【测控设计】高二物理人教版选修3-1课件1.8 电容器的电容

d 1
电容器容纳电荷的本领由 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
3.电容器的动态变化 (1)电容器的充、放电过程 当改变电容器两极板间的电压时,电容器极板上的电荷量发生变 化,电容器处于充、放电状态。 如果两极板间的电压U增大,极板上的电荷量Q变大,表示电容器 处于充电状态,反之则处于放电状态。无论充电过程还是放电过程, 都没有电荷通过电容器。
1.对电容的定义式 C=
C=
与所带的电荷������ 和所加电压������ 无关。即使电容器不带电, 其电容仍然存在, 并且是一个确定的值。
������ 来定义, 但它却是由电容器自身的构造决定的: 电容器的电容是反映电容器容纳电荷本领的物理量,用比值
你认为电容器的电容与电容器极板间的电压和极板上的电荷量有 关吗? 提示:无关。因为电容是描述电容器容纳电荷本领的物理量,大 小由电容器自身的结构决定。
3.平行板电容器的电容 理论分析表明,平行板电容器的电容跟两极板的正对面积 S 成 正比,跟两极板间的距离 d 成反比。公式表达成 C= 式中������是静电力常量, ������r 是一个常数, 与介质的性质有关, 称为介质的相对介电常数。
(2)平行板电容器的两类问题的分析方法 类型一:平行板电容器连接在电源两端,当电容器的d、S、εr发生 变化时,将引起C、Q、U、E怎样变化。
关键:如图所示,开关S闭合,电容器与电源保持连接,两极板间的 电势差U保持不变。
方法:由决定式 C= 由 Q=CU= 由 E=
������ 判断出������随������的变化情况。 ������
������������r ������ 判断出������随������r、������、������的变化的情况。 4π������������

