电容器的电容【教学课件】 2026-2027学年高二上学期物理人教版必修第三册

第十章

静电场中的能量

第4节

电容器的电容水可以用容器储存起来，电荷也可以用一个“容器”储存起来。图中的元件就是这样的“容器”——电容器。那么，它内部的构造是怎样的？它是怎样“装进”和“倒出”电荷的呢？1知道什么是电容器及电容器的主要构造2理解电容的概念及其定义式3知道电容器充、放电的实验原理和实验电路（1）电容器：任何两个彼此绝缘又相距很近的导体，都可以看成一个电容器。（2）平行板电容器：在两个相距很近的平行金属板中间夹上一层电介质，就组成了平行板电容器，这两个金属板叫作电容器的极板.电介质电容器的极板电容器的极板一、电容器平行板电容器绝缘介质空气也是绝缘介质1、平行板电容器的结构U++++++-Q+Q-------Q↑、U↑、E↑稳定后不变G电能电场能++++++Q+QUG↓Q↓、U↓、E↓稳定后均为零其他电场能（2）电容器的放电（1）电容器的充电2.观察电容器的充放电类比法：类比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？思考：既然电容器能储存电荷，那么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？类比迁移3.电容器的电容探究问题：电容器所带的电荷量Q与板间电压U有何定量关系？猜想：Q∝U?测量：U：电压表Q：电流传感器实验设计：数据处理：Q-U图像思考：斜率的物理意义？C=QU电容描述电容器储存电荷的本领OQ/CU/V2468106.63.3C与Q成正比,C与U成反比吗?引入新概念：电容利用比值定义法【探究结论】电容器两极板间电势差跟所带电荷量的关系①开关S1接1给A充电，观察电压表示数变化②开关S1接2，使另一个相同但不带电的B电容器与A并联，电压表示数变为原来的一半③闭合S2，给B放电。④重复②③，电压表示数每次都减少一半1ES1VB2AS22.根据实验结果你能得出什么结论？两极板间的电势差与电容器的电荷量成正比.A的电荷量会减半.1.电容器A、B相同，开关S2断开，开关S1先接1给电容器A充电，然后再接2，A的电荷量怎样变？1ES1VB2AS2电容器的电容1.电容(1)定义:________________________________________________________

。(2)定义式:

(比值定义法)Q指一个极板所带电荷量的绝对值

U—电容器两极板间的电势差(电压)(3)单位:电容的国际单位:

,简称:

,用字母

表示,常用的单位还有微法和皮法,1F=

μF=

pF。电容器所带电荷量Q与电容器两极板之间的电势差U之比,叫作电容器的电容

法拉法F1061012(4)物理意义:描述

的物理量。电容器容纳电荷本领大小电容器的电容

需要带的电荷量2.击穿电压和额定电压(1)击穿电压:电介质不被

时加在电容器两极板上的

电压,若电压超过这一限度,电容器就会损坏。(2)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能承受的最大电压。(3)额定电压比击穿电压

。击穿低极限【动画演示】保持Q不变，改变d【动画演示】保持Q不变，改变S【动画演示】保持Q不变，改变电介质实验结论：充电后保持Ｑ不变①保持d和ε不变，减小两板的正对面积Ｓ，则Ｕ↑②保持Ｓ和ε不变，减小两板的间距d，则Ｕ③保持d和Ｓ不变，在板间插入电介质，使ε↑，则Ｕ平行板电容器的电容公式：两极板间距离两极板正对面积静电力常量介电常数真空

=1几种常用电介质的相对介电常数电介质空气煤油石蜡陶瓷玻璃云母水1.0005266～84～112.0～2.181

空气的相对介电常数与1十分接近，研究中，空气对电容的影响一般可以忽略。d增加C减小Q=CUQ减小E=U/dE减小S减小U不变C减小Q=CUQ减小E不变E=U/d电容器始终与电源连接，U保持不变。(1)控制电压不变四、平行板电容器的动态分析C减小U=Q/CU增加E不变C减小U=Q/CU增加E增加电容器始终与电源断开，Q保持不变。d增加S减小Q不变(2)控制电荷量不变1.计算机键盘每个键下面都连有一块小金属片，与该金属片隔有一定空气间隙的是另一块固定的小金属片，这组金属片组成一个可变电容器。当连接电源不断电，按下某个键时，与之相连的电子线路就给出该键相应的信号，当按下该键时，电容器的（）A．极板间的电压变大 B．电容变小C．极板的电量变大 D．极板间的场强变小C2.据报道，我国每年心源性猝死案例高达55万，而心脏骤停最有效的抢救方式是尽早通过AED自动除颤机给予及时治疗。某型号AED模拟治疗仪器的电容器电容是15μF，充电至9kV电压，如果电容器在2ms时间内完成放电，则下列说法正确的是（

）A．电容器放电过程的平均电流强度为67.5AB．电容器的击穿电压为9kVC．电容器充电后的电量为135CD．电容器充满电的电容是15μF，当放电完成后，电容为0A3.密立根油滴实验装置如图所示,两块水平放置的金属板分别与电源的正负极相接,板间产生匀强电场。用一个喷雾器把密度相同的许多油滴从上板中间的小孔喷入电场,油滴从喷口喷出时由于摩擦而带电。金属板间电势差为U时,电荷量为q、半径为r的球状油滴在板间保持静止。若仅将金属板间电势差调整为2U,则在板