高中物理第1章第8节《电容器的电容》课件新人教版选修3-1

1、 【设置情景，引出课题设置情景，引出课题】电容电容启动器启动器【设置情景，引出课题设置情景，引出课题】 【设置情景，引出课题设置情景，引出课题】【设置情景，引出课题设置情景，引出课题】 一、学习目标：一、学习目标： 1.知道电容器的构造、用途、充放电过程知道电容器的构造、用途、充放电过程 2.理解电容的概念及其定义式。理解电容的概念及其定义式。 3.掌握平行板电容器电容的决定式，并能用掌握平行板电容器电容的决定式，并能用其讨论有关问题其讨论有关问题 4.会用控制变量法研究实际物理问题会用控制变量法研究实际物理问题 合合 作作 探探 究究两个极板（导体）两个极板（导体）一层介质（绝缘体）一层介质

2、（绝缘体）能能存储电荷存储电荷师师 导导 生生 学学一、电容器一、电容器问问1 电容器由哪些部分构成电容器由哪些部分构成问问3电容器的作用是什么电容器的作用是什么问问4 用右图示如何说明电容用右图示如何说明电容器的充电、放电过程？从能器的充电、放电过程？从能的角度如何理解电容器的充的角度如何理解电容器的充放电过程放电过程问问5 电容器所带的电量与电电容器所带的电量与电容器任意极板所带电量的关容器任意极板所带电量的关系系问问2相邻两个同学能否构成相邻两个同学能否构成一个电容器？一个电容器？12充电：其他形式能转化充电：其他形式能转化为电场能；放电：电场为电场能；放电：电场能转化为其他形式能能转化

3、为其他形式能等于任一极板所带电等于任一极板所带电量的绝对值量的绝对值合合 作作 探探 究究增大增大 C二、电容二、电容师师 导导 生生 学学问问1 随着储水量的增多，水位随着储水量的增多，水位升升h储水量怎么变，哪个储水储水量怎么变，哪个储水量最多？量最多？hABC如右图，圆柱型水杯容器如右图，圆柱型水杯容器的储水的储水问问2 哪个储水本领大？哪个储水本领大？问问3 如何用水容量如何用水容量V与高度与高度h的关系的关系反映水容器的储水本领？反映水容器的储水本领？问问4 如右图，随如右图，随着电量的增多，着电量的增多，电容器两极板的电容器两极板的电势差如何变电势差如何变问问5 类比法，如何用电量

4、类比法，如何用电量Q与电势与电势差差U的关系反映电容器储存电荷的的关系反映电容器储存电荷的本领？本领？Chv深度水量增大增大UQ电势差电量C电容S截面积截面积 合合 作作 探探 究究二、电容二、电容师师 导导 生生 学学问问6 电容的定义：电容的定义：问问7 定义式：定义式：问问8 对定义式的理解：对定义式的理解：问问9 单位：国际单位：单位：国际单位： 常用单位：常用单位：问问10 物理意义：物理意义：电容器所带的电荷量电容器所带的电荷量Q与电容器两与电容器两极板间的电势差极板间的电势差U的比值的比值 UQC C与与U、Q无关，取决于电容器本无关，取决于电容器本身身法拉法拉 符号符号F1法法

5、(F)106微法微法(F)1012皮法皮法(pF) 表示电容器容纳电荷本领的物理表示电容器容纳电荷本领的物理量量 合合 作作 探探 究究极板间距极板间距离离d极板正对极板正对面积面积S绝缘介质绝缘介质材料材料控制变控制变量法量法UQC 三、平行板电容器的电容三、平行板电容器的电容师师 导导 生生 学学问问1平行板电容器的平行板电容器的电容与自身的哪些因电容与自身的哪些因素可能有关素可能有关问问2 用什么方法来确用什么方法来确定这些因素与电容的定这些因素与电容的关系关系 问问3具体如何操作具体如何操作感应感应起电起电Q一定时：一定时：U的变化可以反映的变化可以反映C的变的变化化, U的变化通过静

6、电计的指针张角的变化通过静电计的指针张角变化反映，张角越大，变化反映，张角越大，U越大，越大，C越小，反之相反越小，反之相反机机电电起起计计电电静静KdSCr4 -相对介电常数相对介电常数 S-正对面积正对面积d-距离距离 K-静电力常量静电力常量r平行板电容器平行板电容器C跟介电常数成正比，跟介电常数成正比，跟正对面积跟正对面积S成正比，跟极板间的成正比，跟极板间的距离距离d成反比成反比合合 作作 探探 究究三、平行板电容器的电容三、平行板电容器的电容师师 导导 生生 学学问问5 精确理论分精确理论分析关系式为：析关系式为：问问6该表达式中该表达式中各个物理量的物各个物理量的物理意义理意义问

