科学探究：电容器+-2025-2026学年高二上学期物理鲁科版必修第三册

2.5科学探究：电容器鲁科版必修第三册第2章

电势能与电势差理解电容的定义及其物理意义，并会利用定义式进行计算。掌握平行板电容器电容的决定式知道电容器的构造，理解电容器充电和放电现象及能量变化020103结合电场知识，掌握平行板电容器两类动态变化问题的分析方法学习目标重点水可以用容器储存起来，电荷是不是也可以用一个“容器”储存起来呢？手摇感应起电机产生的电荷又是怎么收集和储存的呢？01观察电容器的充、放电现象实验器材充电：当开关拨到位置“1”时，电源对电容器充电。U++++++-Q+Q-------Q↑、U↑稳定后不变G电能电场能RV电流计中电流方向电流计中电流大小变化电压表示数变化电路中的能量变化电容器极板上的电荷量变化_______________________________________________________电源正极→上极板减小→0增大→不变增加→不变增加→不变12++++++Q+QUG↓Q↓、U↓稳定后均为零其他电场能RV放电：当开关拨到位置“2”时，电源对电容器放电。电流计中电流方向电流计中电流大小变化电压表示数变化电路中的能量变化电容器极板上的电荷量变化__________________________________________________上极板→R→下极板减小→0减小→0减少→0减少→0121.(多选)如图所示，下列几种情况中，对电阻R来说，有电流通过且方向正确的是A.S接1瞬间，R上电流方向从A到BB.S接1一段时间后，R上电流方向从A到BC.S接1一段时间后再接2的瞬间，R上有从B到A的电流D.S接1一段时间后再接2的瞬间，R上无电流√√充电充电完成放电S接1瞬间，尽管电流无法通过电容器，但电源给电容器充电，即给上极板充正电荷，给下极板充负电荷，故R上有从A到B的电流，选项A正确；待充电完毕后，电路中不再有电流，选项B错误；S接1一段时间，电容器充电，再接2，电容器放电，由于电容器上极板带正电，因此R上有从B到A的电流，选项C正确，D错误。02电容器的电容类比法圆柱型水杯容器的储水hhABC1.水位每升高h，试比较A、B、C的储水量；2.哪个储水本领大？如何反映其储水本领？既然电容器能储存电荷，如何反映电容器容纳电荷的本领大小呢？容纳储存水容纳储存电荷电荷量Q水量V电势差U水位差h横截面S电容器水容器？猜想一下定义：电容器的电荷量Q与两极板间的电压U之比。01

02电容

物理意义：描述电容器储存电荷能力的物理量。0304电容(1)额定电压：电容器外壳上标的电压是工作电压(或称额定电压)，也是电容器正常工作时所承受的最大电压。(2)击穿电压：电容器耐压的极限值，称为击穿电压，击穿后电容器两极因导通而损坏。(3)额定电压比击穿电压低。2.击穿电压和额定电压3.电容器的分类(1)按电介质种类来分：空气电容器、云母电容器、纸质电容器、陶瓷电容器、涤纶电容器、电解电容器；云母电容器电解电容器纸质电容器陶瓷电容器3.电容器的分类(2)按电容器的电容是否可变来分：固定电容器、可变电容器转动动片，使两组铝片的正对面积发生变化，电容就随着改变。固定电容器可变电容器(1)电容器的电容跟它所带电荷量成正比。(

)(2)对于确定的电容器，它所带电荷量跟它两极板间电压的比值保持不变。(

)(3)同一个电容器额定电压和击穿电压相等。(

)(4)当加在电容器两端的电压超过额定电压时，电容器将被击穿。(

)√×××2.超级电容车是一种利用超级电容器作为主要能量存储设备的电动汽车。与传统的电池相比，超级电容器能够在短时间内储存和释放大量的能量。某款电车内安装的超级电容器上标有“2.5V，1200F”字样，关于该超级电容器，下列说法正确的是A.充电过程中，该超级电容器的电容增大B.充电过程中，该超级电容器两极板间的电势差减小C.充满电时，该超级电容器所带的电荷量为480CD.充满电时，该超级电容器所带的电荷量为3000C√

3.如图所示为某一电容器所带电荷量和两端电压之间的关系图线，若将该电容器两端的电压从40V降低到36V，对电容器来说正确的是A.是充电过程B.是放电过程C.该电容器的电容为5×10－2FD.该电容器的电荷量变化量为0.2C√

03平行板电容器的电容静电计：金属球和金属外壳分别和两极板相连作用：测量两极板电压夹角大小代表电压大小夹角越大代表电压越大验电器：金属小球与带电导体棒接触作用：测量导体棒带电量夹角大小代表电量多少1.静电计和验电器的区别反映两极板之间的电压,电压越大,静电计的指针偏转的角度就越大.把静电计的金属球与一个导体连接，金属外壳与另一个导体连接（或者金属外壳与另一个导体同时接地），从指针偏转角度的大小可以推知两个导体间电势差的大小。1.在探究影响平行板电容器电容大小的因素的实验中静电计的作用是什么？2.如图，实验中待测电容器所带的电荷量是否变化？实验中怎样知道电容器电容变大还是变小？极板与电源断开，电量保持不变夹角变大U变大Q不变夹角变小U变小Q不变

3.利用平行板电容器进行实验(1)Q不变，d不变，改变S结论：电容变小U变大Q不变实验现象：保持Q和d不变,正对面积S减小，静电计指针张角变大。

3.利用平行板电容器进行实验(2)Q不变，S不变，改变d结论：电容变小U变大Q不变实验现象：保持Q和S不变,两极板间距离d增大，静电计指针张角变大。

3.利用平行板电容器进行实验(3)Q、S、d不变，插入电介质结论：电容变大U变小Q不变实验现象：保持Q、S、d不变,插入电介质，静电计指针张角变小。

1.平行板电容器电容的决定因素C∝εrC∝S

两板间距离两板正对面积介电常数真空εr=1静电力常量2.平行板电容器电容的决定式电容的决定式

C∝εrC∝S

4.(2023·南平市高二期末)当原来不带电的电容器的两正对极板连接电源时，电容器充电，两极板会分别带上等量异种电荷，如图所示。将一极板沿两板中轴线向外平移一小段距离，则A.电容器放电B.电容器的电容变大C.电容器两极板间电压变大D.电容器两极板间场强变大√

特点定义式决定式意义反映了影响电容大小的因素适用范围任何电容器平行板电容器

04平行板电容器的两类动态问题1.两类基本问题(1)电容器始终与电源两极相连，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，电容器不充、放电而让某一物理量发生变化，求其他物理量的变化。处理原则：电容器的电荷量不变。2.

平行板电容器动态问题的分析方法抓住不变量，分析变化量，紧抓三个公式：

d增加E减小S减小U不变E不变类型一：电容器始终与电源连接，U保持不变。C减小Q=CUQ减小C减小Q=CUQ减小3.平行板电容器的两类典型问题基本思路

d增加E不变S减小Q不变E增加类型二：电容器始终与电源断开，Q保持不变。C减小U增大C减小U增大3.平行板电容器的两类典型问题基本思路

5.(2023·福州市高二期中)如图所示，两块较大的金属板A、B相距为d，平行放置并与一电源相连，S闭合后，两极板间恰好有一质量为m、带电荷量为q的油滴处于静止状态，以下说法正确的是A.保持开关S闭合，若将B向右平移一小段位移，则油滴

仍然静止，G表中有从b到a的电流B.保持开关S闭合，若将B向上平移一小段位移，则油滴

向下运动，G表中有从a到b