第10章 第4节 电容器的电容 —新教材人教版(2019)高中物理必修第三册课件

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第十章 静电场中的能量
物理（必修 · 第三册 RJ）
解析：根据 C＝4επrkSd知，d 增大，则电容减小，故 A 错误；静电计测 量的是电容器两端的电势差，因为电容器始终与电源相连，则电势差不变， 所以静电计指针张角不变，故 B 错误；电势差不变，d 增大，则电场强度 减小，P 点与上极板的电势差减小，则 P 点的电势增大，因为该电荷为负 电荷，则电势能减小，故 C 正确。电容器与电源断开，则电荷量不变，d 改变，根据 E＝Ud ＝CQd＝4πεrkSQ，知电场强度不变，则油滴所受电场力不变， 故 D 正确，故选 CD。
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第十章 静电场中的能量
【思维脉络】
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第十章 静电场中的能量
物理（必修 · 第三册 RJ）
课前预习反馈
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知识点 1 电容器 1．定义：任何两个彼此__绝__缘____又相距__很__近____的导体组成一个电
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第十章 静电场中的能量
探究 二
平行板电容器的动态分析
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情境导入
电容式触摸屏的结构示意图如图所示。 (1) 若 电 容 器 两 极 板 间 电 压 不 变 ， 极 板 间 距离减小，电容器所带电荷量如何变化？ (2) 若 电 容 器 所 带 电 荷 量 不 变 ， 极 板 间 距 离减小，电容器两极板间的电压如何变化？ 提示：(1)电压不变，距离减小，电容变大，电荷量变大；(2)电荷量 不变，距离减小，电容变大，电压减小。
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第十章 静电场中的能量
3．电容器动态变化的两类问题比较
分类
充电后与电池两极相连
不变量
U
d变大
C变小Q变小E变小
S变大
C变大Q变大E不变
εr变大
C变大Q变大E不变
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充电后与电池两极断开 Q
C变小U变大E不变 C变大U变小E变小 C变大U变小E变小
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第十章 静电场中的能量
通常是指电容器已容纳的电荷的数 量，由电容器的电容和所加电压共 同决定
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第十章 静电场中的能量
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2.C＝QU与 C＝4επrkSd的比较
内容
公式
C＝QU
C＝4επrkSd
公式特点
定义式
决定式
意义
对某电容器 Q∝U，但QU＝C 不变，反映容纳电荷的本领
平行板电容器，C∝εr，C∝S， C∝1d，反映了影响电容大小 的因素
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课内互动探究
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第十章 静电场中的能量
探究 一
对电容器及电容的理解
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情境导入
触摸屏(touch screen)又称为“触空面
板”，是一种可接收触头等输入信号的感应
式液晶显示装置。平板电脑、手机的触摸屏
很多采用的是电容式触摸屏，如图所示。它
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第十章 静电场中的能量
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思路引导：①将 C＝Q/U，C＝4επrkSd与 E＝F/q、E＝kQr2对比，弄清哪是 定义式，哪是决定式。
②由 C＝QU可推得 C＝ΔΔQU，有时应用很方便。 解析：电容器既然是储存电荷的容器，它里面有无电荷不影响其储存
电荷的能力，A 正确；电容器所带的电荷量指任一极板电荷量的绝对值，B 错；电容器的电容由电容器结构决定，不随带电量的变化而变化，C 错；C
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典例剖析
典例 1 下面关于电容器及其电容的叙述正确的是( A ) A．任何两个彼此绝缘而又相互靠近的导体，就组成了电容器，跟这 两个导体是否带电无关 B．电容器所带的电荷量是指每个极板所带电荷量的代数和 C．电容器的电容与电容器所带电荷量成反比 D．一个电容器的电荷量增加ΔQ＝1.0×10－6 C时，两极间电压升高 10 V，则电容器的电容无法确定
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典例剖析
