資源簡介

第十章 靜電場中的能量
第四節 電容器的電容
目 錄/
1.
學習目標
2.
情景導入
3.
新課講解
4.
小試牛刀
5.
課堂小結
PART 01
學習目標
學習目標
1.知道電容器和平行板電容器的概念，電容器的充、放電現象
2.理解電容的定義、公式、單位、物理意義
3.了解平行板電容器的電容公式
4.分析平行板電容器的動態變化
學習目標
情境導入
新課講解
小試牛刀
課堂小結
PART 02
情境導入
電視機主板
電路板
學習目標
情境導入
新課講解
小試牛刀
課堂小結
我們知道，水可以用容器儲存起來，以備不時之需。那么電荷能否也像水一樣儲存起來呢？
萊頓瓶就是一種最早用來貯存電荷的電容器。
電容器
學習目標
情境導入
新課講解
小試牛刀
課堂小結
PART 03
新課講解
　　在礦泉水瓶內裝上鹽水，通過瓶蓋伸出引線；
在礦泉水瓶外部包上金屬箔；通過感應起電機使其
帶電，之后用放電叉接觸引線和外層金屬箔。能觀
察到什么現象呢？
　　能看到電火花并聽到放電的聲音。
　　電荷為什么能儲存在礦泉水瓶中？改裝后的礦
泉水瓶有什么特點？
學習目標
情境導入
新課講解
小試牛刀
課堂小結
1.如圖展示的是常見電容器的外觀和電解質電容器的內部結構。
(1)結合教材、圖片，討論什么是電容器。
電容器是一種重要的電學元件。在兩個相距很近的導體中間夾上一層絕緣物質，就組成一個電容器。
鋁箔
鋁箔
電解紙(絕緣體)
學習目標
情境導入
新課講解
小試牛刀
課堂小結
(2)最簡單的電容器應該是什么樣子的？
兩塊平行而且靠近的金屬板，可以組成一個最簡單的電容器——平行板電容器。這兩個金屬板叫作電容器的極板。
學習目標
情境導入
新課講解
小試牛刀
課堂小結
一、電容器
１.構造：
任何兩個彼此絕緣又相距很近的導體組成一個電容器。
平行板電容器
電容器的極板
電容器的極板
電介質
學習目標
情境導入
新課講解
小試牛刀
課堂小結
二、使電容器的兩個極板分別帶上等量的異種電荷，這個過程叫充電
U
+ + + + + +
-Q
+Q
- - - - - -
Q↑、U ↑、E ↑
穩定后不變
G
（1）兩極板帶等量異種電荷；（2）兩極板間有與電源相等的電壓；
（3）兩極板間有勻強電場； （4）兩極板間儲存有電場能。
電能
電場能
充電完成后：
學習目標
情境導入
新課講解
小試牛刀
課堂小結
三、已經充電的電容器兩極板上的電荷的中和過程，叫放電。
Q↓、U ↓、E ↓
穩定后均為零
其他
電場能
（1）兩極板帶電量為0； （2）兩極板間電壓U=0；
（3）兩極板間場強E=0； （4）兩極板間無電場能。
放電完成后：
學習目標
情境導入
新課講解
小試牛刀
課堂小結
U
+ + + + + +
-Q
+Q
- - - - - -
G
知識點 電容
(1)定義：電容器所帶電量Q與電容器兩極間的電壓U的比值，叫電容器的電容。
(2)公式：C＝????????.
?
＋ ＋ ＋ ＋ ＋ ＋ ＋ ＋
－ － － － － － － －
＋Q
－Q
容納電荷的本領，
與水桶截面積S類比
學習目標
情境導入
新課講解
小試牛刀
課堂小結
(3)單位：在國際單位制中，電容的單位是法拉，簡稱法，符號是F，常用單位還有微法（μF）和皮法（pF）
1 F＝106 μF＝1012pF.
?
