高中物理人教版选修3-1 第一章 第八节 电容器的电容

问题与练习
平行板电容器的一个极板与静电计的金属杆相连，另一个极板与静电计金属外 壳相连。给电容器充电后，静电计指针偏转一个角度。以下情况中，静电计指 针的偏角是增大还是减小？ （1）把两板间的距离减小； （2）把两板间的相对面积减小； （3）在两板间插入相对介电常数较大的电介质。 （1）变小； （2）变大； （3）变小。
平行板电容器的电容
实验：研究影响平行板电容器电容大小的因素。
操作：在两极板间插入电介质。 现象：静电计张角变小。 结论：插入电介质后，电势差减小，表示电容变大。
平行板电容器的电容
平行板电容器的影响因素： 平行板电容器的电容跟介电常量ε成正比， 跟正对面积S 成正比，
平行板电容器的公式跟：极板间距相离对成介反电比常。数
VCD 的部分线路板
形形色色的电容器
电容器
理解并掌握电容器的定义。 知道电容器的作用。
电容器
电容器的结构： 任何两个彼此绝Байду номын сангаас又相互靠近的导体都可以构成电容器。 两金属极板 绝缘物质(电介质）
平行板电容器
电容器
电容器的作用： 用来容纳(存储)电荷。
电容器有两种工作状态，我们一起看一下。
电容器
电容
“电容器带电越多,电容越大,不带电时,电容为零”.此说法对吗?为什么？ 不对，电容是电容器本身的性质，与电容器是否带电没有关系。 “若A电容器带电比B电容器带电量多,则A的电容就比B 的电容大”。 此说法对吗?为什么？ 不对，电容是电量与电压的比值，AB 的电压大小情况未知。
电容
试画出电容器的Q-U 图象。
电容器的电容
教学目标
知道电容器的概念，认识常见的电容器，通过实验感知电 容器的充、放电现象。 理解电容的概念及定义方法，掌握电容的定义公式、单位 ，并会应用定义式进行简单的计算。 通过实验了解影响平行板电容器电容大小的因素，了解平 行板电容器的电容公式，知道改变平行板电容器的电容大 小的方法。
教学重点 影响平行板电容器电容大小的因素。
利用控制变量法进行实验验证。
平行板电容器的电容
实验中C 的变化可由哪个物理量的变化反映出来？
当Q不变时，C 的变化可由U的变化反映出来。 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。
平行板电容器的电容
怎样测电容器两极板间的电势差的大小？ 静电计：测量电势差
平行板电容器的电容
实验：研究影响平行板电容器电容大小的因素。
问题与练习
空气中一个平行板电容器的两个极板相距0.1mm。为得到2μF 的电容，每个极 板的面积应该多大？把答案与一扇窗户的面积做比较。
S=22.6m2 ；约为窗户面积的10倍
问题与练习
把一个3pF 的平行板电容器接在9V的电池上。 （1）保持与电池的连接，两极板的距离减半，极板上的电荷增加还是减少？ 电荷变化了多少？ （2）移去电池后两极板的距离减半，极板间的电势差增大还是减小？电势差 变化了多少？
水位升高相同高度h，比较A、B、C 的储水量。 C 的储水量最大；A 的储水量最小。
如何反映水杯的储水本领？
截面积S
电容
电容器的储存电荷的本领。
猜想： 对于一个给定的柱形水容器而言，V 与h 的比值为常量。 对于一个给定的电容器而言，Q 与U 的比值也应该为一个常量。
电容
精确实验表明： 一个电容器所带的电荷量Q 与电容器两极板间的电势差U 成正比 。
（1）电荷量增加，∆Q=2.7× C （2）电势差减小，∆U=4.5V
放电后，两极板就不再有电场和电势差。
电能转化为其他形式的能量。
电容器
注意： 一个极板上所带电量的绝对值叫电容器的电量Q 。
充电过程
放电过程
电容器有储存电荷和电场能的本领 如何标定电容器的这种本领的大小？
电容器的电容
理解并掌握电容的定义。 掌握平行板电容器的电容决定因素。
电容
圆柱型水杯容器的储水本领。
(式中k为静电力常量）
平行板电容器的电容
几种常用电介质的相对介电常数
注意：一般性研究中，空气对电容的影响可忽略。
平行板电容器的电容
电容的两个公式的区别
定义式
普遍适用
决定式
只适用于平行板电容器
平行板电容器的电容
电容的两个公式与电场强度的哪两个公式相似？
定义式
普遍适用
决定式
只适用于真空中静止的点电荷
图中C 1 和C 2 的关系如何:
电容
电容跟电池有什么区别。 主要区别： 1.电池存储的电能很多，电容存储的少。 2.电池比较慢，电容充电很快。 3.大部分电容可大电流充电，但电池比较少见大电流充电的。
平行板电容器的电容跟哪些因素有关？
平行板电容器的电容
猜想：
两极板间的距离d 两极板间的正对面积S 是否插入电介质或电介质的种类
操作：向上移动B 板。 现象：静电计张角变大。 结论：保持电量Q 和两板距离d 不变，两极板的 正对面积S 越小，电势差越大，表示电容越小。
平行板电容器的电容
实验：研究影响平行板电容器电容大小的因素。
操作：向左移动B 板。 现象：静电计张角变大。 结论：保持电量Q 和正对面积S 不变，两极板 的距离d 越大，电势差越大，表示电容越小。
比值 是一个常量
电容
定义：电容器所带电荷量Q与两极板间电势差U的比值叫电容器的电容。
符号：C 定义式：
比值定义式
单位：法拉（简称法），符号: F 1μF = 10-6 F，1 pF =1-102 F
物理意义：表征电容器容纳（储存）电荷本领的物理量。
注意：C 与Q、U 无关。C 由电容器本身结构性质决定。
①充电
把电容器的一个极板与电池组的正极 相连，另一个极板与负极相连，两个 极板将分别带上等量的异号电荷，这 个过程叫做充电。
充电过程中电路中有短暂的充电电流
电容器有储存电荷和电场能的本领。
充了电的电容,两极板间就有电场，电 势差U。从电源获得的电能储存在电 场中，这种能量叫电场能。
电容器
②放电
把充电后的电容器两极板接通，两极 板上的电荷中和，电容器不再带电， 这个过程叫放电。 并有短暂的放电电流。
教学难点 电容器电容的概念及物理意义。
1752年6月的一个雷雨天，富兰克林冒着生命危险在美国费城进行了著名的风筝 实验，要把天电引下来看一看，富兰克林在成功引下天电后做了实验，证明了天 电和摩擦产生的电是相同的。
富兰克林在引下天电后是如何把 这些电荷储存起来的？
电容器
功放音响的线路板
计算机的线路板