人教版 (2019)必修 第三册第十章 静电场中的能量4 电容器的电容优质ppt课件

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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？
电容器从外形上来看有很多种，有方的,扁的，圆柱型的
1、定义：在两个相距很近的平行金属板中间夹上一层绝缘物质——电介质（空气也是一种电介质），就构成了一个最简单的电容器，叫做平行板电容器。
任何两个彼此绝缘又相互靠近的导体都可以构成电容器。
3、电容器的充、放电现象
（1）电容器的充电：
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。
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。
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：
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
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。
4、用传感器观察电容的充、放电过程
探究：电容器两极板间电势差跟所带电荷量的关系
精确的实验表明，一个电容器所带的电荷量Q与两极板之间的电势差U之比是不变的。不同的电容器，这个比一般是不同的，可见电荷量Q与电势差U之比表征了电容器储存电荷的特性。
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
Q指每一个极板带电量的绝对值。U表示电容器两板的电势差——电压。
【特别提醒】电容与Q、U无关，由电容器本身决定。
3.单位 国际单位：法拉,简称法,符号是F，1F=1C/V 常用单位：微法(μF);皮法(pF)
4.物理意义电容是一个反映电容器容纳电荷本领大小的物理量。
问题：平行板电容器的电容跟哪些因素有关呢？
猜想与假设：平行板电容器的电容C可能跟极板正对面积、距离和电介质等于因素有关。
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。
如何判断电容C的变化情况？
1. 保持极板上的电荷量Q不变，两极板间的距离d也不变，改变两极板的正对面积S。
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
实验现象：保持Q和S不变,增大两极板距离d，静电计指针张角变大
2. 保持极板上的电荷量Q不变，两极板的正对面积S也不变，改变两极板间的距离d，
实验现象：插入介质，静电计指针张角变小
3. 保持Q、S、d都不变，在两极板间插入电介质，——有机玻璃板。
反映了影响电容大小的因素
电容器容纳电荷的本领由Q/U来量度，由本身的结构(如平行板电容器的εr、S、d等因素)来决定
类型一：保持电容器的两极板与电源相连，极板间距增大时，电容器带电量怎么变化？板间电场强度怎样变化？
类型二：充电后，切断与电源的连接, 极板间距增大时，电容器板间电场强度怎样变化？
平行板电容器带电量一定时，板间的电场强度只与板板所带的电荷量、相对介电常数及极板正对面积有关，与两极板的距离无关。
（1）聚苯乙烯电容器：
以聚苯乙烯薄膜为电介质，两层铝箔为极板。
用铝箔做一个极板，以铝箔上很薄的一层氧化膜为电介质，用浸过电解液的纸做另一个极板。
两极由两组铝片组成，固定的一组铝片叫作定片；可以转动的一组铝片叫作动片;空气为电介质。
转动动片，使两组铝片的正对面积发生变化，电容相应变化。
超级电容器是20世纪70年代根据电化学原理研发的一种新型电容器，它的出现使电容器的容量得到了巨大的提升。超级电容器的充电时间短，储存电能多，放电功率大，使用寿命长。这些优点展现了它作为新型动力电源的广阔发展前景
4.击穿电压和额定电压：
加在电容器两极板上的电压不能超过某一个限度，超过这个限度，电介质将被击穿，这个电压称为击穿电压。
电容器正常工作时两极板上的最大电压，称为额定电压。
外壳上标的电压是额定电压
1、下列说法中正确的是（    ）A、电容器所带的电荷越多，电容就越大B、电容器两极板间电压越高，电容就越大C、电容器所带电荷增加一倍，则两极间的电压也一定增加一倍D、电容表征电容器容纳电荷的本领的物理量E、平行板电容器保持带电量不变而增大板距时，两板间电压要减小F、平行板电容器一板带电＋Q，另一板带电－Q，则此电容器不带电
2、研究与平行板电容器电容有关因素的实验装置如图所示,下列说法正确的是(　　)A.实验前,只用带电玻璃棒与电容器a板接触,能使电容器带电B.实验中,只将电容器b板向上平移,静电计指针的张角变小C.实验中,只在极板间插入有机玻璃板,静电计指针的张角变大D.实验中,只增加极板带电量,静电计指针的张角变大,表明电容增大