電容器的電容高二上物理人教版（2019）必修第三冊(cè)

10.4電容器的電容學(xué)習(xí)目標(biāo)123了解平行板電容器電容公式，及影響平行板電容器大小的因素知道電容器和平行板電容器的概念，掌握電容器的充、放電現(xiàn)象理解電容的定義、公式、單位、物理意義4會(huì)分析平行板電容器的動(dòng)態(tài)變化（難點(diǎn)：電勢(shì)變化）用照相機(jī)拍照時(shí)，閃光燈會(huì)發(fā)光。如果我把電池拿出來(lái)，閃光燈還能發(fā)光嗎?可以?。?！為什么還能發(fā)光呢？因?yàn)橄鄼C(jī)中有電容器水可以用容器儲(chǔ)存起來(lái)，電荷也可以用一個(gè)“容器”儲(chǔ)存起來(lái)。在前面的學(xué)習(xí)中，經(jīng)常提到帶電體、帶電小球、電池等，這說(shuō)明它們?nèi)菁{了電荷，具有容納電荷的本領(lǐng)，圖中的元件就是這樣的“容器”——電容器。其實(shí)，照相機(jī)閃光燈就是利用電容器的放電來(lái)發(fā)光的。那么，它內(nèi)部的構(gòu)造是怎樣的?它是怎樣“裝進(jìn)”和“倒出”電荷的呢?電容器到底是什么樣的元件?它的作用、構(gòu)造、原理是什么？這節(jié)課我們就來(lái)學(xué)習(xí)電容器的電容。1.由兩個(gè)相互靠近又彼此絕緣的導(dǎo)體組成。一、電容器任意兩個(gè)相互靠近的平行金屬板，在其中間夾入一層絕緣物質(zhì)，就構(gòu)成了一個(gè)最簡(jiǎn)單的電容器，平行板電容器。我們現(xiàn)在學(xué)習(xí)的就是平行板電容器。2.電路圖符號(hào)：3.電容器的充電

將電容器兩個(gè)極板帶上電荷的過(guò)程，叫電容器的充電。電容器的充電過(guò)程中，兩極板的電荷增加，極板間的電場(chǎng)強(qiáng)度增大，電源的能量不斷儲(chǔ)存在電容器中。＋＋＋＋＋－

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－＋Q－Q正極板負(fù)極板E有短暫的電流兩極間有電壓兩板分別帶等量異種電荷，每個(gè)極板帶電量的絕對(duì)值叫電容器的帶電量4.電容器的放電

用導(dǎo)線將充電后的電容器兩極接通，兩極失去電荷的過(guò)程，叫電容器的放電。電容器兩極正負(fù)電荷通過(guò)導(dǎo)線中和。電容器的放電過(guò)程中，電容器把儲(chǔ)存的能量通過(guò)電流做功轉(zhuǎn)化為電路中的其他形式的能量。＋＋＋＋＋＋－

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＋Q－Q在放電過(guò)程中導(dǎo)線上有短暫的電流產(chǎn)生＋＋＋＋＋＋＋＋－

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＋Q－Q充電過(guò)程特點(diǎn)①電容器所帶電荷量增加。②電容器兩極板間電壓升高。③電容器中電場(chǎng)強(qiáng)度增大。④充電過(guò)程中電容器從電源獲取的能量為電場(chǎng)能。放電過(guò)程特點(diǎn)①電容器兩極板上電荷量減少。②電容器兩極板間電壓降低。③電容器中電場(chǎng)強(qiáng)度減小。④電容器的電場(chǎng)能轉(zhuǎn)化成其他形式的能量。電容器上極板充正電荷，下極板充負(fù)電荷，電流方向?yàn)镸—N--P--Q。充電結(jié)束后（電路穩(wěn)定），電容器相當(dāng)于斷路。把開關(guān)S接1，電源給電容器充電，電容器兩極所帶電荷量逐漸增大，電流表示數(shù)減小，電壓表示數(shù)增大，當(dāng)電流表示數(shù)為0，電壓表示數(shù)不變時(shí)，電容器充電結(jié)束。例題：電容器的充放電現(xiàn)象QPNM把開關(guān)S接2，電容器對(duì)電阻R放電，電流表示數(shù)減小，電壓表示數(shù)減小，當(dāng)電流表示數(shù)為0，電壓表示數(shù)為0時(shí)放電結(jié)束。電路穩(wěn)定，電路中也沒(méi)有電流。用傳感器觀察電容器的放電過(guò)程拓展Q=I1t1ItI-t圖像“面積”表示電荷量上述過(guò)程中，當(dāng)電容器的帶電荷量增加（減少）時(shí)，電容器兩極板間的電勢(shì)差如何變化？帶電荷量Q和板間電勢(shì)差U的比值是否發(fā)生變化？精確實(shí)驗(yàn)表明：一個(gè)電容器所帶的電荷量Q與電容器兩極板之間的電勢(shì)差U之比是不變的，不同的電容器，這個(gè)比值一般是不同的，可見電荷量Q與電勢(shì)差U之比表征電容器儲(chǔ)存電荷的特性。二、電容1、定義：電容器所帶電荷量Q與電容器兩極板間的電勢(shì)差U的比值，叫電容器的電容.＋＋＋＋＋＋＋＋－

