10.4 电容器的电容 课件-2025-2026学年高二上学期物理人教版必修第三册

该高中物理课件围绕“电容器的电容”展开，涵盖电容器的构成、充放电过程、电容定义与公式、平行板电容器特性等核心知识。通过“闪光灯供电”情境导入，以思考问题串联电容器构成条件、充放电电流及能量转化分析，结合实验数据归纳电容定义式，最终探究平行板电容器影响因素，构建完整知识支架。 其亮点在于以问题链驱动科学探究，通过充放电过程思考问题培养科学思维，结合实验数据表格与控制变量法实验（如探究正对面积、距离对电容的影响）提升科学探究能力。课堂小结与课后巩固题强化物理观念，助力学生深化对电容定义式与决定式的理解，教师可借助此资料高效引导学生主动建构知识，提升综合素养。

10.4.1 电容器的电容 新课导入 摄影时如光线不足，你知道怎么办吗？ 在如此短的时间内，仅靠电池直接给闪光灯提供电就能发出如此强的光吗？请你分析其中的奥妙！ 用闪光灯 一、电容器 1、构成： 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 思考:1.两导体间可以是导电物质吗？ 思考:2.相邻的两个同学是否能构成电容器？ 思考:3.怎样让电容器带上电呢？ 2、电路图符号： 绝缘物质(电介质) 导体 导体 3、作用： 储存电荷 一、电容器 3、电容器的充放电： 充电过程： （使电容器带电的过程） 特点： ①电流方向： 由电源正极流向电容器正极，再从电容器负极流向电源负极 思考:1.充电过程电流怎样变化？充电完毕后电流是多少？ 充电完毕，电路中电流为零 ②极板与正极相连带正电，与负极相连带负电 思考:1.充电过程电流怎样变化？充电完毕后电流是多少？ 思考:2.充电过程上极板带什么电荷？ 充电完毕电荷量特点？ 思考:3.充电过程中电容器的Q,U,E怎样变化？ 思考:4.电容器两极板电压最大为多少？ 充电完毕，两极板带等量异种电荷 ③电容器所带电荷量，极板间电压及电场强度增大 充电完毕，两极板间有与电源相等的电压 思考:5.能量怎么转化？ ③能量转化：由电能转化为电场能 一、电容器 3、电容器的充放电： 放电过程： （中和掉电容器带电荷的过程） 特点： ①电流方向： 由电容器正极板经过电阻流向电容器负极板 思考:1.充电过程电流怎样变化？充电完毕后电流是多少？ 放电完毕，电路中电流为零 思考:1.放电过程电流怎样变化？放电完毕后电流是多少？ 思考:2.放电过程中电容器的Q,U,E怎样变化？ ②电容器所带电荷量，极板间电压及电场强度减小 放电完毕，极板所带电荷量，极板间电压和电场强度均为0 思考:3.能量怎么转化？ ③能量转化：电场能转化成其它形式的能量 （1）只在充、放电过程，有短暂的电流I （2）充、放电结束后，电容器相当于断路 （3）电容器所带的电荷量Q指 一个极板所带电荷量的绝对值 思考1.充放电过程中电流持续多久？ 思考2.电容器所带电荷量指的是谁带的电荷量？ E S A V 2 1 R 一、电容器 3、电容器的充放电： 一、电容器 实验：用传感器观察电容器的充、放电过程 思考1.充电时间多长？ 思考2.面积的物理意义是什么? 3.怎样根据 I-t 图像估算电容器在全部放电过程中释放的电荷量？ 4.既然电容器是用来储存电荷的，怎样描述电容器容纳电荷的本领呢？ 一、电容器 定值 二、电容 定值 1、定义： 电容器所带电荷量 Q 与电容器两极板间电势差U 的比值，叫电容器的电容。 2、定义式： C由电容器自身结构决定，与Q、U 无关. 能不能说C与Q成正比？ 思考1.怎么理解电容的大小？ Q U O 表示电容器的电容在数值上等于使两极板间电势差为1V时，电容器带的电荷量 表示电容器的电容在数值上等于使两极板间电势差增加1V时所需要增加的电荷量 二、电容 4、物理意义： 3、国际单位： 1F=1C/ V 常用单位：微法μF 、皮法pF 1F=106μF =1012pF 法拉，符号F 思考1.怎么理解电容的大小？ 思考2.电容器的Q可以无限增大吗？ 5、击穿电压 、额定电压 ＞ 描述电容器容纳电荷的本领。 击穿电压；电介质不被击穿时加在电容器两极板上的极限，若电压超过这一限度，电容器就会被损坏。 额定电压；电容器正常工作时两极板上的最大电压 三、常见电容器 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，两层铝箔为极板. 