《电容器的电容》课件人教版高中物理
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静电场
8 电容器的电容
高中物理 选修 3-1
1 静电平衡 2 静电平衡导体的特点 3 静电屏蔽 4 尖端放电
电容器
静电场
高中物理 选修 3-1
1 电容器是常见电路元件之一
静电场
高中物理 选修 3-1
2 电容器是什么
通俗地说，电容器就是容纳电荷的容器
专业化术语：任何两个彼此绝缘又相距
很近的导体，就构成了电容器 导体
•
3.但是在经常刮大风的海岛上，这类 昆虫却 因为不 能飞行 而避免 了被海 风吹到 海里淹 死。
•
4.当一个线圈中的电流变化时，它产 生的变 化的磁 场不仅 在邻近 的电路 中激发 出感应电动势，同样也在它本身激 发出感 应电动 势。 这种现象称为自感 ，由于自感而产生的感应电动势叫做自 感电动 势。
1 μF = 103 pF
静电场
高中物理 选修 3-1
例2 关于电容器的电容的说法中正确
的是
（ CD ）
A.电容器的电容越大，所带电量越多
B. 电容器不带电时，其电容为零
C. 电容在数值上等于使两板间的电势
差为 1 V 时电容器所带的电量
D. 对一个确定的电容器来说，其两板
所带的电量与两板间电势差成正比
静电场
高中物理 选修 3-1
例5 如图，水平放置平行板间有一带 电液滴恰好静止。下列操作中可以 使液滴向下运动的是 （ B ） A. 不断开电源，两极板水平错开 B. 不断开电源，增大极板间距离 C. 断开电源，两极板水平错开 D. 断开电源，减小两极板间距离
SP
静电场
高中物理 选修 3-1
例6 如图所示,平行金属板 A、B 组成 的电容器，充电后与静电计相连.要使 静电计指针张角变大，下列措施中可 行的是 （ ）
插入电介质，则 E _增__大___
静电场
4 基础应用研究
高中物理 选修 3-1
例4 电容器充电，然后断开开关。当 增大两极板间距离时，电容器所
带电量 Q、电容C、两极板间场
强 E、U 的变化情况是（ C ）
A. Q变小、C 不变、U 不变、E 变小 B. Q变小、C 变小、 U 不变、E 不变 C. Q不变、C 变小、 U 变大、E 不变 D. Q不变、C 变小、 U 变小、E 变小
静电场
高中物理 选修 3-1
② 电容器的电容
电容器所带的电量 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，用 C 表示。
③ 公式
Q
C
=
— U
④ 单位 法拉 简称：法 符号：F
1F＝1C/V
⑤ 意义 表示电容器容纳电荷本领
静电场
高中物理 选修 3-1
⑥ 电容器电容的一种测量方法 12
接计算机 电流 R 传感器 C
E
+- 8V
电容器放电电路 问题1 竖直狭长矩形面 积的物理意义？ 问题2 如何求电荷量？
问题3 如何求电容 C？
静电场
⑦ 对电容的认识与理解
高中物理 选修 3-1
例1 对于电容的认识正确的是（ A ）
A. 电容器的电容表示其储存电荷的能力 B. 电容器的电容与它所带电量成正比 C. 电容器的电容与它两极间电势差成反比 D. 电容器电容的单位有 μF 和 pF
静电场
电容器充电后，开关断开
保持不变的量是 电__容__器__所__带__电__量___Q_
高中物理 选修 3-1
+++-
E
U = —d =
Q — Cd
=
4πkQ ———
εrS
改变板间距 d，则 E
___不__变____
S 增大，则 E ___减__小____
S 减小，则 E ___增__大____
A. 将 A 板向上移动 B. 将 B 板向右移动 C. 将 A、B 之间充满电介质 D. 将 A 板放走部分电荷
常用电容器
1 分类： ① 固定电容器
静电场
高中物理 选修 3-1
注意正负极
+
② 可变电容器
静电场
2 电容器参数
高中物理 选修 3-1
① 额定电压 电容器正常工作时的最大电压
② 击穿电压 加在电容器两极板上的电压不能超 过某一个限度，超过这个限度，电 介质将被击穿，这个电压称为击穿 电压 同一电容器： 击穿电压 > 额定电压
C 的变化？
Q Q 不变 U 增大，则C 减小
C = —U
U 减小，则C 增大
④ 研究过程： 实验装置介绍
静电场
高中物理 选修 3-1
