電容器的電容課件高二上學(xué)期物理人教版

10.4電容器的電容

水可以用容器儲(chǔ)存起來，電荷也可以用一個(gè)“容器”儲(chǔ)存起來。圖中的元件就是這樣的“容器”——電容器。那么，它內(nèi)部的構(gòu)造是怎樣的？它是怎樣“裝進(jìn)”和“倒出”電荷的呢？電容器思考與討論P(yáng)38儲(chǔ)存（充電）釋放（放電）1.定義：任意兩個(gè)相互靠近但彼此絕緣的導(dǎo)體構(gòu)成的電學(xué)元件。3.作用：存儲(chǔ)電荷(存儲(chǔ)電場(chǎng)能)。一、電容器：4.電路圖符號(hào)：2.平行板電容器：由兩個(gè)相距很近的平行金屬板中間夾上一層絕緣物質(zhì)（電介質(zhì)）構(gòu)成。絕緣物質(zhì)（電介質(zhì)）5.電容器分類以聚苯乙烯薄膜為電介質(zhì)，兩層鋁箔為極板.符號(hào)：（1）固定電容器②電解電容器：用鋁箔做一個(gè)極板，以鋁箔上很薄的一層氧化膜為電介質(zhì)，用浸過電解液的紙做另一個(gè)極板。有正負(fù)極之分，連接時(shí)不能接錯(cuò),不能接交流電＋符號(hào)：①聚苯乙烯電容器：(2)可變電容器：兩極由兩組鋁片組成，固定的一組鋁片叫做定片；可以轉(zhuǎn)動(dòng)的一組鋁片叫做動(dòng)片;空氣為電介質(zhì)。通過轉(zhuǎn)動(dòng)動(dòng)片，使兩組鋁片的正對(duì)面積發(fā)生變化，使得電容器的電容變化。符號(hào)：1.充電過程：電子從電源的負(fù)極出發(fā)，流向下極板，電子從上極板出發(fā)流向電源正極（電子定向移動(dòng)），導(dǎo)致兩極板帶等量異號(hào)電荷。二、平行板電容器的充放電過程:++++----充電現(xiàn)象（將開關(guān)撥到1）：

(1)電流表指針右偏，說明有順時(shí)針的電流；

(2)與電源正極連接的極板失電子，帶正電；與電源負(fù)極連接的極板得電子，帶負(fù)電；

(3)極板間形成從上到下的勻強(qiáng)電場(chǎng)；

(4)充電時(shí)，電容器儲(chǔ)存電場(chǎng)能；

(5)充電完畢，電流表指針回到原位，電路中電流為0。I-2.放電過程：用導(dǎo)線將充電后的電容器兩極接通，電子從負(fù)極板出發(fā)，流向正極板，兩極板電荷發(fā)生中和，最終不帶電。++++----放電現(xiàn)象（將開關(guān)撥到2):

(1)電流表指針左偏，說明有逆時(shí)針的電流

(2)放電時(shí)，電容器儲(chǔ)存電場(chǎng)能放出；

(3)放電完畢，電場(chǎng)極板間電場(chǎng)為零；

極板所帶電量為零；

電路中電流為零；兩極板之間電壓為0。-I3.充電（放電）過程中電流（電壓）隨時(shí)間的變化圖像充電過程放電過程1.用圖的電路給電容器充、放電。開關(guān)S接通1，穩(wěn)定后改接2，穩(wěn)定后又改接1，如此往復(fù)。下表記錄了充、放電過程中某兩個(gè)時(shí)刻通過電流表的電流方向，試根據(jù)該信息。在表格內(nèi)各空格處填上合理的答案。練習(xí)：課本P43減小增大21減小增大電場(chǎng)能—焦耳熱電源能量—電場(chǎng)能放電充電小結(jié)：充

電放

電電流方向電

壓電

荷

量

能

量電源正極流向電容器正極板電容器負(fù)極板流向電源負(fù)極兩極所帶電荷量增加兩極間電壓逐漸增加直到與充電電壓相等電源的能量轉(zhuǎn)化為電場(chǎng)能電容器正極板流向電容器負(fù)極板兩極所帶電荷量減少兩極間電壓逐漸減小直至為0電場(chǎng)能轉(zhuǎn)化為其他形式能量思考1.在放電I-t圖中畫一個(gè)豎立的狹長(zhǎng)矩形，它的面積的物理意義是什么？

可以認(rèn)為電流I不變，因Q=I

t，即面積表示在內(nèi)電容器的放電量。思考2.怎樣根據(jù)

I-t圖像估算電容器在全部放電過程中釋放的電荷量？試著算一算。算出每一個(gè)格子的面積，大于半格算一個(gè)，小于半格舍去，圖像所包含的格子的總面積為全過程釋放的電荷量。