學習目標
情境導入
新課講解
小試牛刀
課堂小結
(4)物理意義：表示電容器容納電荷本領的物理量．
(5)電容由電容器本身的構造決定：
電容器的電容是反映電容器容納電荷本領的物理量，用比值 來定義，但它卻是由電容器自身的構造決定的，與所帶電荷量Q和所加電壓U無關．即使電容器不帶電，其電容仍然存在，并且是一個確定的值
學習目標
情境導入
新課講解
小試牛刀
課堂小結
電容器帶電與水桶盛水類比
h =1 cm
h =2 cm
V = 1 dm3
V = 2 dm3
V與h成正比
V/h是定值
水桶截面積
學習目標
情境導入
新課講解
小試牛刀
課堂小結
h = 1 cm
h = 2 cm
V = 1 dm3
V = 2 dm3
水桶V/h=S越大，容納水的本領越強
S與V 、 h無關
學習目標
情境導入
新課講解
小試牛刀
課堂小結
　　電容器的電容由本身結構決定，與Q、U無關。那么，電容大小具體是由什么決定的呢？
　　可能有板間距離d、正對面積S、板間介質的絕緣性能等。
學習目標
情境導入
新課講解
小試牛刀
課堂小結
定性研究幾個因素對電容的影響，需要考慮以下幾個問題：
(1)影響電容的因素不止一個，設計實驗時需要注意什么？
(2)改變結構可以改變 C 的大小，那么，C 的大小變化如何確定？
(3)電荷量 Q 和電勢差 U 如何處理？
學習目標
情境導入
新課講解
小試牛刀
課堂小結
　　設計實驗方案時，需要注意下列幾點：
　　(1)實驗過程中要注意控制變量。
　　(2)結合電容的定義式C = ????????，明確可由電荷量 Q 和電勢差 U 得出電容C。
　　(3)明確電容器帶電后斷開電源，可以保持電荷量 Q 不變；可以利用靜電計指針的偏角顯示電勢差 U 的大小。
?
學習目標
情境導入
新課講解
小試牛刀
課堂小結
　　實驗現象及數據：
　　(1)如圖甲所示，減小S，偏角增大。
　　(2)如圖乙所示，增大d，偏角增大。
　　(3)如圖丙所示，插入電介質，偏角減小。
甲
乙
丙
學習目標
情境導入
新課講解
小試牛刀
課堂小結
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
真空 =1
學習目標
情境導入
新課講解
小試牛刀
課堂小結
　　實驗結論：
　　減小正對面積、增大板間距可以減小電容；插入電介質，可以增大電容。理論分析表明，平行板電容器的決定式為C=????r????4π???????? 。
　　εr是一個常數，與電介質的性質有關，叫作電介質的相對介電常數。
?
學習目標
情境導入
新課講解
小試牛刀
課堂小結
幾種常用電介質的相對介電常數
電介質
空氣
煤油
石蠟
陶瓷
玻璃
云母
水
1.0005
2
6
6～8
4～11
2.0～2.1
81
空氣的相對介電常數與1十分接近，研究中，空氣對電容的影響一般可以忽略。
學習目標
情境導入
新課講解
小試牛刀
課堂小結
PART 04
小試牛刀
學習目標
情境導入
新課講解
小試牛刀
課堂小結
1.（多選）對于給定的電容器，在描述電容C、帶電量Q、電勢差U之間的關系中（電容器未擊穿），正確的是( )
