10.4 电容器的电容（第一课时） 课件 -2026-2027学年高二上学期物理人教版必修第三册

该高中物理课件聚焦电容器的构造、充放电原理及电容的定义式，通过手机闪光灯常亮与闪光模式的亮度差异导入，结合莱顿瓶、手摇感应起电机等实例，构建从生活现象到物理概念的学习支架，衔接静电场能量的前序知识。 其亮点在于以科学思维为核心，用水容器类比电容器帮助理解电容定义，通过“猜想—控制变量—实验验证”探究平行板电容器电容的影响因素，落实科学探究素养。生活实例与实验结合的教学方法，系统的课堂小结，能提升学生类比推理和实验能力，也为教师提供清晰的素养培养路径。

人教版（2019）必修三教学课件 第十章 静电场中的能量 第四节 电容器的电容（第一课时） 目录 contents 01.导入与素养目标 02.新课讲解 03.课堂练习 04.教考衔接 05.课堂小结 Part One 导入与素养目标 >>> >>> 1 新课导入 手机闪光灯-常亮（手电筒模式） 手机闪光灯-闪光模式 思考：为什么两种模式亮度明显不同？ ↓ 用电池供电 ↓ 用电容器供电 说明：闪光模式在不到0.001s的短暂时间内发出强烈闪光，瞬间电流很大， 各种电池都不能承受 1 新课导入 　　我们的生活中，手机和平板设备随处 可见，设备上的触摸屏灵敏又方便，只需 轻轻触碰屏幕就可以完成各种操作。这种 屏幕是如何通过触碰来确定手指的位置， 并进行后续操作的呢？ 1 素养目标 【物理观念】 知道电容器的构造及充放电原理，理解电容的定义式。 掌握平行板电容器电容的决定式，知道影响电容大小的因素。 了解常用电容器的分类及额定电压、击穿电压的概念。 【科学思维】 能类比重力场中的水容器理解电容概念，提升类比推理能力。 能运用定义式和决定式分析电容器的动态变化问题。 能区分电容的定义式与决定式的不同物理意义。 1 素养目标 【科学探究】 通过实验探究影响平行板电容器电容的因素。 经历 "猜想 — 控制变量 — 实验验证 — 归纳结论" 的探究过程。 【科学态度与责任】 体会电容概念的比值定义法，感受物理定义的科学性。 认识电容器在电子技术、生活中的广泛应用价值。 Part Two 新课讲解 >>> >>> 2 新课讲解 如图所示是我们前面使用过的手摇感应起电机的结构，我们在“发展空间”里已经说明了它的电荷是怎样产生的。那么，它产生的电荷又是怎么收集和储存的呢？ 这里起关键作用的是集电梳和莱顿瓶。 2 新课讲解 已经带电的导电膜经过集电梳时，就会通过“尖端放电”使电荷转移到集电梳上，最终储存在两边的莱顿瓶中。 莱顿瓶是在玻璃瓶的内、外两侧各贴一层导电膜制作而成，其作用是储存电荷及电能，类似这样的装置称为电容器。 2 新课讲解 如图所示是生活中常用的各种电容器， 不同电容器的外形是有差异的，那么它们有哪些共同点和不同点呢？电容器的内部结构又有什么特点呢？ 2 新课讲解 (1)结合教材、图片，讨论什么是电容器。 　 电容器是一种重要的电子元件。两个彼此绝缘又相距很近的导体，就能构成一个电容器。 (2)最简单的电容器应该是什么样子的？ 两块平行而且靠近的金属板，可以组成一个最简单的电容器——平行板电容器。这两个金属板叫作电容器的极板。 2 新课讲解 一、电容器 1.电容器：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。 2.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电介质，就组成了平行板电容器，这两个金属板叫作电容器的极板. 电介质 电容器的极板 电容器的极板 平行板电容器 绝缘介质 空气也是绝缘介质 2 新课讲解 3.使电容器的两个极板分别带上等量的异种电荷，这个过程叫充电 U + + + + + + -Q +Q - - - - - - Q↑、U ↑、E ↑ 稳定后不变 G （1）两极板带等量异种电荷；（2）两极板间有与电源相等的电压； （3）两极板间有匀强电场； （4）两极板间储存有电场能。 电能 电场能 充电完成后： 2 新课讲解 充电特点 ①有电流，电流方向为由电源的正极流向电容器正极板，电流由大到小 ②电容器所带电荷量增加 ③电容器两极板间电势差增大 ④电容器中电场强度增强。 ⑤当电容器充电结束后，电容器所在电路中无电流，电容器两极板间电势差与充电电压相等，两极板带有一定量的等量异种电荷。 2 新课讲解 4.已经充电的电容器两极板上的电荷的中和过程，叫放电。 Q↓、U ↓、E ↓ 稳定后均为零 其他 电场能 （1）两极板带电量为0； （2）两极板间电压U=0； （3）两极板间场强E=0； （4）两极板间无电场能。 放电完成后： U + + + + + + -Q +Q - - - - - - G 2 新课讲解 放电特点 ①有电流，电流方向是从电容器正极板经电阻流向负极板，电流由大到小。 ②电容器所带电荷量减少。 ③电容器两极板间电势差减小。 ④电容器中电场强度减弱。 ⑤当电容器放电结束后，电路中无电流，两极板间电势差为0，带电荷量为0 2 新课讲解 2 新课讲解 既然电容器能储存电荷，如何反映电容器容纳电荷的本领大小呢？ 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？ 2 新课讲解 照相机的闪光灯原理 照相机的闪光灯，在不到0.001s的短暂时间内发出强烈闪光，瞬间电流很大，各种电池都不能承受。在实际中，常常用电容器帮助闪光实现它的功能。拍照前用较长的时间（一般几秒）给电容器充电，拍照时触发闪光灯，使电容器通过灯管瞬间放电，发出耀眼的白光。然后电源 又给电容器充电，为下次 闪光做准备。 闪光灯的内部结构 2 新课讲解 二、电容 在图10.4-1电容器充电的实验中，我们看到，电容器两极板之间的电势差增大时，电流表的示数不为 0，这表明电容器所带的电荷量也在增加。那么，电容器所带的电荷量跟两极板间的电势差是否存在某种定量关系？ 2 新课讲解 电容器两极板间电势差跟所带电荷量的关系 ①开关S1接1给A充电，观察电压表示数变化 ②开关S1接2，使另一个相同但不带电的B电容器与A并联，电压表示数变为原来的一半 ③闭合S2，给B放电。 ④重复②③，电压表示数每次都减少一半 1 E S1 V B 2 A S2 2 新课讲解 Q Q Q Q Q Q U U U U U U 结论：以上实验表明，电容器的电荷量变为原来的一半时，其两极板间的电势差也变为原来的一半。 大量的实验表明，一个电容器所带的电荷量Q与两极板之间的电势差U之比是不变的。 不同的电容器，这个比一般是不同的，可见电荷量Q与电势差U之比表征了电容器储存电荷的特性。 2 新课讲解 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＝. 容纳电荷的本领， 与水桶截面积S类比 ＋ ＋ ＋ ＋ ＋ ＋ ＋ ＋ － － － － － － － － ＋Q －Q 3.单位：在国际单位制中，电容的单位是法拉（F） 1F=1C/ V 1F=106μF=1012pF 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。 2 新课讲解 (1)电容器所带电荷量是指电容器一个极板所带电荷量的绝对值，而不是指两个极板所带电荷量的绝对值之和。 (2)电容器的电容是反映其容纳电荷本领大小的物理量，完全由电容器本身决定，跟电容器是否带电、带电荷量多少以及两极板间电势差的大小无关。 (3)对于一个确定的电容器，电容C是不变的，故当电容器所带电荷量分别为Q1和Q2时，有 则 ，即电容的大小在数值上还等于电容器所带电荷量的变化量△Q与电容器两极板间电压的变化量ΔU的比值，即 (5)对电容的理解 2 新课讲解 电容器与水容器类比 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C + + + + + + + + + - - - - - - - - - 电容器 水容器 2 新课讲解 手机上小巧的贴片电容 电脑主板上大块头的电解电容 可变电容器 两组铝片的正对面积可调 常见的电容器 Part Three 课堂练习 >>> >>> 课堂练习 3 课堂练习 3 课堂练习 3 Part five 课堂小结 >>> >>> 课堂小结 5 一、电容器 任何两个彼此绝缘又相互靠近的导体都可以构成电容器. 二、电容　常用电容器 1.电容定义：电容器所带电量Q与电容器两极板间的电势差U的比值. 2.单位：法拉F 1F=106μF=1012pF 3.常见的电容器 感谢观看 Thanks $