物理人教版（2023）必修第三冊10.4電容器的電容（共32張ppt）

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倉頡之初作書蓋依類象形故謂之文其形聲相益即謂之字文者物象之本字者言孳乳而浸多也著于竹帛謂之倉頡之初作書蓋依類象形故謂之文其形聲相益即謂之字文者物象之本字者言孳乳而

第十章靜電場中的能量

人教版(2023)必修第三冊

§4電容器的電容

目錄

電容

電容器

1

2

3

常用電容器

倉頡之初作書蓋依類象形故謂之文其形聲相益即謂之字文者物象之本字者言孳乳而浸多也著于竹帛謂之倉頡之初作書蓋依類象形故謂之文其形聲相益即謂之字文者物象之本字者言孳乳而

新課引入

水可以用容器儲存起來，電荷也可以用一個“容器”儲存起來。圖中的元件就是這樣的“容器”——電容器。那么，它內部的構造是怎樣的？它是怎樣“裝進”和“倒出”電荷的呢？

電容器

思考與討論：

倉頡之初作書蓋依類象形故謂之文其形聲相益即謂之字文者物象之本字者言孳乳而浸多也著于竹帛謂之倉頡之初作書蓋依類象形故謂之文其形聲相益即謂之字文者物象之本字者言孳乳而

電容器

1.定義：任何兩個彼此絕緣且又相隔很近的導體就構成了一個電容器。

2.構造：兩個互相靠近彼此絕緣的導體。

3.作用：存儲電荷(存儲電能)。

一、電容器

一一一一一一一一一一一一一一一一

十十十十十十十十十十十十十十十十

電容器充放電實驗

4.電容器的充電：

將電容器兩個極板帶上等量異種電荷的過程，叫電容器的充電。

一、電容器

+++++

-----

如圖所示，充電時：

(1)電表有短暫從左到右的電流；

(2)電容器上極板帶正電，下級板帶負電；

(3)極板間有從上到下的勻強電場；

(4)充電時，電容器儲存電場能；

(5)充電完畢，電路中電流為零。

5.電容器的放電：

用導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。

一、電容器

+++++

-----

如圖所示，放電時：

(1)電表有短暫從右到左的電流；

(2)充電時，電容器儲存電場能放出；

(3)放電完畢，電場極板間電場為零；

(4)放電完畢，極板所帶電量為零；

(5)放電完畢，電路中電流為零。

用傳感器觀察電容器的放電過程

思考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？

根據圖象的含義，因Q=It，所以豎直狹長矩形的面積表示為：在0.1s內電容器的放電量。

思考2.怎樣根據I-t圖像估算電容器在全部放電過程中釋放的電荷量？試著算一算。

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。

倉頡之初作書蓋依類象形故謂之文其形聲相益即謂之字文者物象之本字者言孳乳而浸多也著于竹帛謂之倉頡之初作書蓋依類象形故謂之文其形聲相益即謂之字文者物象之本字者言孳乳而

電容

電容器兩極板間電勢差跟所帶電荷量的關系

實驗結論：

實驗表明，電容器的電荷量變?yōu)樵瓉硪话霑r，其兩極板間的電勢差也變?yōu)樵瓉淼囊话恪?/p>

精確實驗表明，一個電容器所帶的電量Q與兩個極板間的電勢差U的比值是不變的。不同電容器，這個比值一般是不同的，可見這個比值表征了電容器儲存電荷的特性。

1.定義：

電容器所帶電荷量Q與電容器兩極板間的電勢差U的比值，叫電容器的電容.

二、電容

2.公式：

3.單位：

法拉，簡稱法，符號F；常用單位微法(μF)和皮法(pF)；

當一個電容器帶1C電量時，兩極間電壓是1V，那么這個電容器的電容就是1F

1F=106μF=1012pF

5.注意：電容器所帶的電荷量Q是指一個極板所帶電荷量的絕對值。

4.物理意義：描述電容器容納電荷的本領。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。

電容器與水容器的基本類比

二、電容

電容器水容器

功能儲存電荷儲存水

儲存量電荷量Q水量V

同一水容器：

h=1cm

V=1dm3

h=2cm

V=2dm3

水容器截面積

同一電容器：

比值Q/U是定值

Q與U成正比

++++

-------

Q

2Q

U=1V

U=2V

實驗表明：

二、電容

實驗表明：

比值V/h是定值

V與h成正比

電容器的電容

h=1cm

V=1dm3

h=1cm

V=4dm3

不同的水容器：

不同的電容器：

++++

----

++++++

--------

U=1V

U=1V

Q

2Q

二、電容

實驗表明：C越大，容納電荷的本領越強

C與Q、U無關

實驗表明：S越大，容納水的本領越強

S與V、h無關

容納儲存水

容納儲存電荷

電荷量Q

水量V

電勢差U

水位差h

橫截面S

電容C

電容器

水容器

二、電容

電容器與水容器的綜合類比

6.擊穿電壓和額定電壓：

（1）加在電容器兩極板上的電壓不能超過某一個限度，超過這個限度，電介質將被擊穿，這個電壓稱為擊穿電壓。

（2）電容器正常工作時兩極板上的最大電壓，稱為額定電壓。

額定電壓比擊穿電壓低

外殼上標的電壓是額定電壓

二、電容

探究影響平行板電容器電容的因素

7.平行板電容器的電容公式：

兩極板間距離

兩極板正對面積

靜電力常量

介電常數

二、電容

倉頡之初作書蓋依類象形故謂之文其形聲相益即謂之字文者物象之本字者言孳乳而浸多也著于竹帛謂之倉頡之初作書蓋依類象形故謂之文其形聲相益即謂之字文者物象之本字者言孳乳而

常用電容器

三、常用電容器

1.聚苯乙烯電容器：

以聚苯乙烯薄膜為電介質，兩層鋁箔為極板.

(1)符號：

(2)樣品：

三、常用電容器

＋

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，用浸過電解液的紙做另一個極板。

(1)符號：

(2)樣品：

3.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；可以轉動的一組鋁片叫做動片;空氣為電介質。

轉動動片，使兩組鋁片的正對面積發(fā)生變化，電容相應變化。

三、常用電容器

(1)符號：

(2)樣品：

倉頡之初作書蓋依類象形故謂之文其形聲相益即謂之字文者物象之本字者言孳乳而浸多也著于竹帛謂之倉頡之初作書蓋依類象形故謂之文其形聲相益即謂之字文者物象之本字者言孳乳而

課堂練習

1．a、b兩個電容器如圖甲所示，圖乙是它們的部分參數。則關于a、b兩個電容器的下列說法正確的是（）

A．a、b兩個電容器的電容之比為8∶1

B．a、b兩個電容器的電容之比為4∶5

C．b電容器工作時最多能容納電荷0.1C

D．a電容器工作時最多能容納電荷1C

C

2．圖是描述對給定的電容器充電時電荷量Q、電壓U、電容C之間相互關系的圖象，其中錯誤的是（）

A

3．平行板電容器是將電能暫時存儲的一種電學元件，要使平行板電容器的電容增加，下列做法正確的是（）

A．增大兩極板正對面積

B．改用介電常數較小的電介質

C．增大兩極板間的距離

D．增大兩極板間的電壓

A

4．有一個正充電的電容器，若使它帶的電荷量減少了3×10-6C，其電壓將變?yōu)樵瓉淼?/3，則（）

A．電容器原來帶的電荷量是9×10-