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

第二章 静电场的应用 Physics 掌握平行板电容器两类动态变化问题的分析方法 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 02 01 重难点 学会分析平行板电容器中的力学问题 03 重点 重点 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： 复习回顾 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？ 观察与思考 01 平行板电容器的电容 1.平行板电容器由两块平行放置的金属板组成，利用以下器材探究影响平行板电容器电容大小的因素。 静电计：金属球和金属外壳分别和两极板相连 作用：测量两极板电压夹角越大代表电压越大 核心知识 2. 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？ 极板与电源断开，电量可认为不变。 U变小 夹角变小 核心知识 3.利用平行板电容器进行实验 (1) Q不变，S不变，改变d 结论： d增大，电容变小 U变大 Q不变 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。 核心知识 (2) Q不变，d不变，改变S 结论： S减小，电容变小 U变大 Q不变 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。 3.利用平行板电容器进行实验 核心知识 (3) Q、S、d不变，插入电介质 结论： 插入电介质，电容变大 U变小 Q不变 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。 3.利用平行板电容器进行实验 核心知识 1.平行板电容器电容的决定因素 C∝εr C∝S C∝ 要点归纳 两板间距离 两板正对面积 介电常数 真空εr=1 静电力常量 2.平行板电容器电容的决定式 电容的决定式 C∝εr C∝S C∝ C= 要点归纳 1.(多选)在“研究影响平行板电容器电容大小的因素”的实验中，把电容器的两极板A、B分别与静电计的金属球和外壳相连，并使B板接地。先使电容器带上一定的电荷量，静电计指针偏转一定的角度(如图)。下列说法正确的是  A.实验过程中两极板间的电压不变 B.实验过程中两极板上所带电荷量不变 C.保持两极板的间距和正对面积不变，在两极板间 插入有机玻璃板，静电计指针偏转的角度增大 D.实验中如果不小心手碰触了一下B板，静电计指针偏转的角度不变 √ √ 例题 实验过程中电容器带上一定的电荷量，与电源断开，两极板上所带电荷量不变，但实验过程会改变电容大小，故两极板间的电压会改变，故A错误，B正确； 保持两极板的间距和正对面积不变，在两极板间插入有机玻璃板，相对介电常数增大，根据C＝，知电容C变大，电容器所带电荷量Q保持不变，根据C＝，知板间电势差U变小，静电计指针偏转的角度变小，故C错误； 实验中如果不小心手碰触了一下B板，则极板间的电荷量不变，则电势差不变，静电计指针偏转的角度不变，故D正确。 1.公式C＝和C＝的比较     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 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。 总结提升 02 平行板电容器两类动态分析 类型一：保持开关闭合，电容器两极板电压不变 如图所示，一平行板电容器与电源E、电阻R和电流表相连接，电源正极接地，初始时电容器不带电。 地 上极板下移:①电容器的电容变化？ ②两板电荷量的变化？电流流过电流表的流向？ ③两板间电场强度的变化？带电油滴的运动情况？ ④P点电势变化？若油滴固定在P点电势能如何变化？ 向上极板运动 电势能变大 C＝ E＝ 从左到右 Q =C U＝ Φ上-Φp =E d上p Ep =-qφp 核心知识 类型二：电路稳定后，断开开关，电容器所带电荷量不变 地 1.若在两极板间插入一块电介质板: ①电容器的电容变化？ ②两极板间电压如何变化？ ③两板间电场强度的变化？带电油滴的运动情况？ ④P点电势变化？若油滴固定在P点电势能如何变化？ C ＝ U ＝ 向下极板运动 E ＝ 电势能变小 φ上-φp =E d上p Ep =-qφp 核心知识 类型二：电路稳定后，断开开关，电容器所带电荷量不变 地 2.若下极板下移:①电容器的电容变化？ ②两极板间电压如何变化？ ③两板间电场强度的变化？带电油滴的运动情况？ C ＝ U ＝ E不变；带电油滴静止不动 E＝ 核心知识 连接电源U不变 断开电源Q不变 电容C变化 定义式 决定式 电量Q 或 电压U变化 匀强场强 场强E变化 电势φ变化 地 C＝ ＝ E＝ -φp =Ed0p 提炼与总结 Q不变，S变小，E 变大 Q不变，d 变，E 不变 Q不变条件下定性分析场强变化：看电场线疏密 提炼与总结 2.(2024·广州市高二期中)在某流水线上用如图所示的传感器来监控产品的厚度，其中A、B为平行板电容器的上、下两个极板，上下位置均固定，且分别接在恒压直流电源的两极上，G是灵敏电流计。当产品的厚度变薄导致相对介电常数εr变小时，则有  A.极板间的电压变小 B.极板上所带的电荷量变大 C.平行板电容器的电容变大 D.有向右的电流流过灵敏电流计 √ 例题 由题意可知，电容器的上、下两个极板分别接在恒压直流电源上，因此极板间的电压不变，A错误； 当产品的厚度变薄导致相对介电常数εr变小时，由平行板电容器的电容决定式C＝，可知电容器的电容C减小，由电容的定义式C＝，可知极板上所带的电荷量Q变小，可知电容器放电，则有向右的电流流过灵敏电流计，B、C错误，D正确。 3. (2025·江门市鹤山市检测)某同学设计了一个电容式风力传感器，如图所示，将电容器与静电计组成回路。可动电极在风力作用下向右移动，风力越大，移动距离越大。若极板上电荷量保持不变，则风力越大  A.电容器电容越小 B.静电计指针张角越小 C.极板间电场强度越大 D.固定电极电势越高 √ 例题 根据C＝，风力越大，两板间的距离d越小，电容器电容C越大，故A错误；极板上电荷量保持不变，电容越大，根据C＝可知，两板之间的电势差越小，静电计指针张角越小，故B正确；根据C＝，E＝，即极板间电场强度与距离d无关，电场强度不变，故C错误；可动电极接地则φ动＝0，两极板之间的电势差U＝φ固－φ动＝φ固－0＝φ固，由于风力越大，两极板之间的电势差越小，则固定电极的电势越低，故D错误。 平行板电容器的电容 （决定式） 平行电容器的动态分析 （定义式） 2.充电后，切断电容器与电源的连接----极板间电荷量Q不变 1.保持电容器的两极板与电源相连----极板间电势差U不变 C＝ 课堂小结 本 课 结 束 Keep Thinking! Lavf58.20.100 Lavf58.20.100 Lavf58.20.100 $在两板间插入介质玻璃。拿出来。 减小两个极板正对。面积。增大针对面积。 拉大两个极板间的距离。减小两极板间的距离。