典例 2 (多选)如图所示，平行板电容器与电动势为E的直流电源 (内阻不计)连接，下极板接地，静电计所带电量很少，可被忽略。一带负 电油滴被固定于电容器中的P点，现将平行板电容器的下极板竖直向下移 动一小段距离，则( CD )
A．平行板电容器的电容值将变大 B．静电计指针张角变小 C．带电油滴的电势能将减少 D．若先将上极板与电源正极的导线断开再将下极板向下移动一小段 距离，则带电油滴所受电场力不变
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第十章 静电场中的能量
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『想一想』
照相机的闪光灯是通过电容器供电的，拍照前先对电容器充电，拍
照时电容器瞬间放电，闪光灯发出耀眼的白光。照相机每次闪光前后，
能量发生怎样的变化？
解析：闪光前，电容器先充电，将其他形式的能(如化学能)转化为电 场能储存起来；然后放电，将电场能转化为光能释放出来。
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思路引导：(1)电容器的动态问题一般有两类：①Q 不变；②U 不变。 分析时要先确定是哪个量不变。
(2)分析思路一般是先由 C＝4επrkSd分析 C 的变化，再由 C＝QU分析 Q 或 U 的变化，进而由 E＝Ud 或 E＝4πεrkSQ分析 E 等其他相关量的变化。
联系
电容器容纳电荷的本领由 Q/U 来量度，由本身的结构(如平 行板电容器的 εr、S、d 等因素)来决定
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第十章 静电场中的能量
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特别提醒 C＝QU要求理解并应用，C＝4επrkSd只要求了解，可以结合 C＝4επrkSd，知
道 C 与什么因素有关。
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第十章 静电场中的能量
第十章 静电场中的能量
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A．图甲为可变电容器，动片旋出时可以使其与定片的距离增大，从 而改变电容
B．图乙为莱顿瓶，瓶内外锡箔相当于电容器的两个极板，可以用来 储存电荷
C．图丙中电容器只要与电源相连，电流表的示数始终不为零 D．图丁所示是电解电容器，击穿电压为80 V
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第十章 静电场中的能量
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解析：题图甲所示的电容器为可变电容器，动片旋出时与定片的距 离不变，通过减小极板间的正对面积，从而改变电容，故选项A错误；题 图乙构成一个简易的电容器，能够储存电荷，故选项B正确；题图丙，电 容器充电过程中，电流表的示数不为零，电路稳定时电流表的示数为 零，故选项C错误；题图丁是电解电容器，额定电压为80 V，小于击穿电 压，故选项D错误。
3．电容的决定式
εrS C＝____4_π_k_d___。
(1)k为静电力常量。
(2)εr是一个常数，与电介质的性质有关，称为电介质的相对介电常
数。
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第十章 静电场中的能量
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知识点 4 常用电容器
按电介质分： 聚苯乙烯 电容器、陶瓷电容器、 电解
分类电容器等。 按电容是否可变分： 可变 电容器和 固定 电容器。
增大。( √ )
(5)其他条件不变时，平行板电容器的电容随极板间距离的增大而增
大。( × )
(6)任何电介质的相对介电常数都大于1。( √ )
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第十章 静电场中的能量
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『选一选』
(2019·海南省嘉积中学高二上学期期末)关于下列四幅图的叙述正确
的是( B )
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第十章 静电场中的能量
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2．处理思路 (1)确定不变量，分析是电压不变还是所带电荷量不变。 (2)用决定式 C＝4επrkSd分析平行板电容器电容的变化。 (3)用定义式 C＝QU分析电容器所带电荷量或两极板间电压的变化。 (4)用 E＝Ud 分析电容器极板间场强的变化。
＝QU＝ΔΔQU，可求电容器的电容，D 错。
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第十章 静电场中的能量
Leabharlann Baidu物理（必修 · 第三册 RJ）
对点训练
1．(2020·河北省承德市高二上学期期末)某电容器上标有“100 μF 220 V”(如图所示)，则( C)
A．该电容器加的电压可以长时间高于220 V B．该电容器加上110 V电压时，其电容为50 μF C．该电容器加上220 V电压时，其所带电荷量为2.2×10－2 C D．该电容器的最大电容为100 μF，当其带电荷量较少时，电容小于 20 μF
第十章