电容器所带的电荷量Q 与电容器两极板间的电势差U
的比值，叫做电容器的电容。
定义式
式Q
电容在数值上等于使极板间的
C
电势差为1V时，电容器所带电
单击以编辑母U版副标题样式荷量的多少。
单位
法拉。符号F。常用单位有微法、皮法。
1F 106 F 1pF 1012 F
物理意义 描述电容器容纳电荷本领的大小
三、平行板电容器的电容
47. 不是境况造就人，而是人造就境况。48. 你想成为幸福的人吗?但愿你首先学会吃得起苦。——屠格涅夫49. 成功的时候，都说是朋友。但只有母亲——她是失败时的伴侣。——郑振峄 50.在我们的一生中，没有人会为你等待，没有机遇会 为你停留，成功也需要速度 51.不论做什么事，都要相信你自己，别让别人的一句话将你击倒。人生没有对错，只有选择后的坚持，不后悔，走下去，走着走着，花就开了。52.吃别人吃不了的苦，忍别人受不了的气，付出比别人更多的，才 会享受的比别人更多。53.我们每个人的人生之舟都需要自己掌舵，自己掌控。懂得，是跌倒了依然会选择站起，失败了依然会选择重来，受伤了依然会选择坚强;懂得，是在黑暗中依然不迷失方向，在生死关头依然不乱了方寸，在灾难包围 中依然会微笑前行。54.思路清晰远比卖力苦干重要，心态正确远比现实表现重要，选对方向远比努力做事重要，做对的事情远比把事情做对重要。成长的痛苦远比后悔的痛苦好，胜利的喜悦远比失败的安慰好。55.再大的事，到了明天就是 小事，再深的痛，过去了就把它忘记，就算全世界都抛弃了你，——你依然也要坚定前行，因为，你就是自己最大的底气。56.人生路上常有风雨，需要一个好的心态。再难的路，只要不放弃，一直走下去，总会走到终点;再重的担子，笑着 是挑，哭着也是挑，又何必让自己难堪;再不顺的生活，撑一撑，也就过去了，笑容，最终会出现在脸上。57.最精美的宝石，受匠人琢磨的时间最长。最贵重的雕刻，受凿的打击最多。58.只有对过去既往不咎，才能甩掉沉重的包袱；只有能 够看轻自己，才能做到轻装上阵。只要不放弃，就没有什么能让自己退缩；只要够坚强，就没有什么能把自己打垮。59.学会驾驭自己的生活，即使困难重重，也要满怀信心的向前。不自怜不自卑不哀怨，一日一日过，一步一步走，那份柳暗 花明的喜乐和必然的抵达，在于我们自己的修持。真正想做成一件事，不取决于你有多少热情，而是看你能多久坚持。60.永远不要沉溺在安逸里得过且过，能给你遮风挡雨的，同样能让你不见天日。只有让自己更加强大，才能真正的撑起一 片天。61.人生中谁都有梦想，但要立足现实，在拼搏中靠近，在忍耐中坚持，别把它挂在嘴边，常立志者无志。62.人这一辈子，其实做不了几件事，所以想做的事就赶紧去做，并且尽量把它做到最好，这样才不会留下太多的遗憾和悔恨。 淡看人生苦痛，淡薄名利，心态积极而平衡，有所求而有所不求，有所为而有所不为，不用刻意掩饰自己，不用势利逢迎他人，只是做一个简单真实的自己。63.你所做的事情，也许暂时看不到成果，但不要灰心或焦虑，你不是没有成长，而 是在扎 64.无论你从事什么行业，只要做好两件事就够了：一个是专业、一个是人品。专业决定了你的存在，人品决定了你的人脉；剩下的就是坚持。65.给自己的三句话：一、年轻，什么都还来得及;二、不要纠缠于小事;三、你现在遇到的 事都是小事。66.生活只有两种选择：重新出发，做自己生命的主角；抑或停留在原地，做别人的配角。67.决定你的人生高度的，不是你的才能，而是你的人生态度！限制你的，从来就不是什么年龄，而是你的心态！68.水再浑浊，只要长久 沉淀，依然会分外清澄；人再愚钝，只要足够努力，一样能改写命运！69.人最大的对手，就是自己的懒惰；做一件事并不难，难的在于坚持；坚持一下也不难，难的是坚持到底；你全力以赴了，才有资格说自己运气不好；感觉累，也许是因 为你正处于人生的上坡路；只有尽全力，才能迎来美好的明天！70.有理想，有目标，攒足力量向前冲;有勇气，有信心，艰苦奋斗不放松;有恒心，有毅力，百折不挠不认输;加把劲，提提神，前途光明见曙光。71.想要体面生活，又觉得打拼 辛苦；想要健康身体，又无法坚持运动。人最失败的，莫过于对自己不负责任，连答应自己的事都办不到，又何必抱怨这个世界都和你作对？72.人生从来没有固定的路线，决定你能够走多远的，并不是年龄，而是你的努力程度。无论到了什 么时候，只要你还有心情对着糟糕的生活挥拳宣战，都不算太晚。迟做，总比不做好！73.任何打击都不应该成为你堕落的借口，你改变不了这个世界，但你可以改变自己，选择一条正确的路，坚定的走下去。74.也许你一生中走错了不少路， 看错不少人 ，承受了许多的叛逆，落魄得狼狈不胜， 但都无所谓，只要还活着，就总有盼望，余生很长， 何必慌张 75.这世界上，没有能回去的感情。就算真的回去了，你也会发现，一切已经面目全非回去的，只是存于心底的记忆。是的， 回不去了，所以，我们只能一直往前。76.鸡汤再有理，终究是别人的总结。故事再励志，也只是别人的经历，只有你自己才能改变自己。77.理想艰险，遇到再大的困难，想着为自己的理想奋斗，也不会选择放弃。即使在阴霾的云沙下，也 会想到苍天苏醒的风和日丽。即使在封闭的角落中也会让心灵驰骋在广阔的草原上。78.只要勇于去博，英勇去闯，就可闯出一片属于自己天地，以实现人生出色。不管结局能否完美，至少你享受拼搏的过程，就是人生的成功，就是胜者。79. 一个人想要优秀，你必须接受挑战！一个人想要尽快优秀，就要寻找挑战！80.人最大的对手，就是自己的懒惰；做一件事并不难，难的在于坚持；坚持一下也不难，难的是坚持到底；你全力以赴了，才有资格说自己运气不好；感觉累，也许 是因为你正处于人生的上坡路；只有尽全力，才能迎来美好的明天！81.每个人都有一行热泪，苦也要面对，因为坚强；每个人都有无言的伤，痛也要承受，因为成长。82.每一份坚持都是成功的累积！只要相信自己，总会遇到惊喜；每一种 生活都有各自的轨迹！记得肯定自己，不要轻言放弃；每一个清晨都是希望的开始，记得鼓励自己！83.我没有靠山，自己就是山！我没有天下，自己打天下！我没有资本，自己赚资本！这世界从来没有什么救世主。我弱了，所有困难就强了。 我强了，所有阻碍就弱了！活着就该逢山开路，遇水架桥。生活，你给我压力，我还你奇迹！.你要记得，在这个世界上，你是独一无二的，没人像你，你也不需要去代替谁。在你的人生舞台上，你是自己的主角，不需要去做谁