7、问7该表达式与该表达式与C=Q/U 的区别的区别及联系及联系问问4 实验结论实验结论 例题例题1 1 某一电容器，当所带电量为某一电容器，当所带电量为4 41010-6-6C C，两极板间的电势差为，两极板间的电势差为20v20v，问：，问：（1 1）当所带电量减半时，电容器的电容为）当所带电量减半时，电容器的电容为多少？多少？（2 2）如果电容器不带电时，电容器的电容）如果电容器不带电时，电容器的电容为多少？为多少？互动交流互动交流 突破疑难突破疑难 仍为仍为210-5F 例题例题2 2 用控制变量法，可以研究影响平行板用控制变量法，可以研究影响平行板电容器电容的因素，如图电容器电容的因素，

8、如图所示所示. 设两极板设两极板正对面积为正对面积为S，极板间的距离为，极板间的距离为d，静电计，静电计指针偏角为指针偏角为.实验中，极板所带电荷量不实验中，极板所带电荷量不变，若变，若()互动交流互动交流 突破疑难突破疑难A保持保持S不变，增大不变，增大d，则，则变大变大B保持保持S不变，增大不变，增大d，则，则变小变小C保持保持d不变，减小不变，减小S，则，则变小变小D保持保持d不变，减小不变，减小S，由，由不变不变A四、四、平行板电容器充电后的两类典型情况平行板电容器充电后的两类典型情况思考与讨论思考与讨论 ：平行板电容器充电后，继续保持：平行板电容器充电后，继续保持电容器的两极板与电源

9、相连接。在这种情况下，电容器的两极板与电源相连接。在这种情况下，如果增大两极板间的距离如果增大两极板间的距离d，那么，电容器的电，那么，电容器的电容、两极板间的电势差容、两极板间的电势差U、电容器所带的电量、电容器所带的电量Q、两极板间的场强两极板间的场强E各如何变化？各如何变化？解析：平行板电容器充电后，继续保持电容器解析：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接，其电势差恒等于电源的两极板与电源相连接，其电势差恒等于电源电压，并保持不变。电压，并保持不变。 C =S/4kdS/d E = U/d1/d Q = CU =US/4kdS/d思考与讨论思考与讨论 ： 平行板电容器充

10、电后，平行板电容器充电后，切断与电源的连接。在这种情况下，如果切断与电源的连接。在这种情况下，如果增大增大d，则，则U、Q、E各如何变化？各如何变化？解析：平行板电容器充电后，切断与电源的连接，电容器不存在解析：平行板电容器充电后，切断与电源的连接，电容器不存在充、放电的可能性，两极板上的带电量充、放电的可能性，两极板上的带电量Q始终不变。始终不变。C =S/4kdS/dU = Q/C = Q/（S/4kd）d/SE = U/d = Q/Cd = Q/（Sd/4kd）= 4kQ/S 1/S小结：平行板电容器充电后的两类典型情况小结：平行板电容器充电后的两类典型情况 电容器始终连接在电源上，两极

11、间的电容器始终连接在电源上，两极间的电压电压U保持不变。保持不变。 电容器充电后，切断与电源的连接，电容器充电后，切断与电源的连接，电容器的带电容器的带电荷量电荷量Q保持不变。保持不变。常用电容器电容器固定电容器可变电容器聚苯乙烯电容器陶瓷电容器电解电容器纸质电容器+-定片动片达标检测达标检测1 1对于一个电容器，下列说法正确对于一个电容器，下列说法正确的是（的是（ ）A. 电容器两板间电压越大，电容越大电容器两板间电压越大，电容越大B. 电容器两板间电压减小到原来的一半，它电容器两板间电压减小到原来的一半，它的电容就增加到原来的的电容就增加到原来的2倍倍C. 电容器所带电量增加电容器所带电量

12、增加1倍，两板间电压也增倍，两板间电压也增加加1倍倍D. 平行板电容器电容大小与两板正对面积、平行板电容器电容大小与两板正对面积、两板间距离及两板间电介质的相对介电常数有两板间距离及两板间电介质的相对介电常数有关关C D达标检测达标检测2 2如图所示为研究平行板电容器如图所示为研究平行板电容器电容的实验。电容器充电后与电源断开，电电容的实验。电容器充电后与电源断开，电量量Q 将不变，与电容器相连的静电计用来测将不变，与电容器相连的静电计用来测量电容器的量电容器的_。在常见的电介质中，由。在常见的电介质中，由于空气的介电常数是最小的，当极板间插入于空气的介电常数是最小的，当极板间插入其它的电介质板时