2.5科学探究：电容器（教学课件）——高中物理鲁科版（2019）必修第三册（共30张PPT）

(课件网) 第一章 静电力与电场强度 2.5 科学探究：电容器 鲁科版（2019）高中物理必修第三册 PART.1 PART.2 PART.2 PART.4 新课导入 新课讲解 学习目标 经典例题 目录 CONTENTS PART.2 PART.4 课堂练习 课堂小结 新课导入 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？ 电容器 一、观察电容器的充、放电现象 当原来不带电的电容器的两极板连接电源时，电容器充电，两极板会分别带上等量异种电荷，如图（a）所示。 能储存电荷的电学元件称为电容器（capacitor）。两块彼此绝缘的平行金属板可组成最简单的电容器，即平行板电容器。 电容器充电后，两极板间存在电场，电荷因受静电力的作用而储存在极板上。当充电后的电容器两极板通过电流计接通时，电路中会形成瞬时电流而发生放电，使两极板的电荷中和而不再带电，如图 （b）所示。 下面我们通过实验来研究电容器的充电和放电。 实验：观察电容器的充放电现象 实验目的：观察了解电容器充放电过程中，两极板间电压和电流的变化 实验原理： 实验器材：电解电容器、直流电源、电流计、电压表、电阻、单刀双掷开关、导线。 1.充电过程：电子从电源的负极出发，流向下极板，电子从上极板出发流向电源正极（电子定向移动），导致两极板带等量异号电荷。 (1)电流表指针右偏，说明有顺时针的电流； (2)与电源正极连接的极板失电子，带正电；与电源负极连接的极板得电子，带负电； (3)极板间形成从上到下的匀强电场； (4)充电时，电容器储存电场能； (5)充电完毕，电流表指针回到原位，电路中电流为0。 2. 放电过程：用导线将充电后的电容器两极接通，电子从负极板出发，流向正极板，两极板电荷发生中和，最终不带电。 (1)电流表指针左偏，说明有逆时针的电流 (2)放电时，电容器储存电场能放出； (3)放电完毕，电场极板间电场为零；极板所带电量为零；电路中电流为零；两极板之间电压为0。 3.充电（放电）过程中电流（电压）随时间的变化图像 充电过程 放电过程 充 电 放 电 电流方向 电 压 电 荷 量 能 量 电源正极流向电容器正极板 电容器负极板流向电源负极 两极所带电荷量增加 两极间电压逐渐增加 直到与充电电压相等 电源的能量转化为电场能 电容器正极板流向 电容器负极板 两极所带电荷量减少 两极间电压逐渐减小 直至为0 电场能转化为其他形式能量 设平行板电容器两个极板的正对面积和距离一定，讨论以下问题： 电容器两极板之间的场强与电容器的带电量有什么关系？ 电容器两极板之间的电势差与场强有什么关系？ 你能通过推理，得出电容器两极板之间的电势差与电容器带电量的关系吗？ 不同的电容器存储电荷的能力是不同的，为了描述电容器这种能力的异同，我们引入一个新的物理量———�电容“。 二、电容器的电容 1.电容器充电后的特点： ＋ ＋ ＋ ＋ ＋ ＋ ＋ ＋ － － － － － － － － ＋Q －Q 两极间有电压U 充电后的电容器两极间的电压，叫电容器的电压。 电容器的带电量Q越多，电压U越高。 2、电容的定义： 电容的定义式： 电容器所带电量Q与两极板间的电势差U比值叫电容器的电容，用C表示 4、物理意义：表示电容器存储电荷能力的物理量 3、电容的单位： 法拉，简称法，符号是F 微法（μF）和皮法（pF） 1μF=10-6F 1pF=10-12F 静电计：静电计本身是一个电容器。当指针所带的电量越多时，指针的打开角度就会越大，指针与壳之间的电势差也就越大。 让静电计的金属球与平行板电容器通过导线相连，当电荷停止运动后，静电计球与壳间的电势差就与平行板电容器两极板间的电势差相等。 从静 ... ...