2.1 電容器與電容 課件 高二上學(xué)期物理粵教版（2019）必修第三冊

第二章

靜電場的應(yīng)用第一節(jié)電容器與電容情境:

將礦泉水瓶進(jìn)行改造后制成一個電容器，如圖所示，里面裝了鹽水，用感應(yīng)起電機(jī)向其先充電，再將瓶內(nèi)與瓶外的兩根引線一碰可以看到火花并聽到放電的噼啪聲。問題：

為什么礦泉水瓶也可以裝電?

怎樣的容器可以存儲電荷?閃光燈的內(nèi)部結(jié)構(gòu)任務(wù)1.了解電容器的構(gòu)造任務(wù)1.了解電容器的構(gòu)造兩個彼此絕緣又相距很近的導(dǎo)體，中間夾上一層絕緣物質(zhì)，都能構(gòu)成電容器。中間的絕緣物質(zhì)稱為電介質(zhì)。問題：電容器的結(jié)構(gòu)是怎樣的？五、教學(xué)設(shè)計(jì)整體思路(1)電容器的構(gòu)造：認(rèn)識電容器的結(jié)構(gòu)。(2)電容器的充、放電過程：經(jīng)歷電容器充、放電的實(shí)驗(yàn)過程，了解電容器充、放電的過程和電容器的

作用。(3)電容器的電容：知道并理解電容的概念，知道并理解電容器的電容的定義式。(4)電容器電容的影響因素：通過實(shí)驗(yàn)探究知道并理解電容器電容的影響因素。(5)常見電容器：了解生產(chǎn)和生活中常見的電容器。

兩個極板（導(dǎo)體）電容器電解質(zhì)（絕緣材料）金屬板(極板)金屬板(極板)絕緣物質(zhì)(電介質(zhì))電路符號任務(wù)1.了解電容器的構(gòu)造問題1：電容器有什么作用？任務(wù)1.了解電容器的構(gòu)造電容器的作用：容納儲存電荷電容器的帶電量：一個極板上所帶電量的絕對值叫電容器的帶電量Q.任務(wù)2.探究電容器的充、放電過程演示實(shí)驗(yàn)：將常規(guī)儀器中的演示電表、小燈泡接入如圖所示電路中。實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象：開關(guān)接1時，觀察燈泡閃亮一下，電流表指針突然偏轉(zhuǎn)后又回到零。問題：1、電流計(jì)的指針偏轉(zhuǎn)后又回到零原因是什么？2、充電完畢，電容器極板上的帶電情況如何?開關(guān)接2時，觀察燈泡閃亮一下，電流表指針突然反向偏轉(zhuǎn)后又回到零。任務(wù)2.探究電容器的充、放電過程演示實(shí)驗(yàn)：將常規(guī)儀器中的演示電表、小燈泡接入如圖所示電路中。當(dāng)開關(guān)撥到位置“1”時，電源E對電容器充電；使電容器的兩極板帶上等量異種電荷的過程叫充電。任務(wù)2.探究電容器的充、放電過程充電過程兩極板的電勢差變化通過圖中電流表的電流方向電流變化開關(guān)接1增大直到穩(wěn)定向右減小直至為0充電完成后：（1）兩極板帶等量異種電荷；（2）兩極板間電勢差與電源電壓相等；（3）兩極板間有勻強(qiáng)電場；（4）兩極板間儲存有電場能。充電過程：（1）兩極板所帶Q增大；（2）兩極板間U增大；（3）兩極板間E增大；（4）飽和時Q、U、E不變?nèi)蝿?wù)2.探究電容器的充、放電過程任務(wù)2.探究電容器的充、放電過程放電過程兩極板間的電勢差變化通過圖中電流表的電流方向向左還是向右電流增大還是減小開關(guān)接2減小直至為0向左減小直至為0放電完成后：（1）兩極板帶電量為0；（2）兩極板間電勢差為0；（3）兩極板間場強(qiáng)為0；（4）兩極板間無電場能。放電過程：（1）兩極板所帶Q減??；（2）兩極板間U減小；（3）兩極板間E減小；任務(wù)2.探究電容器的充、放電過程情境：

用電流傳感器觀察充、放電過程中的電流變化情況，實(shí)驗(yàn)電路板如圖所示，電路圖及電流傳感器記錄的圖像如圖所示。任務(wù)4.探究平行板電容器的電容1、平行板電容器平行板電容器是最簡單的電容器，它由兩塊相互平行的金屬導(dǎo)體極板構(gòu)成，中間被電介質(zhì)材料隔開。當(dāng)兩極板之間存在一定的電勢差時，極板之間便會存在靜電場分布。在兩極板之間的部分存在著勻強(qiáng)電場分布，由于邊緣效應(yīng)，電容器邊緣的電場線是彎曲且發(fā)散的。任務(wù)4.探究平行板電容器的電容2、問題：

對于不同的電容器，電容C一般也不相同，電容反映的是電容器本身的一種屬性。電容C與電荷量Q、電勢差U的大小無關(guān)，那它與本身的哪些因素有關(guān)呢?任務(wù)4.探究平行板電容器的電容2、問題：

對于不同的電容器，電容C一般也不相同，電容反映的是電容器本身的一種屬性。電容C與電荷量Q、電勢差U的大小無關(guān)，那它與本身的哪些因素有關(guān)呢?3、猜想：板間距離（d）正對面積（S）電介質(zhì)種類εr靜電計(jì)任務(wù)4.探究平行板電容器的電容4、研究方法：控制變量法5、實(shí)驗(yàn)步驟：(1)只改變板間距離d

,觀察到：d增大，靜電計(jì)指針張角增大(C減小);d減小，靜電計(jì)指針張角減小(C增大)。這表明平行板電容器的電容隨板間距離d的增大而減小。任務(wù)4.探究平行板電容器的電容4、研究方法：控制變量法5、實(shí)驗(yàn)步驟：(2)在平行板的內(nèi)壁貼上有機(jī)玻璃，將兩板貼緊(即保持板間距離d不變),只改變正對面積S

,觀察到：S減小，靜電計(jì)指針張角增大(C減小);S增大，靜電計(jì)指針張角減小(C增大)。這表明平行板電容器的電容隨正對面積的增大而增大。任務(wù)4.探究平行板電容器的電容4、研究方法：控制變量法5、實(shí)驗(yàn)步驟：(3)保持板間距離d及正對面積S不變，在兩平行金屬板之間插入一本課本，觀察到靜電計(jì)指針變化，表明平行板電容器的電容與兩板之間的絕緣體有關(guān)。問題：如圖所示是測定液面高度h的電容傳感器原理圖．取金屬芯線與導(dǎo)電液體為電容器的兩極，如果與傳感器連接的電腦顯示電容增大時，我們就知道液面高度

h

增大了．請利用所學(xué)的知識進(jìn)行解釋.結(jié)論：

平行板電容器的電容C跟介電常數(shù)ε成正比，跟正對面積S成正比，跟極板間的距離d反比。式中的k為靜電力常量，εr為電介質(zhì)的相對介電常數(shù)，與電介質(zhì)的性質(zhì)有關(guān)任務(wù)4.探