θ 角大，电势差大
静电场
高中物理 选修 3-1
实验现象观察
平行板电 容器电容 与极板距 离关系
平行板电容 器电容与极 板正对面积 关系
平行板电 容器电容 与电介质 关系
距离 d 保持不变时，正对面积 S 越大 ，C 越大
距离 d、正对面积 S 保持不变时， 插入介质，电容 C 变化
静电场
理论分析表明：
高中物理 选修 3-1
真空平行板电容器电容 C
C = ——S — 4πkd
充电介质平行板电容器电容 C C = —ε—r S— 4πkd
其中：εr 相对介电常数
静电场
（以上填“变大”、“变小”或“不变” ） ；如果把动片全部旋出来，
则电容_最__大___（填“最大”或“最 小”）。
静电场
高中物理 选修 3-1
•
1.因为种群是由许多个体组成的，每 个个体 的细胞 中都有 成千上 万个基 因，这 样，每 一代就 会产生 大量的 突变。
•
2.有翅的昆虫有时会出现残翅和无翅 的突变 类型， 这类昆 虫在正 常情况 下很难 生存下 去。
充电 其电他能能 电场能 放电
6 电容器充放电电流
充电电流 流向正极板 放电电流 流向负极板
7 电容器的带电量 一个极板所带的电量的绝对值 Q
静电场
电容器的电容
高中物理 选修 3-1
1 水容器盛装水的能力大小描述
h
h
A
B
C
问题1 水位每升高 h，试比较 A、B、C 的储水量
问题2 问题3
哪个储水本领大？ 如何反映其储水本领？
2 影响平行板电容器的电容的因素 ① 猜想：间距、正对面积、电介质
静电场
高中物理 选修 3-1
② 研究方法：—— 控制变量
相同正对面积 S 和电介质，研究 C 与 d 关系 相同间距 d 和电介质，研究 C 与 S 关系 相同间距 d 和正对面积 S，研究 C 与 ε 关系
③ 研究思路：
问题：如何直观地确定电容器电容
3 辨别
静电场
高中物理 选修 3-1
例7 某电解电容器上标有 “25V470μF” 的字样
，对此，下述说法中正确的是（ B）
A.当电容器两极额间定电电压压2是5V2是5电V 容时器，正电常容工器的电 容才是 470μ作F 时两极板上的最大电压
B.电容器两极间电压必须是 25V 时，电容器才 能正常工作
C.电容电器容器两的极电间压电多压数必情须在直流25V以下时， 电容况器下才是交能流正电常压工作
D. 这种电容器使用时，必须考虑电容器的两根 引线的极性
静电场
高中物理 选修 3-1
例8 把可变电容器的动片 旋进去一些，电容器 的电容_减__小___；如果 把两板间的电介质由空气换成陶 瓷，则电容_增__大___；如果增大两 板间的电势差，则电容_不__变___
•
5.通过学习并理解盖斯定律的内容,能 用盖斯 定律进 行有关 反应热 的简单 计算,培 养宏观 辨识与 微观探 析的核 心素养 。
•
6.通过学会有关反应热计算的方法技 巧,进一 步提高 化学计 算的能 力。
•
7.人生的苦难和挫折,实在是对人生的 一种造 就,战胜 挫折和 苦难就 会赢得 财富。
•
8.今天我们领悟了昌耀的人生体验,明 天我们 也要像 他那样 用自己 的顽强 意志去 直面挫 折,即使 身处孤 绝之境 ，也要 笑对人 生，走 向成功 的彼岸 ！
水 深—量 度—Qh
=
截面积
S
水容
2 电容
静电场
பைடு நூலகம்
高中物理 选修 3-1
① 电容器电量 Q 与电势差 U 关系
Q ---------
+++++++++
实一电两U 个极验量成--------------- 电表板正Q容明间与比器：电电+++++++++++++++所势容带差器
0
U
UU11==21VV
即：UU—UQ22==21V=V 常量
动画模拟
因素
间距 d
面积 S
电 介质
静电场
实验现象记录
高中物理 选修 3-1
物理量
增大 减小 增大
偏角 增大 减小 减小
减小 增大
插入 减小 改变 改变
电势差 增大 减小 减小
增大 减小 改变
电容 减小 增大 增大
减小 增大 改变
实验结论
静电场
高中物理 选修 3-1
正对面积 S 保持不变时，距离 d 越 大，C 越小
静电场
高中物理 选修 3-1
例 3 有一正充电的平行板电容器， 若使它的电荷量减少 3×10-4C， 其电压降为原来的三分之一，
则电容器原来的带电量可能是 __4_.5_×__1_0_-_4C______ C.