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“+”、“-”极之分，不能接反，不能接交流电。 2.可变电容器： 动片 定片 转动动片，使两组铝片的正对面积发生变化，电容相应变化。 3.超级电容器： 国产电磁炮 四、平行板电容器的电容 1、平行板电容器： 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。 ①带电特点： 两极板上带等量异种电荷，分布在两极板相对的内侧 ②电场特点： 极板间形成匀强电场（除边缘外），电场强度E方向垂直于极板板面，由正极板指向负极板 ③电容器所带电荷量 四、平行板电容器的电容 实验：影响平行板电容器电容的因素 ①正对面积S ②距离d ③介质 ①控制d与介质不变，探究C与S关系 ②控制S与介质不变，探究C与d关系 ③控制d与S不变，探究C与介质关系 有机玻璃板 + + + + + + - - - - -- 改变d 改变S 改变 电介质  控制变量法 四、平行板电容器的电容 ①控制d与介质不变，探究C与S关系 S↑ C↑ 四、平行板电容器的电容 ②控制S与介质不变，探究C与d关系 d↓ C↑ 四、平行板电容器的电容 ③控制d与S不变，探究C与介质关系 插入介质 C↑ 四、平行板电容器的电容 S↑ C↑ d↓ C↑ 插入介质 C↑ 思考.插入电介质后电容为什么会增大？ εr 是一个常数，与电介质的性质有关，叫作电介质的相对介电常数。 ①εr相对（真空）介电常数 ③d两板间距离 ②S两极板正对面积 ④k静电力常量 真空 1 四、平行板电容器的电容 公式 意义 特点 适用条件 定义式 决定式 确定电容器C不变，Q、U变 （但是比值不变） 任何电容器 确定电容，参量均不变；改变参量，C变化 平行板电容器 电容器 充电 在两个相距很近的平行金属板中间夹上一层绝缘物质 电容 单位：法拉 1F=1C/V 意义：容纳电荷的本领 与电源连接，U保持不变 与电源断开，Q保持不变 放电 五、课堂小结 1. （2025·北京十一学校期中）)利用如图10-4-3所示电路观察电容器的充、放电 现象，其中为电源，为定值电阻，为电容器，A为电流表， 为电压表。下列说 法正确的是( ) B 图10-4-3 A.充电过程中，电流表的示数逐渐增大后趋于稳定 B.充电过程中，电压表的示数迅速增大后趋于稳定 C.放电过程中，电流表的示数均匀减小至零 D.放电过程中，电压表的示数均匀减小至零 六、课后巩固 2.电容器，使它每板电荷量从增加到时，两板间的电势差从增加到。 (1)求这个电容器的电容多大。 (2)求为多少。 (3)若要使两极板电势差从10V降为，则每板需减少多少电荷量？ 六、课后巩固 3.如图所静电计示,两块相互靠近彼此绝缘的平行金属板组成平行 板电容器,极板N与静电计的金属球相连,极板M和静电计的外壳均接地,用静电计测量 平行板电容器两极板间的电势差U。在两极板相距为d时,给电容器充电,静电计指针 张开一定角度。在整个实验过程中,保持电容器所带的电荷量Q不变,下面的操作中将 使静电计指针张角变大的是( ) A.仅将 M 板向下平移 B.仅将 M 板向右平移 C.仅在 M、N之间插人云母板(相对介电常数大于 1) D. 仅在 M、N 之间插入金属板,且不和 M、N 接触 A 图10-4-7 六、课后巩固 4.间距为的平行板电容器所带电荷量为时，两极板间电势差为，板间 场强为 ，现将电容器所带电荷量变为，板间距离变为 ，其他条件不变，这 时两极板间电势差为，板间场强为 ，下列说法正确的是( ) A A. B. C. D. 六、课后巩固 EVCapture4.1.9软件录制 Lavf57.62.100 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 EVCapture4.1.9软件录制 Lavf57.62.100 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 Lavf57.62.100 Bilibili VXCode Swarm Transcoder v0.3.78 Lavf58.20.100 Lavf58.20.100 Lavf58.20.100 $