电容器的电容 课件-2023-2024学年高二上学期物理人教版（2019）必修第三册

10.4电容器的电容“上海智造”超级电容车今在公交26路投运

民生社会

新民晚报

2019-09-2709:53情境与思考电容器电容器内部的构造是怎样的？它是怎样“装进”和“倒出”电荷的呢？莱顿瓶是一种最早用来贮存电荷的“容器”莱顿瓶各种各样的电容器一、电容器任何两个彼此绝缘又相距很近的导体组成一个电容器。

电介质电容器的极板电容器的极板１.作用：“装”电荷2.结构：导体导体绝缘体二、电容器的充放电电容器的充电++++++------——使电容器两个极板带上等量异种电荷的过程＋Q-Q两板分别带等量异种电荷，每个极板带电量的绝对值叫电容器的带电量Q能量转换角度：电源的能量转换为电容器中的电场能E++++++------＋Q-QE电容器的放电——将充电后的电容器两极用导线接通，两极失去电荷的过程U=0能量转换角度：电容器中的电场能电路中其他形式的能二、电容器的充放电观察电容器的充、放电现象充电：开关S接1，现象？放电：开关S接2，现象？电压变化电流变化电流方向极板电荷量变化板间电场强度S接1S接2电压变化电流变化电流方向极板电荷量变化板间电场强度S接1S接2增大至稳定减小至0从左至右增大增大减小减小减小至0减小至0从右至左电容器的放电用传感器观察电容器的放电过程放电：开关S接1后接2现象：电容器放电过程利用I-t图像测量电荷量QQ=I1t1ItItI1t1I-t图像“面积”表示电荷量电容器放电过程I-t图像，是瞬间放电。三、电容想一想：怎样比较电容器的储存电荷能力呢？1cm圆柱形水容器的储水问题不同容器，使其中的水位h升高1cm，所需水量Q是不同的，那怎样去表示容器的储水能力呢？

那表示电容器储存电荷的能力能否也用这个想法呢？

实验：用传感器探究电容器两极板间电势差与所带电荷量的关系实验探究2：用传感器探究电容器放电过程电荷量Q与电压U的关系问题2：改变电容器两端电压U，测得多组I-t图象，计算每次电容器释放电荷量Q，得到如下实验数据：第一次第二次第三次第四次电压U/V1.613.244.886.52电荷量Q/×10-3C0.37500.77841.18941.5853/×10-3C·V-10.2330.2400.2440.242

三、电容

1.定义：电容器所带的电荷量Q与电容器两极板间的电势差U的比值，叫做电容器的电容。

三、电容3.物理意义：表示电容器容纳电荷本领的物理量。4.单位：电容的单位是法拉，简称法，符号是F。常用的单位还有微法（μF）和皮法（pF）:1μF=10-6F1pF=10-12F问题：能否说电容C与电荷量Q成正比，与电压U成反比呢？注意：不能。因为电容C表示电容器储存电荷的本领，只与电容器自身结构有关，与电荷量Q和电压U无关。

三、电容猜想:平行板电容器的电容的大小可能由哪些因素决 定呢？四、平行板电容器的电容间距d正对面积s电介质思考怎样使电容器所带的电荷量不变？将电容器充电后与电源断开由得：当Q不变时，C的变化可由U的变化反映出来，例如：U变大时，表示C一定减小了。思考怎样测电容器两极板间的电势差的大小？它是由验电器改装而成的，它的金属球接一导体，金属外壳接另一导体，从指针的偏角可测出两导体间的电势差。静电计：测量电势差。几种电介质的介电常数εr电介质空气石蜡陶瓷玻璃云母介电常数1.00052.0~2.164~116~8注意：一般性研究中，空气对电容的影响可忽略C和d成反比C与S成正比C与ε成正比相对介电常数正对面积静电力常量两极板间的距离（平行板电容器）平行板电容器的电容大小课堂练习1.（1）有一个已充电的电容器，两极板之间的电压为3V，所带电荷量为4.5×10-4C，此电容器的电容是多少？

课堂练习（2）将电容器的电压降为2V，电容器的电容是多少？所带电荷量是多少？①若电容器两极板间的电势差降为2V，电容器的电容不会改变，仍为1.5×10-4F；②电容器所带的电荷量为Q=CU=1.5×10-4×2C=3.0×10-4C课堂练习（3）若该电容器的击穿电压为10V，则电容器所带电荷量不会超过多少？电容器所带最多电荷量不超过Qmax=CUmax=1.5×10-4×10C=1.5×10-3C2.如图所示，平行板电容器已经充电，静电计的金属球与电容器的一个极板连接，外壳与另一个极板连接，静电计指针的偏转指示电容器两极板间的电势差。实验中保持极板上的电荷量Q不变。设电容器两极板正对面积为S，极板间的距离为d，静电计指针偏角为θ。下列关于实验现象的描述正确的是（）A.保持其他条件不变，只增大d，则θ变大B.保持其他条件不变，只减小d，则θ不变C.保持其他条件不变，只减小S，则θ变小D.保持其他条件不变，只在两板间插入电介质，则θ变大A