 常见电容器 4、物理意义： 表示电容器存储电荷能力的物理量 2、电容的定义式： 3、电容的单位： 法拉，简称法，符号是F. 微法（μF）和皮法（pF） 1μF=10-6F 1pF=10-12F 1F=1C/V 1.定义 电容器所带电量Q与两极板间的电势差U比值叫电容器的电容，用C表示 决定电容因素 动态分析 课堂引入 电容器 电容 常见电容器 5.固定电容器（C一定）两极板间电压与电荷量关系图像： ΔQ U Q1 Q2 U1 U2 Q ΔU C== = 注：该公式是电容的定义式，但电容本身不由Q、U决定! 决定电容因素 动态分析 课堂引入 电容器 常见电容器 决定电容因素 动态分析 电容 研究影响平行板电容器电容大小的因素 课堂引入 电容器 常见电容器 决定电容因素 动态分析 电容 两板间距离 两板正对面积 相对介电常数 静电力常量 【说明】 (1) k为静电力常数， k=9.0×109N·m2/C2； (2)真空的相对介电常数εr =1，所有介质的相对介电常数均大于1。 (决定式) (定义式) 课堂引入 电容器 常见电容器 动态分析 电容 决定电容因素 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 电容器始终与电源连接，U保持不变。 课堂引入 电容器 常见电容器 动态分析 电容 决定电容因素 C减小 U=Q/C U增加 E不变 C减小 U=Q/C U增加 E增加 电容器始终与电源断开，Q保持不变。 d增加 S减小 Q不变 一、电容器 定义：储存电荷和电能的元件。 构造：两个彼此绝缘又相互靠近的导体。 定义式： 单位是法拉，简称法，符号是F 决定式： 课堂小结 二、电容器的电容 1.(多选)关于电容器的充、放电过程，下列说法中正确的是( ) A.充、放电过程中外电路有瞬间电流 B.充、放电过程中外电路有恒定电流 C.充电过程中电源提供的电能全部转化为内能 D.放电过程中电容器中的电场能逐渐减小 AD 课堂练习 2.如图所示为研究电容器充放电实验的 电路图，实验前，开关S是断开的，电容器 不带电。下列的操作过程中，正确的说法 是( ) A.开关S接1，电容器上极板带负电 B.开关S接1稳定后，再断开S，电容器两极板间有电场存在 C.开关S接1稳定后，再将S掷向2，通过电流传感器的电流方向向上 D.开关S接1稳定后，再将S掷向2，通过电阻R的电流方向向右 B 课堂练习 3.(多选)对于一给定的电容器，在如图所示中，描述电容C、带电量Q、电压U之间的相互关系的图线中正确的是( ) CD 课堂练习 4.某电容器上标有“1.5μF，9 V”的字样，则(　　) A.该电容器所带电荷量不能超过1.5×10－6C B.该电容器所加电压不能超过9V C.该电容器击穿电压为9V D.当给该电容器加4.5V的电压时，它的电容值变为0.75μF B 课堂练习 5.如图所示，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( ) 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 C 课堂练习 6．如图所示，平行板电容器的两极板A、B接于电池两极，一带正电的小球悬挂在电容器内部，闭合S，给电容器充电，这时悬线偏离竖直方向的夹角为θ，则下列说法正确的是(　　)A．保持S闭合，将A板向B板靠近，则θ增大B．保持S闭合，将A板向B板靠近，则θ不变C．断开S，将A板向B板靠近，则θ增大D．断开S，将A板向B板靠近，则θ减小 A 课堂练习 Lavf58.20.100 $$