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第二章 第5节
科学探究：电容器
鲁科版 高中物理必修三
我们用量筒等量具来储存水
有没有什么东西用来储存电荷？
据记载，1752年，美国科学家富兰克林用风筝引“天电”，并收集在瓶中。
“费城实验”
这就是著名的：
“莱顿瓶”
为什么“莱顿瓶”能储存电荷？
电容器
能收集储存电荷
电容器的充、放电
一
1、电容器：能储存电荷的电学元件称电容器。
2、平行板电容器：两块彼此绝缘且靠得很近的金属板组成的最简单的电容器。
平行板电容器
极板
极板
3、电容器充电：让电容器带上等量导种电荷的过程。
电容器的充、放电
一
a
b
c
d
+
-
电子移动方向：a→b d→c
4、电容器放电：让电容器储存的电荷释放的过程。
电容器的充、放电
一
a
b
c
d
电子移动方向: b→a c→d
电容器可以储存电荷。
在电容器充电时，电路电流瞬间达到最大值，电流由电源正极流向电源负极，电源能量转化为电场能。
在电容器放电时，电路电流瞬间达到最大值，由正极板流向负极板，电场能转化为其他形式的能。
实验结论：
二、电容
1.电容器充电后的特点：
＋ ＋ ＋ ＋ ＋ ＋ ＋ ＋
－ － － － － － － －
＋Q
－Q
两极间有电压U
充电后的电容器两极间的电压，叫电容器的电压。
电容器的带电量Q越多，电压U越高。
不同的电容器容纳电荷的能力是不一样的。
怎么来表示电容器容纳电荷的本领呢？
h=1cm
V=1dm3
h=1cm
V=4dm3
水桶S越大，容纳水的本领越强
电容器带电与水桶盛水类比：
S与V、h无关
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.电容的定义：
电容器所带电荷量Q与电容器两极板间的电势差U的比值，叫电容器的电容.
＋ ＋ ＋ ＋ ＋ ＋ ＋ ＋
－ － － － － － － －
＋Q
－Q
U
容纳电荷的本领，
与水桶截面积S类比
3.电容的单位：
法拉，简称法，符号F
还有：微法（ Ｆ）、皮法（pＦ）
1F=1C/V
当一个电容器带1C电量时，两极间电压是1V，那么这个电容器的电容就是1F
电容器的电容
二
电容器充电时，极板的电压U随极板的电量Q增加而增大。
电容器放电时，极板的电压U随极板的电量Q减少而减小。
同一电容器
不同电容器
物理学中，用Q与U的比值来表示电容器的储存电荷的本领
电容
1、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，称为电容器的电容。
符号：C
2、定义式：
Q是一个极板所带电荷量
3、国际单位：
法拉 简称：法 符号：F
1F=1C/V
常用单位还有：
电容器的电容
二
电容定义式
思考：
“电容与极板带电量成正比与极板间电势差成反比。”
这个说法正确吗？
电容器的电容大小与什么因素有关呢？
静电计：静电计本身是一个电容器。当指针所带的电量越多时，指针的打开角度就会越大，指针与壳之间的电势差也就越大。
让静电计的金属球与平行板电容器通过导线相连，当电荷停止运动后，静电计球与壳间的电势差就与平行板电容器两极板间的电势差相等。
从静电计指针的打开角度可以定性的知道平行板电容器两端的电势差变化。
结论：
平行板电容器的电容C与极板的正对面积S成正比，与极板间距离d成反比。
电容器的电容
二
4、电容决定式：在真空中，电容的大小
如果极板间充满电介质，电容的大小
k为静电力常数
电介质介电常数
结论：
接在电路中时，电容器两端电压U不变，但电容器电容如果出现变化，极板所带电量也会发生变化。
讨论：
这个过程电场也会发生变化吗？
E发生变化
练习
分析
mg
qE
开始时静止，重力与静电力平衡。
极板间距d增大，因电容接在电源两端电压U不变，
∴E变小，F变小，qEQ=CU，U不变，d变大，C变小，所以Q变小，有电荷流动。D对。
常见电容器
三
常见电容器
三
可变电容器
固定电容器
1、按电容是否可变：电容分为
符号
符号
2、按电介质分：
聚苯乙烯电容器
电解电容
陶瓷电容器
常见电容器
三
纸介质电容器
等……
标称电压也是额定电压。
电容不能在高于这个电压下工作
电容能承受的最大电压称为击穿电压
高于这个电压电容器将被击穿。
常见电容器
三
电容器的外壳标有电压值和电容值
课
堂
小
结
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