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

4 第2课时 平行板电容器的电容 High school physics 第十章 静电场中的能量 了解影响平行板电容器电容大小的因素，并能进行有关的分析和计算。 会分析平行板电容器中的力学问题。 掌握平行板电容器两类动态变化问题的分析方法。 02 03 01 重点 重难点 重点 01 平行板电容器的电容 平行板电容器 平行板电容器 电路符号 S — 平行板电容器的正对面积 d — 平行板电容器极板间距离 Q — 平行板电容器的电荷量 U — 平行板电容器极板间的电压 C — 平行板电容器的电容 d s 电容的定义和定义式： 公司logo 公司logo 观察与思考 4 平行板电容器是最简单的，也是最基本的电容器。 几乎所有电容器都是平行板电容器的变形。 平行板电容器的电容是由哪些因素决定的呢？ 公司logo 公司logo 观察与思考 实验：探究影响平行板电容器电容大小的因素 1.静电计在实验中的作用是什么？ 答案　反映两极板之间的电压，电压越大，静电计的指针偏转的角度就越大。 把静电计的金属球与一个导体连接，金属外壳与另一个导体连接（或者金属外壳与另一个导体同时接地），从指针偏转角度的大小可以推知两个导体间电势差的大小。 公司logo 公司logo 观察与思考 2.如图，实验中待测电容器所带的电荷量是否变化？实验中怎样知道电容器电容变大还是变小？ 夹角变大 U变大 Q不变 夹角变小 U变小 Q不变 极板与电源断开 电量Q保持不变 C= C= 公司logo 公司logo 观察与思考 C= (1) Q不变，d不变，改变S 实验现象：保持Q和d不变，正对面积S减小，静电计指针张角变大。 结论：电容变小 U变大 Q不变 3.利用平行板电容器进行实验 公司logo 公司logo 观察与思考 C= (2) Q不变，S不变，改变d 实验现象：保持Q和S不变,两极板间距离 d 增大， 静电计指针张角变大。 结论：电容变小 U变大 Q不变 3.利用平行板电容器进行实验 公司logo 公司logo 观察与思考 (3) Q、S、d不变，插入电介质 实验现象：保持Q、S、d不变，插入电介质， 静电计指针张角变小。 结论：电容变大 U变小 Q不变 C= 3.利用平行板电容器进行实验 公司logo 公司logo 观察与思考 两板正对面积 介电常数 真空εr =1 静电力常量 平行板电容器电容 的决定因素： 平行板电容器电容的决定式 两板间距离 公司logo 公司logo 核心知识 常用电容器 (1)分类：从构造上看，可以分为固定电容器和可变电容器两类。 (2)固定电容器有 聚苯乙烯电容器 电解电容器 公司logo 公司logo 核心知识 (3)可变电容器由两组铝片组成，固定的一组铝片叫定片，可以转动的一组铝片叫动片。 转动动片，使两组铝片的正对面积发生变化，电容就随着改变。 公司logo 公司logo 核心知识 1.(2025·常州市高一期末)沿图示箭头方向移动相应元件，可使平行板电容器电容增大的是 A　　　　　　　 B C　　　　　　　 D √ 根据C=可知，向右移动上极板，S减小，C减小；向上移动上极板，d增大，C减小；向下移动下极板，d增大，C减小；插入电介质，εr增大，C增大。故选D。 例题 2. (2026·湘潭市高二期中)如图为指纹锁示意图，当手指的指纹一面与锁表面接触时，指纹上凸处和凹处分别与锁基板上的小极板形成正对面积相同的电容器。现使电容器两端电压保持不变，手指挤压锁表面的过程中，指纹与小极板之间的距离变小，电容器 A.电容变小 B.处于充电状态，电荷量增加 C.存储的电能减少 D.内部电场强度不变 √ 手指挤压锁表面的过程中，指纹与小极板之间的距离d减小， 根据C=可知电容变大，故A错误； 两极板电压不变，根据Q=CU可知电容器所带电荷量增加，处于充电状态，故B正确，C错误； 根据E=，因U不变，d变小，可知内部电场强度变大，故D错误。 1.公式C=和C=的比较 项目 C= C= 特点 定义式 决定式 意义 对某电容器Q∝U，但=C不变，反映电容器容纳电荷的本领 反映了影响电容大小的因素 适用范围 任何电容器 平行板电容器 公司logo 公司logo 总结提升 2.电容器容纳电荷的本领由来量度，由本身的结构(如平行板电容器的εr、S、d等因素)来决定。 公司logo 公司logo 总结提升 18 02 平行板电容器的两类动态问题 (1)保持S和不变，极板间距d增大时，电容器带电量Q怎么变化？板间电场强度E怎样变化？ Q减小 E减小 C减小 U不变 C减小 U不变 d 增大 类型一：保持电容器的两极板与电源相连——极板间电势差U不变 d 增大 公司logo 公司logo 观察与思考 (2)保持和d不变，极板间正对面积S增大时，电容器带电量Q怎么变化？板间电场强度E怎样变化 ？ (3)保持d和S不变，增大电介质的介电常数，电容器带电量Q怎么变化？板间电场强度E怎样变化 ？ 类型一：保持电容器的两极板与电源相连——极板间电势差U不变 公司logo 公司logo 观察与思考 推论1：电容器两极板间电压U恒定不变时，则E与εr和S无关，而与d有关。 类型一：保持电容器的两极板与电源相连——极板间电势差U不变 公司logo 公司logo 核心知识 类型二：充电后，切断极板与电源的连接——极板间电荷量Q不变 ++++++ ------ 推论2：平行板电容器带电量Q一定时， E 随S、εr的变化而变化，与d无关，不随d的变化而变化。 E不变 Q不变 保持S和不变，极板间距d增大时，电容器板间电场强度E怎样变化？ = 公司logo 公司logo 核心知识 3.如图所示，电源负极接地，一带负电的点电荷固定于P点。闭合开关S，再将A板缓慢上移一小段距离至虚线位置的过程中。 (1)A、B两极板间的电压U　 　，电容器的电容C　　　，电容器所带电荷量Q　　　　。(均选填“变大”“不变”或“变小”) (2)通过电阻R的电流方向为　　 　　(填“从右向左”或“从左向右”)。  (3)P点的电场强度E　　　，B板电势为0，P点和B板之间的电势差U' 　　　，P点的电势φ　　　，置于P点的点电荷的电势能　　　。(均选填“变大”“不变”或“变小”)  不变 变小 变小 从左向右 变小 变小 变小 变大 例题 拓展　若例3中先闭合开关S，再断开开关S，最后将A板缓慢上移一小段距离，其他条件不变，则电容器所带电荷量Q　　　　，电容器的电容C　　　　，A、B两极板间的电压U　　　　，P点的电场强度E　　　　，B板电势为0，P点和B板之间的电势差U'　　　　，P点的电势φ　　　，置于P点的点电荷的电势能　　　。(均选填“变大”“不变”或“变小”) 不变 变小 变大 不变 不变 不变 不变 公司logo 公司logo 总结提升 平行板电容器的电容 平行电容器的动态分析 充电后，切断极板与电源的连接——极板间电荷量Q不变 保持电容器的两极板与电源相连——极板间电势差U不变 （决定式） （定义式） 本课结束 Keep Thinking! $