资源简介

(共42张PPT)
4. 电容器的电容
水可以用容器储存起来，电荷也可以用一个“容器”储存起来。图中的元件就是这样的“容器” ——电容器。那么，它内部的构造是怎样的？它是怎样“装进”和“倒出”电荷的呢？
观察常见电容器，了解电容器的电容，观察电容器的充、放电现象。能举例说明电容器的应用。
1.知道电容器的概念、构造，了解常用的电容器。
2.理解电容器的电容概念及其定义式。
3.知道平行板电容器的电容与哪些因素有关。
4.会对平行板电容器动态问题进行分析。
体会课堂探究的乐趣，
汲取新知识的营养，
让我们一起 吧！
进
走
课
堂
【探究一：电容器构造及工作过程】
电容器从外形上来看有很多种，有方的,扁的，圆柱型的
观察电容器的结构
【探究一：电容器构造及工作过程】
一、电容器
１.构造：
任何两个彼此绝缘又相距很近的导体组成一个电容器。
平行板电容器
电容器的极板
电容器的极板
电介质
2.电容器的充放电过程
使电容器的两个极板分别带上等量的异种电荷，这个过程叫充电。
U
+ + + + + +
-Q
+Q
- - - - - - -
Q↑、U ↑、E ↑
稳定后不变
G
（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。
电能
电场能
充电完成后：
(1)电容器的充电
从能量转移角度：电源的电能转移成电容器的电场能
已经充电的电容器两极板上的电荷的中和过程，叫放电。
+ + + + + +
Q
+Q
U
G
↓Q↓、U ↓、E ↓
稳定后均为零
其他
电场能
（1）两极板带电量为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。
放电完成后：
(2)电容器的放电
【应用】照相机的闪光灯原理
照相机的闪光灯，在不到0.001s的短暂时间内发出强烈闪光，
瞬间电流很大，各种电池都不能承受。在实际中，常常用电容器帮助
闪光实现它的功能。拍照前用较长的时间（一般几秒）给电容器充电，
拍照时触发闪光灯，使电容器通过灯管瞬间
放电，发出耀眼的白光。然后电源又给电容
器充电，为下次闪光做准备。
闪光灯的内部结构
类比法：
类比圆柱
型水杯容
器的储水
h
h
A
B
C
1.水位每升高h，试比较A、B、C的储水量；
2.哪个储水本领大？
如何反映其储水本领？
思考： 既然电容器能储存电荷，那么如何反映电容器容纳电荷的本领大小呢？
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
电容器
水容器
？
类比迁移
【探究二：电容器储存电荷本领大小的物理量】
探究问题：
电容器所带的电荷量Q与板间电压U有何定量关系？
猜想：
Q∝U
测量：
U：电压表
Q：电流传感器
实验设计：
数据处理：
Q-U图像
思考：斜率的物理意义？
C=
Q
U
电容
描述电容器储存电荷的本领
O
Q/C
U/V
2
4
6
8
10
6.6
3.3
C与Q成正比,C与U成反比吗
引入新概念：电容
利用比值定义法
【探究结论】
4.物理意义：描述电容器容纳电荷的本领。电容越大，表明在相同电势差情况下，电容器所带的电荷越多。
1.定义：电容器所带电量Q与电容器两极板间电势差 U 的比值，叫电容器的电容（capacitance）。用C表示;
2.定义式：
3.单位：法拉（F）
1F=1C/ V 1F=106μF=1012pF
电容C与电荷量Q成正比与电压U成反比吗？
在数值上等于使电容器两极板间的电势差增加1V所需要增加的电荷量。
二、电容
例1.某一电容器，当带电量为4×10-6C时，两极板间的电势差为20V，求
（1）电容器的电容。
（2）当所带电量减半时，电容器的电容为多少。
（3）如果电容器不带电呢？
解析：（1）根据 得：C=2×10-7F。
（2）电容器的电容与两极板带电量的多少无关。
C=2×10-7F。
（3）电容器的电容与两极板是否带电无关。
C=2×10-7F。
【探究三：影响平行板电容器电容的因素】
【动画演示】保持Q不变，改变d
【动画演示】保持Q不变，改变S
【动画演示】保持Q不变，改变电介质
实验结论：
充电后保持Ｑ不变
①保持d和ε不变，减小两板的正对面积Ｓ，则Ｕ↑
②保持Ｓ和ε不变，减小两板的间距d ，则Ｕ
③保持d和Ｓ不变，在板间插入电介质，使ε↑，
则Ｕ
平行板电容器的电容公式：
两极板间距离
两极板正对面积
静电力常量
介电常数
真空 =1
几种常用电介质的相对介电常数
电介质 空气 煤油 石蜡 陶瓷 玻璃 云母 水
1.0005
2
6
6～8
4～11
2.0～2.1
81
空气的相对介电常数与1十分接近，研究中，空气对电容的影响一般可以忽略。
d增加
C减小
Q=CU
Q减小
E=U/d
E减小
S减小
U不变
C减小
Q=CU
Q减小
E不变
E=U/d
电容器始终与电源连接，U保持不变。
(1)控制电压不变
三、平行板电容器的动态分析
C减小
