【物理】2023-2024學(xué)年人教版必修第三冊(cè) 電容器的電容 課件

水水杯油油壺酒酒瓶飯飯桶電荷電容器（水）容量（油）容量（酒）容量（飯）容量電容（量）容器容器容器容器容器10.4電容器的電容一、電容器1.定義：在兩個(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)（空氣也是一種電介質(zhì)），就構(gòu)成了一個(gè)最簡(jiǎn)單的電容器，叫作平行板電容器。極板絕緣物質(zhì)(電介質(zhì))2.組成任何兩個(gè)彼此絕緣又相距很近的導(dǎo)體，都可以看成一個(gè)電容器。3.電路圖符號(hào)：4.作用：儲(chǔ)存電荷怎樣把電荷“裝”進(jìn)去或“倒”出來(lái)？5.電容器的充電與放電使電容器的兩個(gè)極板分別帶上等量的異種電荷，這個(gè)過(guò)程叫充電。已經(jīng)充電的電容器兩極板上的電荷中和的過(guò)程，叫放電。U++++++-Q+Q-------Q↑、U↑、E↑穩(wěn)定后不變G（1）兩極板帶等量異種電荷；

（2）兩極板間有與電源相等的電壓；（3）兩極板間有勻強(qiáng)電場(chǎng)；

（4）兩極板間儲(chǔ)存有電場(chǎng)能。電能電場(chǎng)能充電完成后：充電過(guò)程放電過(guò)程++++++Q+QUG↓Q↓、U↓、E↓穩(wěn)定后均為零其他電場(chǎng)能（1）兩極板帶電量為0；

（2）兩極板間電壓U=0；（3）兩極板間場(chǎng)強(qiáng)E=0；

（4）兩極板間無(wú)電場(chǎng)能。放電完成后：例1.(多)關(guān)于電容器的充、放電過(guò)程，下列說(shuō)法中正確的是（

）

A.充、放電過(guò)程中外電路有瞬間電流

B.充、放電過(guò)程中外電路有恒定電流

C.充電過(guò)程中電源提供的電能全部轉(zhuǎn)化為內(nèi)能

D.放電過(guò)程中電容器中的電場(chǎng)能逐漸減小AD例2.如圖所示為研究電容器充放電實(shí)驗(yàn)的電路圖，實(shí)驗(yàn)前，開(kāi)關(guān)S是斷

開(kāi)的，電容器不帶電。下列的操作過(guò)程中，正確的說(shuō)法是（）

A.開(kāi)關(guān)S接1，電容器上極板帶負(fù)電

B.開(kāi)關(guān)S接1穩(wěn)定后，再斷開(kāi)S，電容器兩極板

間有電場(chǎng)存在

C.開(kāi)關(guān)S接1穩(wěn)定后，再將S擲向2，通過(guò)電流傳感器的電流方向向上

D.開(kāi)關(guān)S接1穩(wěn)定后，再將S擲向2，通過(guò)電阻R的電流方向向右B實(shí)驗(yàn)：用傳感器觀察電容器的放電過(guò)程微元法:

Q=I

t

I-t圖像“面積”表示電荷量實(shí)驗(yàn)：電容器兩極板間電勢(shì)差跟所帶電荷量的關(guān)系結(jié)論：電容器的電荷量變?yōu)樵瓉?lái)的一半時(shí)，其兩極板間的電勢(shì)差也變?yōu)樵瓉?lái)的一半。也就是說(shuō)電容器所帶的電荷量Q與電容器兩極板間的電勢(shì)差U成正比，即比值Q/U是一個(gè)常量4.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(shì)差情況下，電容器所帶的電荷越多。1.定義：電容器所帶電量Q與電容器兩極板間電勢(shì)差U的比值，叫電容器

的電容（capacitance）。用C表示;2.定義式：3.單位：法拉（F）

1F=1C/V1F=106μF=1012pF電容C與電荷量Q成正比與電壓U成反比嗎？在數(shù)值上等于使電容器兩極板間的電勢(shì)差增加1V所需要增加的電荷量。二、電容例3.(多)對(duì)于一給定的電容器，在如下圖所示中，描述電容C、帶電荷量Q、電壓U之間的相互關(guān)系的圖線中正確的是（

