电容器的电容(公开课)

变
d均不变
d↑
S↓
分析
d↑ θ↑ C↓ S↓ θ↑ C↓
控制变量法实验方案
不变量 改变量
分析
保持Q和S不 保持Q和d不变 保持Q、S、
变
d均不变
d↑
S↓
在两极板间
插入电介质
d↑ θ↑ C↓ S↓ θ↑ C↓ θ↓ C↑
三、平行板电容器的电容
1.极板间是真空时：
C s
4 kd
2.极板间充满介质时： C r s 4 kd
2、平行板电容器充电后，切断与电源
的连接。在这种情况下，如增大d， 则C、 U、Q、E分别如何改变 ？
C变小、Q不变、U变大、E不变
结论
（1）若电容器保持与电源相连接，则两极板 间电势差保持不变，即U不变。
（2）若电容器与电源断开，则电容器的带带
电荷量保持不变。
Q
（3）根据公式 E U C Q
水容器储存水 水量V 高度差h 本领 V
h
电容器储存电荷
电容器与水容器的对比
水容器储存水 水量V 高度差h 本领 V
h
电容器储存电荷 电量Q
电容器与水容器的对比
水容器储存水 水量V 高度差h 本领 V
h
电容器储存电荷 电量Q
电势差U
电容器与水容器的对比
水容器储存水 水量V 高度差h 本领 V
h
2、可变电容器 通过改变两极间的 正对面积或距离来 改变电容
五、电容器使用时应注意的问题
1、电容器的击穿电压：
加在电容器两极板上的电压不能超过某一限度， 超过这个限度，电介质将被击穿，电容器损坏， 这个极限电压称为击穿电压。
2、电容器的额定电压：
电容器正常工作时的最大电压
额定电压低于击穿电压
3、注意电解电容器的极性
电容器储存电荷 电量Q
电势差U 本领 Q
U
二、电容
探究电容器带电量与极板间电势差之间的关系 实验器材：电动势为1.5V的电池三节、电池盒、电容器一个、 去掉电池的石英钟一个、带夹子的导线若干
电容器极板间电势差即电源电压；带电量由石英钟秒针 走过格数体现。
次数 充电电压
秒针走过的格数 （描述电容器的带电量）
[]
A．给平行板电容器充电时，使一板带正电，另一
板带等量负电，任何一板所带电量绝对值就是电容
器所带的电量
B．由公式C＝Q/U可知，电容器的电容随着带电量
的增加而变大
C．电容器的电容与它是否带电无关
D．给平行板电容器带电Q后保持电量不变，使两板
距离逐渐增大，则两板间的电压也随着增大，而两
板间的电场强度则保持不变
1 1.5V
2
2 3.0V
4
3 4.5V
6
二、电容
定义：电容器所带的电荷量Q与电容器两极板电势 差U的比值，叫做电容器的电容。
表达式：C Q U
单位： 法［拉］ F
常用单位： 微法（μF） 皮法（ p F ）
单位换算： 1μF=10-6F 1 pF= 10-6F
三、平行板电容器的电容
猜想：正对面积S ，距离d , 电解质等
例题
1、平行板电容器充电后，继续保持电 容器的两极板与电源相连，在这种情况下，如增
大两板间距d，则电容器电容C、板间电势差U、 电容器所带电量Q，板间场强E分别如何改变？
充电后，继续保持电容器与电源相连，电
容器两板间电势差U不变.如增大d，则由
， C rS 4k d
C 将减小，再，Q减小，依E=U/d，E将增大。
电容器的电容
人教版高中物理选修3-1
一、电容器
1.结构 导极 绝电 导极 体板 缘介 体板 体质
自主学习课本的第29页2、3段 有关电容器的充放电过程分析
充电过程
放电过程
电容器充放电实验
2、电容器的充放电 ①充电过程：
----有充电电流 ----电源提供的电荷移动， 堆积在极板上 ----板间场强增加 ----电势差增大
电场能增加
S
E
充电电流
C
Q
U
Q
②放电过程：
S
移动，通过导线中和 ----板间场强减弱 ----电势差减小
电场能减少
E
C 放电电流
U 0
思考：水杯容器的储水问题:
hV
2V 2h
水位差h，储水量V ;水位差2h,储水量2V.
如何反映水杯的储水本领？
水量V 深度h
电容器与水容器的对比
五、电容器使用时应注意的问题
1、电容器的击穿电压：
加在电容器两极板上的电压不能超过某一限度， 超过这个限度，电介质将被击穿，电容器损坏， 这个极限电压称为击穿电压。
2、电容器的额定电压：
电容器正常工作时的最大电压
额定电压低于击穿电压
3、注意电解电容器的极性
课堂练习
1.有一空气平行板电容器，仅增加两极板的 正对面积，其电容___增__大___；仅缩小极板间距离， 其电容______增__大;仅降低两极板间电压，其电容 ____不__变_;仅在两极板间充以介电常数较大的电介 质，其电容_____增__大__。
εr—是一个常数，与电介质的性质有关，称 为电介质的介电常数。
其中： S — 正对面积 d — 两板间距离 k — 静电常量
思考；电容的两种表达式有什么不同？
定义式 决定式
CQ U
适用于任何电容器
C r S 只适用于平行板电 4kd 容器
C与Q、U无关
反映C的决定因 素
例题：下列说法错误的有
2.一个电容器储存的电荷量是4×10-8C,两极 板间电压是2V。那么这个电容器的电容是 _________F，如果将所带电荷全部放掉，这个 电容器的电容是________F。
3.平行板电容器充电后断开电源，然 后将两极板间正对面积逐渐增大，则在此 过程中：（AD）。
A.电容器电容将逐渐增大； B.两极板间电场强度将逐渐增大； C. 两极板间电压保持不变； D.两极板上代电荷量保持不变。
控制变量法实验方案
不变量 改变量
分析
保持Q和d不 保持Q和S不变 保持Q、S、
变
d均不变
S
d
在两极板间 插入电介质
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控制变量法
控制变量法实验方案
不变量 改变量
保持Q和S不 保持Q和d不变 保持Q、S、
变
d均不变
d↑
分析 d↑ θ↑ C↓
控制变量法实验方案
不变量 改变量
保持Q和S不 保持Q和d不变 保持Q、S、
d d Cd
Q
S
d
Q
S
4kd 4k
即在电源断开的情况下 ，改变平行板间距，平行 板内的场强不发生变化。
四、常用电容器
1、固定电容器：电容固定不变 聚苯乙烯电容器 电解电容器 ： 正负极不能接反，不能接交流电
2、可变电容器 通过改变两极间的 正对面积或距离来 改变电容
四、常用电容器
1、固定电容器：电容固定不变 聚苯乙烯电容器 电解电容器 ： 正负极不能接反，不能接交流电