電容器的電容課件-2024-2025學(xué)年高二上學(xué)期物理人教版（2019）必修第三冊

10.4電容器的電容復(fù)習(xí)回顧：1、勻強電場中的幾個推論?2、什么是電子伏特？3、電場中的功能關(guān)系？4

、φ--x圖像切線斜率的絕對值表示什么？5、

E--x圖線與x軸所圍的面積表示？6、Ep--x圖像的斜率表示什么？電容器電容平行板電容器平行板電容器的動態(tài)分析01020304目錄CONTENTS電容器PART1以上就是常見的電容器，作用就是儲存電荷和電能。電容器是電氣設(shè)備中的一種很重要的元件，在電子技術(shù)和電工技術(shù)中有很重要的應(yīng)用。那么什么是電容器？它的內(nèi)部結(jié)構(gòu)是怎樣的？我們又如何把電荷“裝進”電容器和“倒出”電容器呢？一、電容器1、定義：任何兩個彼此絕緣且又相隔很近的導(dǎo)體就構(gòu)成

了一個電容器。2、作用：存儲電荷(存儲電能)。3、平行板電容器：兩塊彼此隔開平行放置的金屬板就構(gòu)成了最基本最簡單的電容器。平行板電容器電介質(zhì)5.電路圖符號：4、電介質(zhì)：兩極板間夾的絕緣物質(zhì)怎樣把電荷“裝進”電容器和“倒出”電容器呢？6、電容器的充電：（1）使電容器的兩個極板分別帶上等量的異種電荷，這個

過程叫充電。+++++-----

如圖所示，充電時：

(2)電表有短暫從左到右的電流；

(3)電容器上極板帶正電，下級板帶負(fù)電；

(4)極板間有從上到下的勻強電場；

(5)充電時，電容器儲存電場能；

(6)充電完畢，電路中電流為零。（1）電容器的放電：

用導(dǎo)線將充電后的電容器兩極接通，兩極失去電荷的過程，叫電容器的放電。+++++-----

如圖所示，放電時：

(2)電表有短暫從右到左的電流；

(3)放電時，把電容器儲存的電場能放出；

(4)放電完畢，電場極板間電場為零

(5)放電完畢，極板所帶電量為零；

(6)放電完畢，電路中電流為零。6.電容器的放電4用傳感器觀察電容器的放電過程1.在圖中畫一個豎立的狹長矩形，它的面積的物理意義是什么？

在0.2s內(nèi)電容器的放電量。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？

算出每一個格子的面積，大于半格算一個，小于半格舍去，圖象所包含的格子的面積為釋放的電荷量。思考：例1、按如圖所示電路連接好器材，使開關(guān)S先后接觸a、b，以下說法正確的是(

)A．S接a時與接b時，電流表指針的偏轉(zhuǎn)方向相同B．S接a時與接b時，電流表指針的偏轉(zhuǎn)方向相反C．S接a時，電容器充電，電容器的電能轉(zhuǎn)化為其他形式的能D．S離開a接到b時，電容器放電，其他形式的能轉(zhuǎn)化為電容器的電能B例2、把電容器、電流傳感器、電阻、電源、單刀雙擲開關(guān)按圖甲所示連接．先使開關(guān)S與1端相連，電源向電容器充電；然后把開關(guān)S擲向2端，電容器通過電阻R放電．與電流傳感器相連接的計算機(圖中未畫出)可記錄電流隨時間變化的I－t圖像，規(guī)定逆時針的電流流向為正．圖乙是某次實驗中與電流傳感器相連接的計算機所記錄的I－t圖像，可判斷出該圖像記錄的是電容器的________過程(選填“充電”或“放電”)．請你用語言描述在此過程中電流隨時間如何變化：____________________________.充電電流隨時間的增加逐漸減小到零電容PART2如何描述電容器容納電荷的本領(lǐng)？水容器如何表征它們儲水的能力呢？首先我們想到的是容器的容積，比如說水杯的底面積和高（體積）。但是底面積和高是整個杯子的容積，如果說不同的杯子都使水升高1cm，那誰的儲存本領(lǐng)更大呢？這時候杯子的儲存本領(lǐng)是不是只與底面積有關(guān)呢？類比法：類比圓柱型水杯容器的儲水hhABC1.水位每升高h，試比較A、B、C的儲水量；2.哪個儲水本領(lǐng)大？如何反映其儲水本領(lǐng)？大膽猜想二、電容1、定義：