）CD（1）加在電容器兩極板上的電壓不能超過(guò)某一個(gè)限度，超過(guò)這個(gè)限度，電介質(zhì)將被擊穿，電容器損壞。這個(gè)極限電壓稱為擊穿電壓。（2）電容器外殼上標(biāo)的電壓是工作電壓，或稱額定電壓。5、擊穿電壓與額定電壓（3）額定電壓比擊穿電壓低。例4.某電容器上標(biāo)有“1.5μF,9

V”的字樣，則()

A.該電容器所帶電荷量不能超過(guò)1.5×10－6C

B.該電容器所加電壓不能超過(guò)9V

C.該電容器擊穿電壓為9V

D.當(dāng)給該電容器加4.5V的電壓時(shí)，它的電容值變?yōu)?.75μFB實(shí)驗(yàn)：探究影響平行板電容器電容的因素結(jié)論：保持電量Q不變時(shí)平行板電容器的電容C與板間距離d

；與正對(duì)面積S

；插入電介質(zhì)，電容

；成反比成正比變大實(shí)驗(yàn)方法：控制變量法6、電容的決定式幾種常用電介質(zhì)的相對(duì)介電常數(shù)電介質(zhì)空氣煤油石蠟陶瓷玻璃云母水1.0005266～84～112.0～2.181空氣的相對(duì)介電常數(shù)與1十分接近，研究中，空氣對(duì)電容的影響一般可以忽略。例5.如圖，由兩塊相互靠近的平行金屬板組成的平行板電容器，極板

N與靜電計(jì)相接，極板M和靜電計(jì)的外殼都接地。用靜電計(jì)測(cè)量平

行板電容器兩極板間的電勢(shì)差U。在整個(gè)實(shí)驗(yàn)過(guò)程中，保持電容

器所帶電量Q不變，下面哪些操作將使靜電計(jì)指針張角變?。ǎ?/p>

A.將N板向下平移

B.將M板沿水平向左方向遠(yuǎn)離N板

C.在M、N之間插入介質(zhì)

D.將M板向上移動(dòng)的同時(shí)遠(yuǎn)離N板C三、常用電容器1.固定電容器：電容固定不變的。（1）聚苯乙烯電容器：以聚苯乙烯薄膜為電介質(zhì)，兩層鋁箔為極板。（2）電解電容器：用鋁箔做為一個(gè)極板，用鋁箔上很薄的一層氧化膜為電介質(zhì)，用浸過(guò)電解液的紙作為另一個(gè)極板。由于氧化膜很薄，所以電容較大。以陶瓷為電介質(zhì)的固定電容器也很多。2.可變電容器：電容是可以改變的。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。轉(zhuǎn)動(dòng)動(dòng)片，使兩組鋁片的正對(duì)面積發(fā)生變化，電容就隨著改變。3.超級(jí)電容器：電容是可以改變的。

超級(jí)電容器是根據(jù)電化學(xué)原理研發(fā)的一種新型電容器，它的出現(xiàn)使電容器的容量得到了巨大的提升。超級(jí)電容器的充電時(shí)間短，儲(chǔ)存電能多，放電功率大，使用壽命長(zhǎng)。這些優(yōu)點(diǎn)展現(xiàn)了它作為新型動(dòng)力電源的廣闊發(fā)展前景。四、關(guān)于電容的兩類問(wèn)題（動(dòng)態(tài)分析）d增加C減小Q=CUQ減小E=U/dE減小S減小U不變C減小Q=CUQ減小E不變E=U/d1.若充電結(jié)束后電容器始終與電源連接，則U保持不變。C減小U=Q/CU增加E不變C減小U=Q/CU增加E增加2.若充電結(jié)束后電容器與電源斷開(kāi)，則Q保持不變。d增加S減小Q不變例6.(多)將平行板電容器兩極板之間的距離、電壓、電場(chǎng)強(qiáng)度大小和極板所帶的電荷量分別用d、U、E和Q表示．下列說(shuō)法正確的是()

A.保持U不變，將d變?yōu)樵瓉?lái)的兩倍，則E變?yōu)樵瓉?lái)的一半

B.保持E不變，將d變?yōu)樵瓉?lái)的一半，則U變?yōu)樵瓉?lái)的兩倍

C.保持d不變，將Q變?yōu)樵瓉?lái)的兩倍，則U變?yōu)樵瓉?lái)的一半

D.