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＋Q－QU3、物理意義：反映電容器容納電荷本領(lǐng)大小的物理量。2、定義式：(理解:電容與Q、U無(wú)關(guān)，由電容器本身決定)Q：指每一個(gè)極板帶電量絕對(duì)值U：表示電容器兩板之間的電勢(shì)差—電壓。

4、電容的單位：法拉，簡(jiǎn)稱法，符號(hào)F還有：微法（μＦ）、皮法（pＦ）1F=1C/V

當(dāng)一個(gè)電容器帶1C電量時(shí)，兩極間電壓是1V，那么這個(gè)電容器的電容就是1F二、電容容納儲(chǔ)存水容納儲(chǔ)存電荷電荷量Q水量V（相當(dāng)于體積）電勢(shì)差U水位差h（相當(dāng)于高度）橫截面SQ/U比值+++++++++---------

電容器水容器比值表示容納水的本領(lǐng)理解：類比水容器（水容器一旦制作出來(lái)，容納水量的多少也就確定了）怎樣分析水容器容納水的本領(lǐng)呢？二、電容二、電容問(wèn)題：既然電容器的電容與電荷量和電源電壓無(wú)關(guān)，那么影響電容器電容的主要因素應(yīng)該是什么？我們以最簡(jiǎn)單的電容器----平行板電容器為例，來(lái)探究影響電容器電容大小的因素。影響平行板電容器電容的因素有哪些？猜想：

板間距離正對(duì)面積絕緣材料極板材料三、平行板電容器的電容（4）改變極板材料三、平行板電容器的電容靜電計(jì)平行板電容器不變量改變量U變化（靜電計(jì)偏角）Q（電荷量）S（正對(duì)面積）d（板間距離）

Q（電荷量）d（板間距離）S（正對(duì)面積）

Q（電荷量）d（板間距離）S（正對(duì)面積）εr（電解質(zhì)）

a、保持介質(zhì)、正對(duì)面積S不變，改變板間距離d實(shí)驗(yàn)探究：結(jié)論：與板間距離成反比b、保持介質(zhì)、板間距離d不變，改變正對(duì)面積S與正對(duì)面積成正比c、保持板間距離d、正對(duì)面積S，改變介質(zhì)?r與?r成正比三、平行板電容器的電容(添加電解質(zhì))理論分析表明（a、b、c三點(diǎn)），當(dāng)平行板電容器的兩板間有電介質(zhì)時(shí)，電容C與極板的正對(duì)面積S、極板距離d的關(guān)系為三、平行板電容器的電容空氣的相對(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。

四、常用電容器?

常用的電容器，從構(gòu)造上看，可以分為固定電容器和可變電容器兩類。固定電容器的電容是固定不變的。常用的有聚苯乙烯電容器和電解電容器。固定電容器：電容固定不變。電解電容器（用鋁箔做一個(gè)極板，以鋁箔上很薄的一層氧化膜為電介質(zhì)，用浸過(guò)電解液的紙做另一個(gè)極板）（正負(fù)極不能接反，不能接交流電）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）聚苯乙烯電容器及其符號(hào)電解電容器及其符號(hào)四、常用電容器可變電容器：兩極由兩組鋁片組成，固定的一組鋁片叫做定片；可以轉(zhuǎn)動(dòng)的一組鋁片叫做動(dòng)片；空氣為電介質(zhì)。原理：通過(guò)改變兩極間的正對(duì)面積或距離來(lái)改變電容?？勺冸娙萜骷捌浞?hào)【補(bǔ)償訓(xùn)練】1.電容器A的電容比電容器B的電容大,這表明(

)A.A所帶的電荷量比B多B.A比B能容納更多的電荷量C.A的體積比B的體積大D.兩電容器的電壓都改變1V時(shí),A的電荷量的改變量比B的大【解析】選D。電容是電容器的固有屬性,由電容器本身的構(gòu)造決定,電容描述了電容器容納電荷的本領(lǐng)(電容器兩極板間的電壓每改變1V所改變電荷量的多少)大小,而不表示容納電荷的多少或帶電荷量的多少,故D對(duì),A、B、C都錯(cuò)。2.一個(gè)電容器帶電量為Q時(shí)，兩極板間的電壓為U，若使其帶電量增加4×10-7C，電勢(shì)差則增加20V，則它的電容是()A.1×10-8F B.2×10-8FC.4×10-8F D.8×10-8FB課堂小結(jié)一、電容器

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)），就組成一個(gè)最簡(jiǎn)單的電容器，叫作平行板電容器。1.電容器充電:使兩極板分別帶等量異種電荷。①電容器的電荷量