静电场
平行板电容器的电容
高中物理 选修 3-1
1 平行板电容器
两个极板是相互平行导体的电容器 叫做平行板电容器
高中物理 选修 3-1
3 平行板两极板间的电场
忽略边缘效应，平行板电容器间电
场视为匀强电场
+-
开关始终闭合
++-
保持不变的量是
两__板__间__电__势__差__U_
U E = —d
d 增大，则 E __减__小_____ d 减小，则 E __增__大_____ 改变正对面积，则 E _不__变___
3 电容器结构 电
电极
介 质
介电常数ε 绝缘体
静电场
高中物理 选修 3-1
4 电容器的作用 —— 充电与放电
1S
E
S 2S
A
+Q -Q
+-
-+
C
-+ -+
U
① 开关 S 接到 1 —— 电容器充电 ② 开关 S 接到 2 —— 电容器放电
静电场
高中物理 选修 3-1
5 电容器充放电的能量变化过程
8 电容器的电容
高中物理 选修 3-1
1 静电平衡 2 静电平衡导体的特点 3 静电屏蔽 4 尖端放电
电容器
静电场
高中物理 选修 3-1
1 电容器是常见电路元件之一
静电场
高中物理 选修 3-1
2 电容器是什么
通俗地说，电容器就是容纳电荷的容器
专业化术语：任何两个彼此绝缘又相距
很近的导体，就构成了电容器 导体
•
3.但是在经常刮大风的海岛上，这类 昆虫却 因为不 能飞行 而避免 了被海 风吹到 海里淹 死。
•
4.当一个线圈中的电流变化时，它产 生的变 化的磁 场不仅 在邻近 的电路 中激发 出感应电动势，同样也在它本身激 发出感 应电动 势。 这种现象称为自感 ，由于自感而产生的感应电动势叫做自 感电动 势。
1 μF = 103 pF
静电场
高中物理 选修 3-1
例2 关于电容器的电容的说法中正确
的是
（ CD ）
A.电容器的电容越大，所带电量越多
B. 电容器不带电时，其电容为零
C. 电容在数值上等于使两板间的电势
差为 1 V 时电容器所带的电量
D. 对一个确定的电容器来说，其两板
所带的电量与两板间电势差成正比
静电场
高中物理 选修 3-1
例5 如图，水平放置平行板间有一带 电液滴恰好静止。下列操作中可以 使液滴向下运动的是 （ B ） A. 不断开电源，两极板水平错开 B. 不断开电源，增大极板间距离 C. 断开电源，两极板水平错开 D. 断开电源，减小两极板间距离
SP
静电场
高中物理 选修 3-1
例6 如图所示,平行金属板 A、B 组成 的电容器，充电后与静电计相连.要使 静电计指针张角变大，下列措施中可 行的是 （ ）
插入电介质，则 E _增__大___
静电场
4 基础应用研究
高中物理 选修 3-1
例4 电容器充电，然后断开开关。当 增大两极板间距离时，电容器所
带电量 Q、电容C、两极板间场
强 E、U 的变化情况是（ C ）
A. Q变小、C 不变、U 不变、E 变小 B. Q变小、C 变小、 U 不变、E 不变 C. Q不变、C 变小、 U 变大、E 不变 D. Q不变、C 变小、 U 变小、E 变小
静电场
高中物理 选修 3-1
② 电容器的电容
电容器所带的电量 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，用 C 表示。
③ 公式
Q
C
=
— U
④ 单位 法拉 简称：法 符号：F
1F＝1C/V
⑤ 意义 表示电容器容纳电荷本领
静电场
高中物理 选修 3-1