電容器所帶電荷量Q

與電容器兩極板間電勢差U的比值，叫電容器的電容，用C表示。2、定義式：C由電容器自身結(jié)構(gòu)決定，與Q、U無關(guān).在數(shù)值上等于使電容器兩極板間的電勢差增加1V所需要增加的電荷量。一個極板所帶電荷量的絕對值3、國際單位：法拉，符號F

1F=1C/V

常用單位：微法μF

、皮法pF1F=106μF=1012pF4、物理意義：描述電容器容納電荷的本領(lǐng)。電容越大，表明在相同電勢差情況下，電容器所帶的電荷越多。電容器的電容，在數(shù)值上等于使兩極板間的電勢差為1V時，電容器需要帶的電荷量圖像

解讀C=

或C=

電容C與電壓U無關(guān)電容C與電荷量Q無關(guān)5、常見的圖像（1）擊穿電壓：電容器電介質(zhì)不被擊穿的極限電壓。（2）額定電壓：電容器外殼上標(biāo)的工作電壓，也是電容器正常工作所能承受的最大電壓，額定電壓比擊穿電壓低。額定電壓比擊穿電壓低外殼上標(biāo)的電壓是額定電壓56、擊穿電壓和額定電壓例1、關(guān)于電容器和電容的概念，下列說法正確的是（）A．任何兩個彼此絕緣又互相靠近的導(dǎo)體都可以看成是一個電容器B．某一電容器兩板間的電壓越高，它的電容就越大C．某一電容器帶的電荷量越多，它的電容就越大D．某一電容器不帶電時，它的電容是零A7探究影響平行板電容器電容的因素控制變量法有機玻璃板++++++------改變d改變S改變電介質(zhì)

多媒體實驗室說明：靜電計是在驗電器的基礎(chǔ)上制成的，用來測量導(dǎo)體間的電勢差，從指針的偏轉(zhuǎn)角度就可以知道兩個導(dǎo)體間的電勢差的大小。兩極板間距離兩極板正對面積靜電力常量相對介電常數(shù)都大于17探究影響平行板電容器電容的因素平行板電容器PART3三、平行板電容器1.構(gòu)成:平行板電容器由靠得很近、相互平行,中間有絕緣物質(zhì)的兩片金屬板組成。2.決定因素:平行板電容器的電容C與相對介電常數(shù)εr成正比,與兩極板的正對面積S成正比,與兩極板間的距離d成反比。3.決定式

4.電場：可以認(rèn)為是勻強電場,場強E=

,U為兩極板間的電壓,d為兩極板間的距離。5.常見電容器（1）固定電容器：①聚苯乙烯電容器：以聚苯乙烯薄膜為電介質(zhì)，用兩層鋁箔為極板。符號：②電解電容器：

用鋁箔做一個極板，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極板。符號：＋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)動的一組鋁片叫做動片;空氣為電介質(zhì)。轉(zhuǎn)動動片，使兩組鋁片的正對面積發(fā)生變化，電容相應(yīng)變化。符號：D平行板電容器的動態(tài)分析PART4UUCQE平行板電容器之間間距增加（1）平行板電容器始終連接在電源兩端U不變d1、第一類問題：定壓問題四、平行板電容器的動態(tài)分析（1）平行板電容器始終連接在電源兩端U不變UUCQE平行板電容器之間正對面積增加平行板電容器的面積要看實際正對面積等效面積減小SUUCQE平行板電容器之間填充高介電常數(shù)εr的物質(zhì)（1）平行板電容器始終連接在電源兩端U不變常見物質(zhì)有玻璃，云母等絕緣物質(zhì)εr例3、工廠在生產(chǎn)紡織品、紙張等絕緣材料時為了實時監(jiān)控其厚度，通常要在生產(chǎn)流水線上設(shè)置如圖所示傳感器，其中A、B為平行板電容器的上、下兩個極板，上、下位置均固定，且分別接在恒壓直流電源的兩極，當(dāng)流水線上通過的產(chǎn)品厚度增大時，下列說法正確的是(