我们用相机照相时，光线不足的时候会打开
闪光灯，可大家知道闪光的能量是从哪里来 的呢？下图是一种带有内置闪光灯的照相机， 相机内装有容量很大的电容器。 不但相机中含有电容器，生活中的许多电器 中也都含有电容器。
电容器的应用 点 击 任 意 图 片
导入新课
这么多的电器中用到了电容器，电容器是什
教学设计思想:
教学中以学习研究物理问题的方法为基础， 掌握知识为中心，培养能力为方向，紧抓 重点突破难点，设计了如下的教学程序：
教 学 程 序
导入新课（大约3分钟） 新课教学（大约25分钟） 巩固练习（大约10分钟） 课堂小结（大约2分钟） 布置作业 板书设计

教学辅助器材
导入新课
么样的元件？它的构造、原理和作用有哪些 呢？ 出示一纸质电容器并将其拆开，请大家观察 它的构造。 总结电容器的构造（平行板电容器）
金属极板
绝缘物质 (电介质)
导入新课
按图连接电路，
提示学生注意观察实验现象： 当 S 接 a 和接 b 时，观察电流表指针的偏转情 况。 教师用课件模拟电容器的充放电过程

探究活动：
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 、 电介质 有关。
sp
• 实验探究：影响平行板电容器电容的因素 方法：控制变量法
多媒体实验室

-
改变d 改变S
改变 电介质
+ + + + + +
说明：静电计是在验电器的基础上制成的，用来测 量导体间的电势差，从指针的偏转角度就可以知道 两个导体间的电势差的大小。

额定电压低于击穿电压
（二）电容器使用时应注意的问题
1、电容器的击穿电压： 加在电容器两极板上的电压不能超过某一
限度，超过这个限度，电介质将被击穿，电 容器损坏，这个极限电压称为击穿电压。 2、电容器的额定电压：
电容器正常工作时的最大电压 额定电压低于击穿电压
3、电解电容器正负极不能接反，不能接交 流电。
云母 6~8
注意：一般性研究中，空气对电容的影响可忽略
类比理解
定义式 C Q
普适
电
U
容 决定 C S （平行板电容器）
式
4 kd
F
电 定义式 E
普适
场
q
强 度
决定式
E
k
Q r2
（真空中的点电荷）
四 常用电容器
固定电容器
（ 一 ） 分 类
可变电容器
常用电容器
⒈常用电容器，从构造上看，可以分为哪些类型？
⒉常用的固定电容器有哪些？
⒊电解电容器与其他常用电容器相比有什么显著特征？
⒋图13－42的电容器上标的“0.002μF，400V”指的是
什么？
聚苯乙烯电容器
固定电容器
电解电容器 纸质电容器
+ （正负极不能反接） -
电
陶瓷电容器
容 器
击穿电压：电容器的最大耐压值
额定电压：电容器长期工作所
可变电容器
能承受的最大电压
和电池的正负极相连,两
个极板就分别带上了等 量的异种电荷,这个过程
+Q+ + + +
U -Q - - - -
量叫中强Q充有调.充电短：了.暂一充的电个电充极的过电板程电电上中容流所电,两.带路电ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ量板的间绝就对有值电叫场电容,电器势的电

一、平行板电容器的电容决定式：C 4kd
二、对平行板电容器有关的C、Q、U、E的讨论：
情况二、若充电后与电源断开——Q保持不变
Q C
C S
U
4 kd
E U 4kQ K d S
E与d无关
①. d增大，C将减小，U将增大，E将保持不。变
②. S增大，C将增大，U将减小，E将减小。 ③. 插入介质ε， C将增大，U将减小，E将减小。 ④. 插入一定厚度的导体板，相当于d减小，C将增大，
U将减小，E将保持。不变。
保持两极板的Q不变的情况
swf1
swf2
电容器两类问题比较
分类 充电后与电池两极相连 充电后与电池两极断开
不变量
U
Q
d变大 C变小 Q变小 E变小. C变小 U变大 E不变 .
S变大 C变大 Q变大 E不变 . C变大 U变小 E变小 .
ε变大 C变大 Q变大 E不变 . C变大 U变小 E变小 .
C S 4 kd
Q C
U
U 4kQ
E
d S
这一 样个 的人 人所 才受 有的 学教 问育 。超
过 了 自 己 的 智 力 ，
You made my day!
我们，还在路上……
BA
BA
BA
正对面积减小
板间距离增大
插入电介质
一、平行板电容器的电容决定式：C S 4kd
二、对平行板电容器有关的C、Q、U、E的讨论： 情况一、若两板始终跟电源连接——U保持不变
K
情况二、若充电后与电源断开——Q保持不变
K
一、平行板电容器的电容决定式：C S 4kd
二、对平行板电容器有关的C、Q、U、E的讨论：