⑥ 电容器电容的一种测量方法 12
接计算机 电流 R 传感器 C
E
+- 8V
电容器放电电路 问题1 竖直狭长矩形面 积的物理意义？ 问题2 如何求电荷量？
问题3 如何求电容 C？
静电场
⑦ 对电容的认识与理解
高中物理 选修 3-1
例1 对于电容的认识正确的是（ A ）
A. 电容器的电容表示其储存电荷的能力 B. 电容器的电容与它所带电量成正比 C. 电容器的电容与它两极间电势差成反比 D. 电容器电容的单位有 μF 和 pF
静电场
电容器充电后，开关断开
保持不变的量是 电__容__器__所__带__电__量___Q_
高中物理 选修 3-1
+++-
E
U = —d =
Q — Cd
=
4πkQ ———
εrS
改变板间距 d，则 E
___不__变____
S 增大，则 E ___减__小____
S 减小，则 E ___增__大____
A. 将 A 板向上移动 B. 将 B 板向右移动 C. 将 A、B 之间充满电介质 D. 将 A 板放走部分电荷
常用电容器
1 分类： ① 固定电容器
静电场
高中物理 选修 3-1
注意正负极
+
② 可变电容器
静电场
2 电容器参数
高中物理 选修 3-1
① 额定电压 电容器正常工作时的最大电压
② 击穿电压 加在电容器两极板上的电压不能超 过某一个限度，超过这个限度，电 介质将被击穿，这个电压称为击穿 电压 同一电容器： 击穿电压 > 额定电压
C 的变化？
Q Q 不变 U 增大，则C 减小
C = —U
U 减小，则C 增大
④ 研究过程： 实验装置介绍
静电场
高中物理 选修 3-1
θ 角大，电势差大
静电场
高中物理 选修 3-1
实验现象观察
平行板电 容器电容 与极板距 离关系
平行板电容 器电容与极 板正对面积 关系
平行板电 容器电容 与电介质 关系
距离 d 保持不变时，正对面积 S 越大 ，C 越大
距离 d、正对面积 S 保持不变时， 插入介质，电容 C 变化
静电场
理论分析表明：
高中物理 选修 3-1
真空平行板电容器电容 C
C = ——S — 4πkd
充电介质平行板电容器电容 C C = —ε—r S— 4πkd
其中：εr 相对介电常数
静电场
（以上填“变大”、“变小”或“不变” ） ；如果把动片全部旋出来，
则电容_最__大___（填“最大”或“最 小”）。
静电场
高中物理 选修 3-1
•
1.因为种群是由许多个体组成的，每 个个体 的细胞 中都有 成千上 万个基 因，这 样，每 一代就 会产生 大量的 突变。
•
2.有翅的昆虫有时会出现残翅和无翅 的突变 类型， 这类昆 虫在正 常情况 下很难 生存下 去。
充电 其电他能能 电场能 放电
6 电容器充放电电流
充电电流 流向正极板 放电电流 流向负极板
7 电容器的带电量 一个极板所带的电量的绝对值 Q
静电场
电容器的电容
高中物理 选修 3-1
1 水容器盛装水的能力大小描述
h
h
A
B
C
问题1 水位每升高 h，试比较 A、B、C 的储水量
问题2 问题3
哪个储水本领大？ 如何反映其储水本领？
2 影响平行板电容器的电容的因素 ① 猜想：间距、正对面积、电介质
静电场
高中物理 选修 3-1
② 研究方法：—— 控制变量
相同正对面积 S 和电介质，研究 C 与 d 关系 相同间距 d 和电介质，研究 C 与 S 关系 相同间距 d 和正对面积 S，研究 C 与 ε 关系
③ 研究思路：
