11.4电容器的电容 课件-2023-2024学年高二上学期物理人教版（2019）必修第三册(共24张PPT)

(课件网) 电容器的电容 一个世纪以来，科学家们一直用静电发生器产生静电。但怎样能储存电荷呢？ 1746年 马森·布洛克 莱顿瓶 起电机 莱顿瓶 情景引入 电路板上的电容器 平板的电容屏 与电阻一样，电容器也是电路中最常见的元件之一，在生活中有广泛应用。 大小不一，形状各异 导体 导体 绝缘体 电路符号 最简单：平行板电容器 电容器的里面是什么样呢？ 电介质 极板 一 电容器 1.定义：任何两个彼此绝缘又相隔很近的导体，组成一个电容器。 导体 导体 绝缘体 两个极板（导体） 电介质（绝缘材料） 2.构造： 想一想：电容器是怎样“装进”和“倒出”电荷的呢？ 实验观察：电容器充电和放电现象 实验器材：直流电源、电阻、电容器、电流表、电压表以及单刀双掷开关 （1）电容器充电 电流方向 电流大小变化 电压表大小变化 能量转化 充电过程（S-1） 顺时针 减小到0 增加到稳定 电源电能储存在电容器中 （2）电容器放电 电流方向 电流大小变化 电压表大小变化 能量转化 放电过程（S-2） 逆时针 减小到0 电能转化为其他形式的能量 减小到0 （1）电容器的充电： ＋ ＋ ＋ ＋ ＋ ＋ ＋ ＋ － － － － － － － － ＋Q －Q 将电容器两个极板带上等量异种电荷的过程，叫电容器的充电。 正极板 负极板 有短暂的电流 两极间有电场 两板分别带等量异种电荷，每个极板带电量的绝对值叫电容器的带电量。 E 总结： 电容器充电的过程中，两极板的电荷量增加，极板间的电场强度增大，电源的能量不断储存在电容器中。 （2）电容器的放电： ＋ ＋ ＋ ＋ ＋ ＋ ＋ ＋ － － － － － － － － ＋Q －Q 用导线将充电后的电容器两极接通，两极失去电荷的过程，叫电容器的放电。 在放电过程中导线上有短暂的电流产生 U=0 放电的过程中，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。 电流随时间变化的图像分析 1、在图中画一个狭长矩形，它的面积的物理意义是什么？ 电荷量 2、怎样根据图像计算电容器在全部放电过程中释放的电荷量？ 图像与坐标轴间的面积 实验探究2：电容器两极板间电势差跟所带电荷量的关系 结论： 电容器的电荷量变为原来的一半时，其两极板间的电势差也变为原来的一半。 也就是说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，即比值Q/U 是一个常量 电容器所带的电荷量跟两极板间的电势差是否存在某种定量关系？ 二、电容 1.定义:电容器所带电量Q与电容器两极板间的电势差U的比值，叫电容器的电容。符号：C 2.定义式： Q -- 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： 4.物理意义：描述电容器容纳电荷本领大小的物理量 法拉 简称：法（F）1F=106μF=1012pF （比值定义法） 实验装置： 接地 接地 金属球 静电计 电容器 三、平行板电容器的电容 问题：平行板电容器时最简单的电容器，几乎所有的电容器都是平行板电容器的变形，那么平行板电容器的电容跟哪些因素有关呢？ 静电计在实验中起什么作用？ 测量电势差大小；静电计指针偏角越大，电势差越大。 三、平行板电容器的电容 实验探究3：研究影响平行板电容器电容大小的因素 保持Q和d不变，正对面积S 静电计夹角θ 电容器两端电压U 根据C =可知，电容C 实验探究3：研究影响平行板电容器电容大小的因素 保持Q和S不变，板间距离d 静电计夹角θ 根据C =可知，电容C 电容器两端电压U 三、平行板电容器的电容 实验探究3：研究影响平行板电容器电容大小的因素 保持Q和S、d不变，插入电介质， 静电计夹角θ 根据C =可知，电容C 电容器两端电压U 插入电介质，电容变为真空（空气）时的倍。 是一个常数，称为电介质的相对介电常数。 三、平行板电容器的电容 三、平行 ... ...