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第二章 静电场的应用
粤教版 必修三
第一节 电容器与电容
新课导入
水
水桶，容量大
水杯，容量小
——电容器
电荷是不是也可以用一个“容器”储存起来呢？
电视机主板
空调主板
键盘
—— 拆!
两个金属片间夹了一张纸就构成了一个电容器。
电容器的内部构造是怎样的
一、识别电容器
电容器的结构：
由两个互相靠近、彼此绝缘的导体组成
导体间可以填充绝缘物质(电介质)
平行板电容器
金属板
绝缘物质（电介质）
极板
金属板
电路符号
极板
【问题】 相邻两同学是否构成电容器？
若脚放地面上则不构成；
若站凳子上则构成：
两个人——互相靠近、彼此绝缘的两个导体
两人中间空气——绝缘物质(电介质)
思考与讨论
1
2
S
+
-
C
G
R
电容器是如何“装进”和“倒出”电荷的呢？
二、电容器的充放电
充电：
把电容器的两极板分别与电源两极相连，使两个极板带上等量异种电荷的过程。
放电：
用导线把充电后的电容器的两极板接通，使两个极板上的电荷中和的过程。
G
G
电容器所带的电量
负极板
正极板
电容器能储存电荷，那用什么物理量来描述它储存电荷的能力呢？
—— 进行定量研究
1
2
S
+
-
C
G
R
传感器
A
传感器
V
按照实验设计的电路图，用笔画线代替导线将实物图补充完整
问题2：充放电电流变化有什么特征？
都是由大变小到零，但方向相反。
问题1：充放电电压变化有什么特征？
充电电压先增大后稳定某个值；
放电电压逐渐减小到零。
充电过程
放电过程
充电过程
放电过程
观察与思考：
问题3：为什么刚充电和放电时电压变化的更快？
问题4：I － t 图像中，I 轴与 t 轴所围的面积表示了什么
观察与思考：
电流大，电荷量变化得更快，板间电场和电压变化得快
电容器极板电量Q
问题5：若电阻两端电压为, 则
－ t 图像有什么特点
V
思考：
选择不同的充电电压进行实验，极板的电荷量是否会发生变化呢？
—— 实验：探究电容器极板电量Q与所加电压U的关系
实验设计
探究电容器极板电量 Q 与所加电压 U 的关系
根据I – t 图像求出所围面积即电容器极板电荷量 Q；
电源干电池分别使用1、2、3、4、5节进行实验，获得放电过程I – t 图像和U – t 图像；
根据U – t 图像记录所加电压U
误差允许的范围内，图象是一条过原点的倾斜直线
实验结论：
探究电容器极板电量 Q 与所加电压 U 的关系
人们通过实验研究发现：
于是人们这样定义：
对于同一电容器，电容器所带的电荷量Q与电容器两极板间的电势差U成正比，即比值 Q/U 是一个常量；
对于不同的电容器，这个比值一般不同。
这个比值就表征了电容器储存电荷的特性。
三、电容器的电容
1.物理意义：描述电容器容纳电荷的本领。
2.定义：
3.定义式：
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，用C表示;
电容C是描述“容纳电荷能力”的物理量，其大小由电容器自身结构决定
电容C与电荷量Q成正比与电压U成反比吗？
三、电容器的电容
3.定义式：
4.单位：
常用单位：微法（μF); 皮法（pF)
1 F = 106 μF = 1012 pF
电容
额定电压
法拉（F） 1F=1C/V
（1）电容器的击穿电压
加在电容器两极板上的电压不能超过某一限度，超过这个限度，电介质将被击穿，电容器损坏，这个极限电压称为击穿电压。
（2）电容器的额定电压
电容器长期正常工作时所能承受的电压。
电容器外壳上标的就是额定电压和电容，
它比击穿电压要低。
击穿电压和额定电压
类比：
h
圆柱型水杯容器的储水本领——电容器容纳电荷的本领大小
容纳储存电荷
电荷量 Q
电势差 U
容纳储存水
水量 V
水位差 h
横截面 S
电容器
水容器
电容 C
S
h
h相同时，S越大的杯子储水本领越大
U相同时，C越大的电容器储电本领越大
【练习1】有人用如下图示描述某电容器充电时，其电荷量Q、电压U、电容C之间的相互关系。请判断正误，并说明理由。
√
√
√
【练习2】如图所示为研究电容器充放电实验的电路图，实验前，开关S是断开的，电容器不带电。下列的
操作过程中，正确的说法是( )
A. 开关S接1，电容器上极板带负电
B. 开关S接1稳定后，再断开S，电容器两极板间有电场存在
C. 开关S接1稳定后，再将S掷向2，通过电流传感器的电流方向向上
D. 开关S接1稳定后，再将S掷向2，通过电阻R的电流方向向右
B
【练习3】电容器是一种重要的电学元件，它能够储存电荷。电容器储存电荷的特性用电容表征。如图所示，在研究电容器充、放电的实验中，使开关S掷向1端，电源E对电容器C充电。下列图像中，能正确反映电容器充电过程中电流与时间、电荷量与电压关系的是（　　）
A． B．
C． D．
A
课堂小结
1.认识了电容器及其结构
2.观察了电容器充放电现象
3.理解了电容的概念
电容器的电容C跟其自身哪些因素有关？如何进行研究？
【课后思考】
电容器的电容C跟其自身哪些因素有关？
平行板电容器
金属板
绝缘物质（电介质）
极板
极板
金属板
【大胆猜想】
极板面积、
极板间距离、
电介质种类……

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