二、平行板电容器的动态分析 1．运用电容的定义式和决定式分析电容器相关量变化的 思路 (1)确定不变量，分析是电压不变还是所带电荷量不变。 (2)用决定式 C＝4επrkSd分析平行板电容器电容的变化。 (3)用定义式 C＝UQ分析电容器所带电荷量或两极板间电压 的变化。 (4)用 E＝Ud 分析电容器极板间场强的变化。
• A．增大两极之间的距离，指针张角变大 • B．将A板稍微上移，静电计指针张角将变大 • C．若将玻璃板插入两板之间，则静电计指
针张角变大
• D．若将A板拿走，则静电计指针张角变为零 • 答案：AB
解析：电容器上所带电量一定，由公式 C＝4επrkSd，当 d 变 大时，C 变小。再由 C＝UQ得 U 变大。当 A 板上移时，正对面 积 S 变小，C 也变小，U 变大，当插入玻璃板时，C 变大，U 变小，当将 A 板拿走时，相当于使 d 变得更大，C 更小，故 U 应更大，故选 A、B。
• B．芯柱外套的绝缘层越厚，该电容器的电 容越大
• C．如果指示器显示电容增大，则容器中液 面升高
• D．如果指示器显示电容减小，则容器中液 面升高
• 答案：AC
• 解析：类似于平行板电容器的结构，导线芯 和液体构成电容器的两块电极，导线芯的绝
易错案例剖析
易错点：对电容及电容器的概念理解不透导致错误 案例：用电压为 U 的电源给一个固定电容器充电，从接通 到电路稳定的充电过程中，通过电源的电荷量是 Q，以下说法 中正确的是( ) A．电容器正极的电荷量是 2Q B．电容器的电容是UQ C．不论用电压为多大的电源给这个电容器充电，它的带 电量总是 Q D．如果去掉电源，再使电容器放电，则放电后电容器的 电容变为 0
• (河北遵化市2013～2014学年高

【答案】C
3.(多选)平行板电容器充电后不断开电源,逐渐增大两极板的正对
面积,则下列说法正确的是( )。
A.电容器电容将逐渐增大 B.两极板间的电场强度将逐渐增大 C.两极板间电压将保持不变 D.两极板所带的电荷量不变
【答案】AC
4.一个电容器,带了电荷量 Q 后,两极板电势差为 U。若它带的电荷
导入新课:收音机、电视机、电风扇等绝大多数电器上都需要用 到电容器,并且电容器也有各种不同的类型,它们的外形不同、功能 不同、价格也不同,但它们都有储存电荷的本领。但到底什么才叫电 容器?电容又是一个怎样的物理量呢?
1.电容器 (1)在两个相距很近的平行①金属板之间夹上一层电介质就组 成了一个平行板电容器。实际上,任何两个彼此②绝缘又相距很近的
导体都可以看成一个电容器。 (2)把电容器两极板分别与电源正负极相连,使两极板分别带上
③等量的异号电荷的过程叫作充电。充电过程中由④电源获得的电
能储存在电容器中。
(3)用导线连接充电后的电容器的两极板,两极板上的电荷⑤中
和的过程叫作放电,放电过程中⑥电场能转化为其他形式的能量。
2.电容
(1)电容器所带的电荷量与两极板间的⑦电势差的比值叫作电
(3)电容器是如何充放电的?充放电过程中电流方向、电容器的 电荷量、板间电压、板间电场强度各发生怎样的变化?怎样从能量的 角度理解电容器的充电和放电?
解答:(1)电容器的主要作用是能够储存电荷和电能。 (2)两块正对着的、互相平行、互相绝缘而又靠近的金属板是最 简单的电容器,叫作平行板电容器。电容器两极板上的电荷分布在两 极板相对的内侧。电容器所带电荷量是指一个极板所带电荷量的绝
⑧ ⑨储存电荷 ⑩法拉 F 电介质 正对面积
正

