2.1 电容器与电容 课件 -2025-2026学年高二上学期物理粤教版必修第三册

该高中物理课件围绕“电容器与电容”，系统呈现电容器的构造识别、充放电原理、电容的定义与决定因素及动态分析，以“水容器储水”类比导入，构建从现象到本质、从定性到定量的知识脉络，为学生搭建递进式学习支架。 其亮点在于通过类比法建构物理模型（科学思维），结合充放电过程分析能量转化（物理观念），动态问题推导培养科学推理，联系收音机等生活应用渗透社会责任。例题设计强化理解，教师使用可提升教学效率，学生能深化物理观念与科学思维。

第二章 静电场的应用 第1节 电容器与电容 水可以用容器储存起来，电荷也可以用一个“容器”储存起来。右图中的元件就是这样的“容器” ——电容器。那么，它内部的构造是怎样的？它是怎样“装进”和“倒出”电荷的呢？ 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。 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？ 任何两个彼此绝缘又相互靠近的导体都能构成电容器。 一、识别电容器 2.电路图符号： 3.作用：储存电荷 电解电容器 纸质电容器 聚苯乙烯电容器 陶瓷电容器 云母电容器 空气电容器 4.分类 5.应用： 收音机 照相机 电视机 键盘 二、电容器的充、放电 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 ++++ ---- 类比法：类比圆柱型水杯容器的储水 h h A B C 1.水位每升高h，试比较A、B、C的储水量； 2.哪个储水本领大？ 如何反映其储水本领？ 既然电容器能储存电荷，那么如何反映电容器容纳电荷的本领大小呢？ 三、电容器的电容 容纳储存水 容纳储存电荷 电荷量 Q 水量 V 电势差 U 水位差 h 横截面 S 电容器 水容器 ？ 大胆猜想 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。 1.定义：电容器所带电量Q与电容器两极板间电势差U的比值，叫电容器的电容。用C表示； 2.定义式： 3.单位：法拉（F） 1F=1C/ V 1F=106μF=1012pF 电容C与电荷量Q成正比与电压U成反比吗？ 　　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。 两板间距离 两板正对面积 介电常数 真空εr=1 静电力常量 四、决定电容的因素 ①由 判断电容C的变化。（C随 εr 、S、d的变化而变化。） ②由 判断Q的变化。 ③由 判断E的变化。 平行板电容器的动态分析 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 ①电容器始终与电源连接，U保持不变。 C减小 U=Q/C U增加 E不变 C减小 U=Q/C U增加 E增加 ②电容器始终与电源断开，Q保持不变。 d增加 S减小 Q不变 E=U/d 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.据国外某媒体报道，科学家发明了一种新型超级电容器，能让手机几分钟内充满电。某同学假日登山途中用该种电容器给手机电池充电，下列说法正确的是（　　） A．该电容器给手机电池充电时，电容器的电容变大 B．该电容器给手机电池充电时，电容器所带的电荷量可能不变 C．该电容器给手机电池充电时，电容器存储的电能变少 D．充电结束后，电容器不带电，电容器的电容为零 C 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.(多选)对于某个给定的电容器，图中能够恰当地描述其所带电荷量Q、两板间的电势差U、电容C之间相互关系的是(　 　) BCD 4.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 $