U=Q/C
U增加
E不变
C减小
U=Q/C
U增加
E增加
电容器始终与电源断开，Q保持不变。
d增加
S减小
Q不变
(2)控制电荷量不变
例2.如图所示,平行板电容器带有等量异种电荷,与静电计相连,静电计金属外壳和电容器下极板都接地,在两极板间有一固定在P点的点电荷。以E表示两板间的电场强度,Ep表示点电荷在P点的电势能,θ表示静电计指针的偏角。若保持下极板不动,将上极板向下移动一小段距离至图中虚线位置,则(　　)
A.θ增大,E增大　　B.θ增大,Ep不变
C.θ减小,Ep增大 　D.θ减小,E不变
D
1.固定电容器：
四、常用电容器
（1）聚苯乙烯电容器：
以聚苯乙烯薄膜为电介质，两层铝箔为极板。
符号：
＋
（2）电解电容器：
用铝箔做一个极板，以铝箔上很薄的一层氧化膜为电介质，用浸过电解液的纸做另一个极板。
符号：
电容较大
2.可变电容器：
两极由两组铝片组成，固定的一组铝片叫做定片；可以转动的一组铝片叫做动片;空气为电介质。
转动动片，使两组铝片的正对面积发生变化，电容相应变化。
符号：
3.击穿电压和额定电压：
加在电容器两极板上的电压不能超过某一个限度，超过这个限度，电介质将被击穿，这个电压称为击穿电压。
电容器正常工作时两极板上的最大电压，称为额定电压。
额定电压比击穿电压低
外壳上标的电压是额定电压
电容器
充电
放电
电容
平行板电容器电容
数学表达式
（决定式）
平行电容器的动态分析
单位：法拉F
（定义式）
数学表达式
1.计算机键盘每个键下面都连有一块小金属片，与该金属片隔有一定空气间隙的是另一块固定的小金属片，这组金属片组成一个可变电容器。当连接电源不断电，按下某个键时，与之相连的电子线路就给出该键相应的信号，当按下该键时，电容器的（　　）
A．极板间的电压变大 B．电容变小
C．极板的电量变大 D．极板间的场强变小
C
2.据报道，我国每年心源性猝死案例高达55万，而心脏骤停最有效的抢救方式是尽早通过AED自动除颤机给予及时治疗。某型号AED模拟治疗仪器的电容器电容是15μF，充电至9kV电压，如果电容器在2ms时间内完成放电，则下列说法正确的是（ ）
A．电容器放电过程的平均电流强度为67.5A
B．电容器的击穿电压为9kV
C．电容器充电后的电量为135C
D．电容器充满电的电容是15μF，当放电完成后，电容为0
A
3.（2025·黑吉辽蒙高考）如图，某压力传感器中平行板电容器内的绝缘弹性结构是模仿犰狳设计的，逐渐增大施加于两极板压力F的过程中，F较小时弹性结构易被压缩，极板间距d容易减小；F较大时弹性结构闭合，d难以减小。将该电容器充电后断开电源，极板间电势差U与F的关系曲线可能正确的是（ ）
A． B． C． D．
D
4.(2022·湖北选择考)密立根油滴实验装置如图所示,两块水平放置的金属板分别与电源的正负极相接,板间产生匀强电场。用一个喷雾器把密度相同的许多油滴从上板中间的小孔喷入电场,油滴从喷口喷出时由于摩擦而带电。金属板间电势差为U时,电荷量为q、半径为r的球状油滴在板间保持静止。若仅将金属板间电势差调整为2U,则在板间能保持静止的球状油滴所带电荷量和半径可以为 (　　)
A.q,r B.2q,r
C.2q,2r D.4q,2r
D
5.(2024·黑吉辽选择考)某种不导电溶液的相对介电常数εr与浓度cm的关系曲线如图(a)所示,将平行板电容器的两极板全部插入该溶液中,并与恒压电源、电流表等构成如图(b)所示的电路,闭合开关S后,若降低溶液浓度,则 (　　)
A.电容器的电容减小
B.电容器所带的电荷量增大
C.电容器两极板之间的电势差增大
D.溶液浓度降低过程中电流方向为M→N
C
6.（2023·山东等级考）在“观察电容器的充、放电现象”实验中，所用器材如下：电池、电容器、电阻箱、定值电阻、小灯泡、多用电表、电流表、秒表、单刀双掷开关以及导线若干。
（1）用多用电表电压挡检测电池的电压。检测时，红表笔应该与电池的___________（填“正极”或“负极”）接触。
（2）某同学设计的实验电路如图（a）所示。先将电阻箱的阻值调为，将单刀双掷开关S与“1”端相接，记录电流随时间的变化。电容器充电完成后，开关S再与“2”端相接，相接后小灯泡亮度变化情况可能是___________。（填正确答案标号）
A．迅速变亮，然后亮度趋于稳定
B．亮度逐渐增大，然后趋于稳定
C．迅速变亮，然后亮度逐渐减小至熄灭
（3）将电阻箱的阻值调为，再次将开关S与“1”端相接，再次记录电流随时间的变化情况。两次得到的电流I随时间t变化如图（b）中曲线所示，其中实线是电阻箱阻值为___________（填“R1”或“R2”）时的结果，曲线与坐标轴所围面积等于该次充电完成后电容器上的___________（填“电压”或“电荷量”）。
用真情感动别人，用改变影响别人，用状态燃烧别人，用实力征服别人，用行动带动别人，用坚持赢得别人，任何环境中你都是个优秀的人！
名言警句

展开更多......

收起↑