静电场中的能量
4．电容器的电容
目标体系构建 课前预习反馈 课内互动探究 核心素养提升 课堂达标检测 夯基提能作业
第十章 静电场中的能量
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目标体系构建
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第十章 静电场中的能量
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【学习目标】 1．知道电容器和平行板电容器的概念。 2．理解电容的定义、定义式和单位，并会应用定义式进行有关计 算。 3．了解平行板电容器的电容大小的决定因素。 4．认识常用的电容器。
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解析：220 V是该电容器的额定电压，是可以长时间工作的最大电 压，所以该电容器不能长时间工作在大于220 V的电压下，故A错误；电 容器的电容与电容器板间电压无关，加电压或不加电压、电荷量多或少 时，电容都是100 μF，故BD错误；该电容器加上220 V电压时，其所带 电荷量为Q＝UC＝220×100×10－6 C＝2.2×10－2 C，故C正确。
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知识点 3 平行板电容器的电容
1．结构
由两个__相__互__平__行____且彼此绝缘的金属板构成。
2．电容的决定因素
平行板电容器的电容C跟相对介电常数εr成____正__比__，跟极板正对面 积S成_____正__比_，跟极板间的距离d成____反__比__。
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第十章 静电场中的能量
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要点提炼
1．两类基本问题 (1)电容器和一电源相连，让电容器的某一物理量发生变化，求其他 物理量的变化。处理原则：电容器上的电压不变。 (2)电容器和电源连接后再断开，电容器的某一物理量发生变化，求 其他物理量的变化。处理原则：电容器上的电荷量不变。
知识点 2 电容 1．定义 电容器所带___电__荷__量___与两极板间__电__势__差____的比值叫电容。 2．定义式 Q C＝___U___；C与Q、U无关，仅由电容器本身决定。 3．物理意义 是描述电容器__容__纳__电__荷____本领大小的物理量，数值上等于使电容
器两极板间的电势差增加____1_V____所增加的带电量．
是通过什么方式来改变电容的？
提示：触摸屏一般是通过改变手指和屏幕的距离、接触面积来改变
电容的。
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第十章 静电场中的能量
要点提炼 1．概念辨析
电容器
电容
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带电荷量
是一个实物，由靠得很近的彼此绝 缘的两个导体组成，有两个电极
反映电容器本身性质的物理量，反 映了电容器容纳电荷的本领；与电 容器上所加电压和所带电荷量均无 关
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第十章 静电场中的能量
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4．单位 在国际单位制中的单位是__法__拉____。 符号： F,1 F＝1C/V。更小的单位还有__微__法____和__皮__法____。 换算关系：1 F＝___1_0_6___μ F＝___1_0_1_2__ pF。 5．击穿电压和额定电压 (1)击穿电压：电容器电介质不被击穿的__极__限____电压。 (2)额定电压：电容器外壳上标的__工__作____电压。
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第十章 静电场中的能量
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『判一判』
预习自测
(1)两个靠近的导体一定能构成一个电容器。( × )
(2)电容大的电容器带电量不一定多。( √ )
(3)电容的常用单位有μF和pF,1 μF＝103 pF。( ×)
(4)其他条件不变时，平行板电容器的电容随极板正对面积的增大而
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第十章 静电场中的能量
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对点训练
2.(2019·北京市朝阳区高二上学期期末)平板电容器AB带有等量异种 电荷，通过如图所示的方式与静电计相连。可由静电计指针的偏转定性
容器。 2．电容器充、放电过程中能的转化 电容器充电过程中，两极板的电荷量增加，板间的电场强度
___增__大___，电源的能量不断储存在__电__容__器____中；放电过程中，电容器 把储存的能量通过__电__流__做__功____转化为电路中其他形式的能量。
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第十章 静电场中的能量
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