1、新人教版 必修三第十章 靜電場中的能量第4節 電容器的電容 水可以用容器儲存起來，電荷也可以用一個“容器”儲存起來。圖中的元件就是這樣的“容器” 電容器。那么，它內部的構造是怎樣的？它是怎樣“裝進”和“倒出”電荷的呢？問題導入：電容器是電氣設備中的一種很重要的元件，在電子技術和電工技術中有很重要的應用。一.電容器:電容器從外形上來看有很多種，有方的,扁的，圓柱型的平行板電容器電介質電容器的極板電容器的極板 1.定義：在兩個相距很近的平行金屬板中間夾上一層絕緣物質電介質（空氣也是一種電介質），就構成了一個最簡單的電容器，叫做平行板電容器。任何兩個彼此絕緣又相互靠近的導體都可以構成電容器。觀察電容

2、器的充.放電現象2、電容器的充電和放電過程 （1）充電：使電容器的兩個極板分別帶上等量的異種電荷，這個過程叫充電。UG+ + + + + +-Q+Q- - - - - -電容器的帶電量Q：每個極板上所帶電量的絕對值。電場能電能Q,U ,E 穩定后不變2、電容器的充電和放電過程 （2）放電：已經充電的電容器兩極板上的電荷的中和過程，叫放電。+ + + + + +Q+QUG電場能電能Q,U ,E 穩定后不變2、電容器的充電和放電過程 （1）充電： 帶電量 Q 增加，板間電壓U 增加，板間場強 E 增加，電能電場能（2）放電： 帶電量 Q 減少，板間電壓U 減小，板間場強 E 減小，電場能電能【注意

3、】當電容器帶電量發生改變時，電路中有電流；穩定后電路中無電流，因為兩極板絕緣，電流通不過。3.電容器能起什么作用呢？ 用來容納(存儲)電荷的裝置.實驗設計：用傳感器觀察電容器的放電過程微元法:Q =I t 容納儲存水容納儲存電荷電荷量 Q水量 V電容器水容器 電容器用來儲存電荷的，怎樣描述其儲存電荷的本領呢電勢差 U水位差 hhhABC水位每升高 h，比較 A、B、C 的儲水量, 哪個儲水本領大如何反映其儲水本領？容納儲存水容納儲存電荷電荷量 Q水量 V電勢差 U水位差 h橫截面 S電容器水容器電容C 電容器用來儲存電荷的，怎樣描述其儲存電荷的本領呢二.電容:1.定義：電容器所帶電量 Q 與電

4、容器兩極板間電勢差U 的比值，叫電容器的電容。（符號：C） 定義式： 2.在數值上等于使電容器兩極板間的電勢差增加1V所需要增加的電荷量。 3.電容器的電容由本身結構決定，與Q、U 無關.4.單位：法拉（F ） 1F=1C/ V 1F=106F=1012pF5.物理意義：描述電容器容納電荷的本領。電容越大，表明在相同電勢差情況下，電容器所帶的電荷越多.6.擊穿電壓和額定電壓： 加在電容器兩極板上的電壓不能超過某一個限度，超過這個限度，電介質將被擊穿，這個電壓稱為擊穿電壓。 電容器正常工作時兩極板上的最大電壓，稱為額定電壓。額定電壓比擊穿電壓低外殼上標的電壓是額定電壓例1.某一電容器標注的是：“

5、300V,5F”，則下述說法正確的是A.該電容器可在300V以下電壓正常工作B.該電容器只能在300V電壓時正常工作C.電壓是200V時，電容仍是5FD.電壓超過300V，該電容器可能會被擊穿【ACD】例2.平行板電容器充電后與電源斷開, 電容器所帶電荷量為Q=410-8 C,兩板電壓為U=2V.1.該電容器電容為多少？2.因放電,兩板電壓變為U=1V,該電容為多少?3.若再將兩板距離變為原來的2倍,其電壓為多少？1.210-8F 2. 210-8F 3. 2V（C不由Q、U決定 ）Q=CU （Q由C、U決定）（U由Q、C決定 ）電容器的電容與是否帶電或與帶電量的多少無關問題：電容器的電容取決

6、于什么因素？三平行板電容器的電容平行板電容器組成結構實驗原理：靜電計在實驗中的作用：反映兩極板之間的電壓，電壓越大，靜電計的指針偏轉的角度就越大。實驗設計及過程：實驗結論實驗公式Q、S保持不變時，d越大，C越小Q、 d 保持不變時， S越大，C越大Q、d、S保持不變時， 插入介質，C越大兩板間距離兩板正對面積介電常數真空r=1靜電力常量 電容器的電容是電容器本身的結構決定，與是否帶電或與帶電量的多少無關.決定電容大小的因素：公式內容公式特點定義式(不成比例）決定式（成比例）意義反映容納電荷的本領反映了影響電容大小的因素聯系電容器容納電荷的本領由Q/U來量度，由本身的結構(如平行板電容器的r、S

7、、d等因素)來決定平行板電容器典型問題：類型一：保持電容器的兩極板與電源相連十 十 十 十 十 十 十 十 一 一 一 一 一 一 一 一U不變Q=CUd 增大，E 減小類型二：充電后，切斷與電源的連接 十 十 十 十 十 十 十 十 一 一 一 一 一 一 一 一Q不變E不變結論：平行板電容器的電場強度只與板板所帶的電荷量、相對 介電常數及極板正對面積有關，與兩極板的距離無關。U=Q/CE=U/d 例3.平行板電容器充電平衡后仍與電源相連，兩極板間的電壓是U，充電荷量為Q，兩極板間場強為E，電容為C，現將兩極板間距離減小，則 （ ） A.Q變大 B.C變大 C.E不變 D.U變小AB 例4.

8、平行板電容器充電平衡后與電源斷開，兩極板間的電壓是U，充電荷量為Q，兩極板間場強為E，電容為C，現將兩極板間距離減小，則（ ） A.Q變大 B.C變大 C.E不變 D.U變小BCDE與d無關，即E不變。 例5.如圖所示，平行板電容器A、B間有一帶電油滴P正好靜止在極板正中間，現將兩極板間稍錯開一些，其它條件不變。則（ ）A油滴將向上加速，電流計中電流由b流向aB油滴將向下加速，電流計中電流由a流向bC油滴將靜止不動，電流計中電流由b流向aD極板帶電量減少，兩板間電勢差和場強不變D 例6.如圖所示,平行板電容器帶有等量異種電荷,與靜電計相連,靜電計金屬外殼和電容器下極板都接地,在兩極板間有一固定在P點的點電荷。以E表示兩板間的電場強度,Ep表示點電荷在P點的電勢能,表示靜電計指針的偏角。若保持下極板不動,將上極板向下移動一小段距離至圖中虛線位置,則()A.增大,E增大B.增大,Ep不變C.減小,Ep增大 D.減小,E不變 D四