思考討論課本P39思考3：電容器充電過程中，兩極板所帶電荷量變多，兩極板的電勢(shì)差也在增大；放電過程中，兩極板的電荷量變少，極板間的電勢(shì)差也在減少。那么，電容器所帶電荷量和極板間電勢(shì)差之間有怎樣的定量關(guān)系呢？三、電容：電容器所帶電量Q與兩極板間的電勢(shì)差U比值叫電容器的電容，用C表示（課本P40）。3.單位：1F=106μF=1012pF2.定義式：1.定義：（采用比值定義）4.物理意義：反映電容器容納電荷（儲(chǔ)存能量）的本領(lǐng)。注意：這里的電容器所帶的電荷量Q是指單個(gè)極板所帶電荷量的絕對(duì)值。法拉F電容器的電容在數(shù)值上等于使兩個(gè)極板間電勢(shì)差為1V時(shí)電容器需要帶的電荷量。5.公式變形：Q=CU6.固定電容器（C一定）兩極板間電壓與電荷量關(guān)系圖像：ΔQUQ1Q2U1U2QΔU

注：該公式是電容的定義式，但電容本身不由Q、U決定!8.擊穿電壓和額定電壓：(1)擊穿電壓：加在電容器兩極板上的電壓不能超過某一個(gè)限度，超過這個(gè)限度，電介質(zhì)將被擊穿，此時(shí)電容器將不能繼續(xù)儲(chǔ)存電荷。(2)額定電壓：電容器正常工作時(shí)兩極板上的最大電壓，稱為額定電壓。額定電壓比擊穿電壓低外殼上標(biāo)的電壓是額定電壓試計(jì)算該電容器能儲(chǔ)存的最大電荷量？

四、平行板電容器的電容（課本41頁）靜電計(jì)：用來測(cè)電壓，兩板間電壓越大，指針偏轉(zhuǎn)角度越大?？刂芉、d不變控制Q、S不變控制Q、d、S不變因素控制變量法3.電容決定式:k—靜電力常量;εr—相對(duì)介電常數(shù);S—兩極板正對(duì)面積;d—極板距離;電容器電容C與Q、U無關(guān)，由電容器本身性質(zhì)（如s、d、εr）決定。2.實(shí)驗(yàn)結(jié)論：減小平行板電容器兩板的正對(duì)面積，增大兩板之間的距離都能夠減小平行板電容器的電容。而在兩極板之間插入電介質(zhì)，卻能增大平行板電容器的電容，反之亦然。

公式內(nèi)容公式類別定義式?jīng)Q定式適用范圍任何電容器平行板電容器意義對(duì)一個(gè)固定電容器C是不變的，Q與U成正比，C反映容納電荷本領(lǐng)對(duì)于平行板電容器，電容C與εr、S成正比，與d成反比

聯(lián)系對(duì)于電容器，電容C可以由Q/U來度量，但平行板電容器的電容C的值卻是由εr、S、d決定的，與Q和U無關(guān)

拓展：公式與

的比較2.有人用圖描述某電容器充電時(shí)，其電荷量Q、電壓U、電容C之間的相互關(guān)系，請(qǐng)判斷它們的正誤，并說明理由。課本P43典例：有一充電的平行板電容器，兩板間電勢(shì)差為3V，現(xiàn)使它的電荷量減少3×10－4C，于是電容器兩板間的電勢(shì)差降為原來的1/3，則此電容器的電容是多大？電容器原來帶的電荷量是多少？若將電容器極板上的電荷量全部放掉，電容器的電容是多大？五、可變電容器動(dòng)態(tài)分析1.充滿電后，仍連接電源，電容兩端電壓U不變。（1）改變兩板間距dd增大d減小E增大C增大E減小C減小Q減小Q增大電容器放電電容器充電（2）改變兩板正對(duì)面積SS增大S減小C增大C減小Q減小Q增大電容器充電電容器放電（3）改變?chǔ)舝εr增大C增大Q增大電容器充電Q減小εr減小C減小電容器放電U=Q/CE=U/d=4πkQ/Sεr（1）改變兩板間距dd增大d減小C增大C減小U=Q/CU減小U增大（2）改變兩板正對(duì)面積SS增大S減小E減小C增大E增大C減小U減小U增大（3）改變?chǔ)舝εr增大E減小C增大U增大U減小εr減小E增大C減小E=U/d=4πkQ/Sεr2.充滿電后，斷開電源，電容器所帶電量Q不變。例1.如圖所示電容器充電結(jié)束后保持與電源連接，電源電壓恒定，帶電油滴在極板間靜止，若將板間距變大些，則油滴的運(yùn)動(dòng)將（）A．向上運(yùn)動(dòng)B．向下運(yùn)動(dòng)C．保持靜止D．向左運(yùn)動(dòng)B例2.一個(gè)平行板電容器充電后與電源斷開，負(fù)極板接地，兩極板間有一正電荷(