A. B.
C. D.
BC
學習目標
情境導入
新課講解
小試牛刀
課堂小結
答案：BC
解析：AC.對于給定的電容器，其電容C一定， 圖像平行于橫軸，故A錯誤，C正確。
BD.對于給定的電容器，其電容C一定，電量
Q與U成正比， 圖像是過原點的傾斜的直線，故B正確，D錯誤。
學習目標
情境導入
新課講解
小試牛刀
課堂小結
2.電容器外殼上的“2 200 μF”表示該電容器的( )
A.額定電流 B.電荷量 C.電容 D.額定電壓
C
答案：C解析：電容器外殼上的“2 200 μF”，由單位μF可知是電容器的電容的單位，所以電容器外殼上的'2 200 μF”表示該電容器的電容，故選C。
學習目標
情境導入
新課講解
小試牛刀
課堂小結
3.電容器充電過程中，下列說法正確的是( )
A.電容器的電荷量保持不變
B.電容器的電荷量逐漸增大
C.電容器兩極板間的電勢差保持不變
D.電容器兩極板間的電勢差逐漸減小
B
學習目標
情境導入
新課講解
小試牛刀
課堂小結
答案：B
解析：AB.根據電容器充放電規律，充電過程中，電容器所帶電荷量逐漸增大，故A錯誤，B正確;
CD.由
可知C恒定，充電過程中，電荷量逐漸增大，電容器極板間的電壓逐漸增大，故CD錯誤。
學習目標
情境導入
新課講解
小試牛刀
課堂小結
4.如圖所示平行板電容器與電動勢為E的直流電源連接，下極板接地，靜電計所帶電荷量很少，可忽略，開關閉合，穩定時一帶電的油滴靜止于兩極板間的P點，若斷開開關K，將平行板電容器的下極板豎直向上平移一小段距離，則下列說法正確的是( )
A.帶電油滴向上運動
B.靜電計指針的張角變大
C.P點電勢變小
D.帶電油滴的電勢能變小
C
學習目標
情境導入
新課講解
小試牛刀
課堂小結
答案：C
解析：B.斷開開關K，電容器帶電量不變，則由 、
可得
將平行板電容器的下極板豎直向上平移一小段距離，板間間距減小，則電壓減小，可知靜電計指針的張角變小，故B錯誤；
ACD.電場強度為
改變間距，電場強度不變，帶電油滴不動，由
由于P到下極板距離 變小，則可知P點電勢變小，根據題意可知，液滴帶負電，則帶電油滴的電勢能 ，電勢能變大，故AD錯誤C正確。
學習目標
情境導入
新課講解
小試牛刀
課堂小結
5.如圖所示，一平行板電容器充電后與電源斷開，這時電容器的電荷量為Q，P是電容器內一點，電容
器的上極板與大地相連，下列說法正
確的是( )
A.若將電容器的上極板左移一點，則兩板間場強減小
B.若將電容器的下極板上移一點，則P點的電勢升高
C.若將電容器的下極板上移一點，則兩板間電勢差增大
D.若將電容器的下極板上移一點，則兩板間電勢差減小
D
學習目標
情境導入
新課講解
小試牛刀
課堂小結
答案：D
解析：A.平行板電容器充電后與電源斷開后，電容器的電量不變，電容器上板左移，正對面積減小，電容C減小，由 分析可知U增大，板間場強 ，d不變，則E增大。故A錯誤；
BCD.將電容器的下板上移一點，板間距離減小，電容C增大，由
分析得知：Q不變，兩板間電勢差減小.又由
，可知板間場強不變，則P與上板的電勢差不變，上板電勢為零，則P點電勢不變.故BC錯誤，D正確。
PART 05
課堂小結
學習目標
情境導入
新課講解
小試牛刀
課堂小結
①電容器
（1）構造：兩個彼此絕緣又相距很近的導體都可以看成一個電容器.
（2）電容器的充電：兩極板的電荷量Q增加，板間電壓U增大，板間場強E增大，電源的能量不斷儲存在電容器中.
（3）電容器的放電：兩極板的電荷量Q減少，板間電壓U減小，板間場強E減小，電容器把儲存的能量通過電流做功轉化為電路中其他形式的能量.
（4）電容器所帶的電荷量：電容器一個極板所帶電荷量的絕對值.
上下兩極板帶等量的正、負電荷
學習目標
情境導入
新課講解
小試牛刀
課堂小結
②電容
（1）公式： .
（2）單位：法拉（F），其他單位還有微法（μF）和皮法（pF），
1F=106 μF=1012 pF.
（3）物理意義：電容是表示電容器容納電荷本領的物理量，是由電容器本身的性質（導體大小、形狀、相對位置及電介質）決定的，與電容器是否帶電無關.
未連接電源時，Q不變，連接電源時，U不變
學習目標
情境導入
新課講解
小試牛刀
課堂小結
③平行電容板的電容
（1）決定因素：平行板電容器的電容C與相對介電常數 成正比，跟正對面積S成正比，跟極板間的距離d成反比.
（2）決定式：板間真空時 ，板間有介質時 .
（3）平行板電容器間的電場：可以認為是勻強電場且 ，U為兩極板間的電壓，d為兩極板間的距離.
電容器的結構決定了電容器的電容大小
感謝觀看

展開更多......

收起↑