问题：如何直观地确定电容器电容
3 辨别
静电场
高中物理 选修 3-1
例7 某电解电容器上标有 “25V470μF” 的字样
，对此，下述说法中正确的是（ B）
A.当电容器两极额间定电电压压2是5V2是5电V 容时器，正电常容工器的电 容才是 470μ作F 时两极板上的最大电压
B.电容器两极间电压必须是 25V 时，电容器才 能正常工作
C.电容电器容器两的极电间压电多压数必情须在直流25V以下时， 电容况器下才是交能流正电常压工作
D. 这种电容器使用时，必须考虑电容器的两根 引线的极性
静电场
高中物理 选修 3-1
例8 把可变电容器的动片 旋进去一些，电容器 的电容_减__小___；如果 把两板间的电介质由空气换成陶 瓷，则电容_增__大___；如果增大两 板间的电势差，则电容_不__变___
•
5.通过学习并理解盖斯定律的内容,能 用盖斯 定律进 行有关 反应热 的简单 计算,培 养宏观 辨识与 微观探 析的核 心素养 。
•
6.通过学会有关反应热计算的方法技 巧,进一 步提高 化学计 算的能 力。
•
7.人生的苦难和挫折,实在是对人生的 一种造 就,战胜 挫折和 苦难就 会赢得 财富。
•
8.今天我们领悟了昌耀的人生体验,明 天我们 也要像 他那样 用自己 的顽强 意志去 直面挫 折,即使 身处孤 绝之境 ，也要 笑对人 生，走 向成功 的彼岸 ！
水 深—量 度—Qh
=
截面积
S
水容
2 电容
静电场
பைடு நூலகம்
高中物理 选修 3-1
① 电容器电量 Q 与电势差 U 关系
Q ---------
+++++++++
实一电两U 个极验量成--------------- 电表板正Q容明间与比器：电电+++++++++++++++所势容带差器
0
U
UU11==21VV
即：UU—UQ22==21V=V 常量
动画模拟
因素
间距 d
面积 S
电 介质
静电场
实验现象记录
高中物理 选修 3-1
物理量
增大 减小 增大
偏角 增大 减小 减小
减小 增大
插入 减小 改变 改变
电势差 增大 减小 减小
增大 减小 改变
电容 减小 增大 增大
减小 增大 改变
实验结论
静电场
高中物理 选修 3-1
正对面积 S 保持不变时，距离 d 越 大，C 越小
静电场
高中物理 选修 3-1
例 3 有一正充电的平行板电容器， 若使它的电荷量减少 3×10-4C， 其电压降为原来的三分之一，
则电容器原来的带电量可能是 __4_.5_×__1_0_-_4C______ C.
静电场
平行板电容器的电容
高中物理 选修 3-1
1 平行板电容器
两个极板是相互平行导体的电容器 叫做平行板电容器
高中物理 选修 3-1
3 平行板两极板间的电场
忽略边缘效应，平行板电容器间电
场视为匀强电场
+-
开关始终闭合
++-
保持不变的量是
两__板__间__电__势__差__U_
U E = —d
d 增大，则 E __减__小_____ d 减小，则 E __增__大_____ 改变正对面积，则 E _不__变___
3 电容器结构 电
电极
介 质
介电常数ε 绝缘体
静电场
高中物理 选修 3-1
4 电容器的作用 —— 充电与放电
1S
E
S 2S
A
+Q -Q
+-
-+
C
-+ -+
U
① 开关 S 接到 1 —— 电容器充电 ② 开关 S 接到 2 —— 电容器放电
静电场
高中物理 选修 3-1
5 电容器充放电的能量变化过程