常见电容器的分类方法
①按形状分：圆柱形电容器，平行板电容 器，球形电容器等．
②按构造分：固定电容器，可变电容器， 半可变电容器等．
可变电容器通常是通过改变正对面积或改 变极板间距离来改变电容的．
③按极板间使用的电介质分：空气电容器， 真空电容器，塑料薄膜电容器，云母电容器， 陶瓷电容器，电解电容器等．
2、电容的定义式: C Q U
Q指每一个极板带电量绝对值, U表示电容器两板的电势差—电压.
3、物理意义：描述电容器容纳电荷本 领的物理量 4、单位：
国际单位制：法拉——法（F） 1F=1C / V 常用单位：微法（μF);皮法（pF)
1F=106μF=1012pF
思考:
甲同学说：“电容器带电越多， 电容越大，不带电时，电容为零”。 此说法对吗?为什么?
3、电容器的作用：容纳储存电荷
圆柱型水杯容器的储水问题:hhABC
1.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？
水量V 深度h
截面积S
思考与讨论
那电容器储存电荷的本领 如何表征呢？
CQ U
二.电容
1、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。
1.8电容器的电容
知识目标 （1）知道电容器的基本构造，了解电 容器的充电、放电过程，认识常见的电 容器。 （2）理解电容的物理意义，掌握电容 的定义公式、单位，并能进行简单的计 算。 （3）了解影响平行板电容器电容大小 的因素，能利用公式判断平行板电容器 电容的变化。
观察图片
一些常见的电容器
d表示两板间的距离
εr是电介质的相对介电常数，与电介质 的性质有关。

������Q ������U Q Q
决定式 平行板电容器,C∝εr,C∝ 1 S,C∝ ,反映了影响电容 大小的因素
d
电容器容纳电荷的本领由 来量度,由本身的结构(如平行板电容器的 U 联系 εr、S、d 等因素)来决定
探究一
探究二
例题 1
有一充电的平行板电容器,两极板间电压为 3 V,先使它的电荷量减少 3×10-4 C,于是电容器两板间的电压降为原来的 ,此电容器的电容是多大? 若电容器极板上的电荷量全部放掉,电容器的电容是多大 ? 点拨 :本题考查对电容的理解。 (1)电容的定义式 C= 中的 Q 为电容器带的电荷量,是一个极板上所带 电荷量的绝对值。 (2)由定义式可得 C=
一
二
三
四
测一测
(多选)下列关于电容器的叙述中正确的是( ) A.电容器是储存电荷和电能的容器,只有带电的容器才称为电容器 B.任何两个彼此绝缘而又相互靠近的导体,都能组成电容器,而且跟这 两个导体是否带电无关 C.电容器所带的电荷量是指单个极板上所带电荷量的绝对值 D.电容器充电过程是将其他形式的能转变成电容器的电能并储存起 来;电容器放电过程是将电容器储存的电能转化为其他形式的能 解析 :电容器是任何两个彼此绝缘而又相互靠近的导体组成的能够储 存电荷和电能的装置,与导体是否带电无关,则选项 A 错误,选项 B 正确。 电 容器充电时,将其他形式的能转化为电能储存起来;反之,放电过程是将它储 存的电能转化为其他形式的能,故选项 D 正确。由电容器的性质知,选项 C 正确。综上所述答案为 B、 C、D 。 答案 :BCD
������ 2 ������r������ 可知,C 与 4������π������
d 成反比,因为
探究一
探究二

C Q Q Q Q U U U U
11
举例：圆柱型水杯容器的储水问题:
h h
A
B
C
1.水位每升高h，试比较A、B、C的储水量
2.哪个储水本领大？
3.如何反映其储水本领？
12
V与h的关系
V =S
h
S的大小
与V、h无 关
13
类比
Q1 + -
++++++-
U
Q2
+-
+-
++-
U
UQ＝C
C不由Q和U来决 定，由电容器 本身来决定。
10
二.电容
1.电容：电容器所带的电荷量Q与电容器两极板间 的电势差U的比值.符号:C 2.公式： 3.单位：法C 拉 Q,简称:法，符号:F.
常用单位: U微法:μF、 皮法:pF 1F＝106μF＝1012pF
4.特点:电容是电容器本身的一种固有属性，与是 否装了电荷、装电荷量多少及电压高低均无关。
练一练:
2.有一充电的平行板电容器，两极板间电压为3V, 现使它的电荷量减少3×10－4 C,于是电容器两板 间的电压降为原来的1/3,此电容器的电容是多大？ 若电容器极板上的电荷量全部放掉，电容器的电 容是多大？
150μF
150μF
14
练一练:
3.对于一给定的电容器，在如下图所示中，描 述电容C、带电荷量Q、电压U之间的相互关系 的图线中正确的是 （ ）
4~11
6~8
பைடு நூலகம்81
空气的相对介电常数十分接近1,对电容的影响可以忽略.
18
特点 意义 联系
C＝QU与 C＝4επrkSd有什么区别?