)A．A、B平行板電容器的電容減小B．A、B兩極板間的電場強度增大C．A、B兩極板上的電荷量變小D．有電流從b向a流過電流表D例4、計算機鍵盤每一個鍵下面連一小金屬片，與另一固定小金屬片組成一可變電容器。按下鍵時，與之相連的電子線路就給出相應(yīng)的信號。按下鍵時，以下判斷正確的是(

)A．電容器的電容變小B．電容器間的電壓變大C．電容器間的電場強度不變D．電容器極板所帶的電荷量變大D例5.如圖，平行板電容器經(jīng)開關(guān)S與電池連接，a處有一試探電荷，S是閉合的，φa表示a點的電勢，F(xiàn)表示點電荷受到的靜電力。現(xiàn)將電容器的B板向下稍微移動，使兩板間的距離增大，則(

)A.φa變大，F(xiàn)變大

B.φa變大，F(xiàn)變小C.φa不變，F(xiàn)不變

D.φa不變，F(xiàn)變小B例6、將電容器接在電壓恒定為U的電源兩端，電容器兩平行極板面積足夠大，兩極板之間的距離為d，現(xiàn)將兩極板分別圍繞O、O'點逆時針旋轉(zhuǎn)角度為θ=37°（sin37°=0.6，cos37°=0.8），如圖中虛線所示，下列說法正確的是（）A．兩極板旋轉(zhuǎn)之后，極板間的正對面積不變B．兩極板旋轉(zhuǎn)之后，極板間的正對面積變大C．兩極板旋轉(zhuǎn)之后，極板間的電場強度增大D．兩極板旋轉(zhuǎn)之后，極板間的電場強度不變CUUCU平行板電容器之間間距增加（2）平行板電容器充電后，切斷電源Q不變2、第二類問題：定電荷量問題dUUCUE平行板電容器之間間距增加（2）平行板電容器充電后，切斷電源Q不變dUUCUE平行板電容器之間正對面積增加（2）平行板電容器充電后，切斷電源Q不變SUUCUE平行板電容器之間填充高介電常數(shù)εr的物質(zhì)（2）平行板電容器充電后，切斷電源Q不變εr第二部分點擊在此輸入你的標(biāo)題內(nèi)容例6、(2024江蘇揚州期中)如圖所示,一個帶負(fù)電的小球懸掛在豎直放置的平行板電容器內(nèi)部,接通S后,懸線與豎直方向的夾角為θ,則(

)A.S閉合,減小A、B板間的距離,則θ增大B.S閉合,減小A、B板間的距離,則θ減小C.S斷開,使B板豎直向上移動,則θ減小D.S斷開,增大A、B板間的距離,則θ增大A例7.(多選)如圖所示，電路中A、B為兩塊豎直放置的金屬板，C是一只靜電計，開關(guān)S閉合后，靜電計指針張開一個角度，下述做法可使靜電計指針張角增大的是(

)A．使A、B兩板靠近一些B．使A、B兩板正對面積減小一些C．?dāng)嚅_S后，使B板向右平移一些D．?dāng)嚅_S后，使A、B正對面積減小一些CD例8.(多選)如圖，兩塊水平放置的平行正對的金屬板a、b分別與電池兩極相連，開始時開關(guān)S閉合，發(fā)現(xiàn)在距兩板距離相等的P點有一個帶電液滴處于靜止?fàn)顟B(tài)，然后斷開開關(guān)，并將b板向下平移一小段距離，穩(wěn)定后，下列說法正確的是(

)A.液滴將加速向下運動B.液滴將保持不動C.