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

第十章 静电场中的能量 第4节 电容器的电容 教学目标 1.知道电容器的概念，了解电容器的充、放电现象。 2.理解电容的定义、公式、单位，并会应用定义式进行简单的计算。 3.了解影响平行板电容器大小的因素及平行板电容器电容公式，并会进行定性分析。 4.认识常用的电容器。 能盛装东西的物体称为容器，能盛水的容器就可以称为水容器。水可以用容器储存起来，电荷是否也可以用一个“容器”储存起来呢？ 一、电容器 1.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。 3.作用：储存电荷 金属极板 绝缘物质(电介质) 思考：相邻的两个同学是否能构成电容器？ 2.电路图符号： 任何两个彼此绝缘又相互靠近的导体都能构成电容器。 那么，如何往电容器内“装”电荷呢？ 二、电容器的充、放电现象 工作原理：电容器的充电 ++++ ++++ ---- ---- 充电过程： 电荷从电源两极流出 电流表暂时有示数 电容器两极板Q逐渐增多（充电中） 电容器两极板出现匀强电场E和电压U，并逐渐增大） U、Q达到最大值时，电流消失，充电完毕！ 工作原理：电容器的放电 放电过程： 电荷从电容器极板流出 电流表暂时有示数 电容器两极板Q逐渐减少（放电中） 匀强电场E和电压表U减少至0，随后放电完毕 即Q变为0，电流消失 电容器储存的电势能全部转化为R的内能 ++++ ---- 用传感器观察电容的充、放电过程 三、电容 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＝ ＋ ＋ ＋ ＋ ＋ ＋ ＋ ＋ － － － － － － － － ＋Q －Q 容纳电荷的本领， 与水桶截面积S类比 3.单位：在国际单位制中，电容的单位是法拉，简称法，符号是F，常用单位还有微法（μF）和皮法（pF） 1 F＝ μF＝pF. 4.击穿电压和额定电压： 加在电容器两极板上的电压不能超过某一个限度，超过这个限度，电介质将被击穿，这个电压称为击穿电压。 电容器正常工作时两极板上的最大电压，称为额定电压。 额定电压比击穿电压低 外壳上标的电压是额定电压 5.物理意义：表示电容器容纳电荷本领的物理量． 6.电容由电容器本身的构造决定： 电容器的电容是反映电容器容纳电荷本领的物理量，用比值 来定义，但它却是由电容器自身的构造决定的，与所带电荷量Q和所加电压U无关．即使电容器不带电，其电容仍然存在，并且是一个确定的值。 　　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？ 可能有板间距离d、正对面积S、板间介质的绝缘性能等。 有机玻璃板 + + + + + + - - - - -- 改变d 改变S 改变 电介质  多媒体实验室 探究影响平行板电容器电容的因素 方法 ：控制变量法 说明：静电计是在验电器的基础上制成的，用来测量导体间的电势差，从指针的偏转角度就可以知道两个导体间的电势差的大小。 两板间距离 两板正对面积 介电常数 真空εr=1 静电力常量 决定电容大小的因素： 平行板电容器的电容 平行板电容器的动态分析 四、常用电容器 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。 ＋ 符号： 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。转动动片，使两组铝片的正对面积发生变化，电容相应变化。 可变电容器按其使用的介质材料可分为空气介质可变电容器和固体介质可变电容器。 3.超级电容器： 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。 一、电容器：两个彼此绝缘又相距很近的导体都可以看成一个电容器。 二、电容 （1）公式： ，单位：法拉（F），其他单位还有微法（μF）和皮法（pF），1F=106 μF=1012 pF。 （3）物理意义：电容是表示电容器容纳电荷本领的物理量，是由电容器本身的性质（导体大小、形状、相对位置及电介质）决定的，与电容器是否带电无关。 三、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 。 1.某电容器的外壳上标有“1000μF 80V”的字样, 该参数表明（　　） A．该电容器只有在电压为80V时电容才为1000μF B．当两端电压为 40V时，该电容器的电容为500μF C．该电容器两端电压超过80V时，电容器会立刻被击穿 D．当给该电容器两端加上80V电压时，电容器所带的电荷量为8×10-2C D 2.某种电容器的电容为C，当极板上所带电量为Q时，两极板间的电势差为U，当极板上所带电量为3Q时，下列说法正确的是（　　） A．电容器的电容为3C B．电容器的电容为C C．电容器两极板间的电势差为U D．电容器两极板间的电势差为0 B 3.平行板电容器的电容与极板的正对面积S、极板间距离的关系为（为相对介电常数，为静电力常量）。如图所示为研究影响平行板电容器电容大小的因素实验过程示意图，保持极板上的电荷量和极板的正对面积S不变，当增大时（　　） A．极板间电势差减小 B．电容器的电容增大 C．极板间电场强度增大 D．电容器储存的电势能增大 D 4.如图所示，一平行板电容器与电源保持连接，其负极板接地并固定。如图所示，一带电小液滴恰好静止于P点。下列说法正确的是（　　） A．小液滴带正电 B．若仅将上极板向上移动一小段距离，小液滴依然保持静止 C．若仅将上极板向上移动一小段距离，小液滴将向下运动 D．若仅将上极板向下移动一小段距离，P点电势降低 C Lavf57.83.100 Lavf57.83.100 $