第10章 4 电容器的电容（PPT同步课件）-【学而思】2026-2027学年高二物理必修第三册（人教版）

该高中物理课件围绕电容器的电容展开，涵盖电容器构造、充放电过程、电容定义与公式、平行板电容器决定因素及动态分析等核心知识点，从基础概念到应用问题逐步深入，构建连贯的知识支架帮助学生理解。 其亮点在于通过知识辨析引导学生质疑创新，结合动态分析问题培养科学推理与模型建构能力，典例解析注重公式推导与科学论证。学生能深化物理观念，提升科学思维，教师可借助结构化内容高效开展教学。

4 电容器的电容 知识点 1 电容器 必备知识 清单破 1.构造: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.充电:把电容器的两个极板分别和电源的两极相连,使两极板分别带上等量异种电荷的过 程。各物理量变化如图所示。 充电完成后:电能→电场能 (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。 3.放电:把充电后的电容器的两个极板接通,两极板上的电荷互相中和,使电容器不再带电的 过程。各物理量变化如图所示。 放电完成后:电场能→其他形式的能 (1)两极板带电荷量为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。 温馨提示 充、放电过程中电路中均有短暂的电流通过。 1.定义:电容器所带的电荷量Q与电容器两极板之间的电势差U之比,叫作电容器的电容。 2.公式 3.大小:电容是表示电容器储存电荷本领的物理量,在数值上等于两极板间的电势差为1 V时, 电容器所带的电荷量。对于给定的电容器(C是定值),常见图像如下: 知识点 2 电容 图像       解读 C= 或C=  电容C与电压U无关 电容C与电荷量Q无关 4.单位:在国际单位制中,电容的单位是法拉,简称法,符号是F。实际中常用的单位有微法(μF) 和皮法(pF)。换算关系:1 F=106 μF=1012 pF。 5.电容器的外壳上标的是工作电压,也称为额定电压。还有一个重要的量为击穿电压,加在电 容器上的电压若超过击穿电压,电介质会被击穿,电容器会损坏。 1.构成:平行板电容器由靠得很近、相互平行,中间有绝缘物质的两片金属板组成。 2.决定因素:平行板电容器的电容C与相对介电常数εr成正比,与两极板的正对面积S成正比,与 两极板间的距离d成反比。 3.决定式 知识点 3 平行板电容器 4.平行板电容器间的电场 　　可以认为是匀强电场,场强E= ,U为两极板间的电压,d为两极板间的距离。 知识辨析 1.两个靠近的导体一定能构成一个电容器吗? 2.电容器的电容跟它两极板间所加电压成正比还是成反比? 3.给一个原来不带电的电容器充电的过程中,电路中的电流与时间成线性关系吗? 一语破的 1.不一定。两个靠近且彼此绝缘的导体才能构成一个电容器。 2.既不成正比也不成反比。电容器的电容由电容器本身的性质决定,与电容器所带电荷量和 两极板间所加电压无关。 3.不成线性关系。给一个原来不带电的电容器充电,I-t图线是一条曲线。 关键能力 定点破 定点 处电容器动态分析问题  1.电容器两极板始终与电源两极相连的情况 　　此时电容器两极板间电势差U保持不变(恒等于电源电压),这种情况下电容器所带的电 荷量Q=CU∝C,而C= ∝ ,两极板间的电场强度E= ∝ 。 　　若用“↑”表示相关物理量增大,“↓”表示减小,则: (1)电容器极板间距离d变化 (2)电容器极板正对面积S变化 2.电容器充电后与电源断开的情况 　　此时电容器所带电荷量Q保持不变,这种情况下,C= =   =  E=  ∝ ,则有: (1)电容器极板间距离d变化 (2)电容器极板正对面积S变化   导师点睛 关于电容器的动态分析问题,有时会与二极管结合,由于二极管具有单向导电性,即电流不能 逆向通过二极管,导致相关物理量发生变化。分析时要抓住变量和不变量,采用程序法分析。 典例    (多选)如图所示,水平放置的平行板电容器与直流电源、理想二极管【1】连接,电源负 极接地【2】。初始电容器不带电,闭合开关稳定后,一带电油滴位于电容器中的P点且处于静 止状态,下列说法正确的是 ( 　    )   A.减小极板间的正对面积,带电油滴会向上移动 B.将上极板下移,则P点的电势不变 C.将下极板下移,则P点的电势升高 D.无论哪个极板上移还是下移,带电油滴都不可能向下运动 AD 信息提取    【1】理想二极管具有单向导电性,正向导通时相当于导线,反向截止时相当于断路。 【2】当二极管导通时,电源负极接地意味着下极板电势为零;当二极管截止时,电源负极电势 为零,下极板电势并不为零。 思路点拨    电容器动态变化时,若无二极管存在,电容器将充电或放电。当充电电流或放电 电流能通过二极管时,属于电压不变的情况,否则属于电荷量不变的情况。 解析    闭合开关时电容器充电,根据C= 、C= 、E= 整理得E= ,稳定时,油滴静 止,油滴所受合力为零,向上的电场力与向下的重力大小相等,qE=mg。   上极板上移或下极板下移时,d变大,由C项分析知两极板间的场强不变,油滴所受电场力不变,油滴静止不动;上极板下移或下极板上移时,d变小,由B项分析知两板间场强E变大,电场力变大,油滴向上运动,故D正确。 $