2020-2021学年高二物理人教版选修3-1：第1章 8 电容器的电容

探究影响平行板电容器电容的因素：
探究影响平行板电容器电容的因 素：
1、改变两极板的正对面积
探究影响平行板电容器电容的因 素：
2、改变两极板的间距
探究影响平行板电容器电容的因 素：
3、改变两极板的间距
平行板电容器电容的决定式：
相对介电常数
rS C 4kd
两极板正对面积
两极板间的距离
静电力常量 k=9.0×109N· m2/C2
类比： V Q H U
活学活用 例：对于一个确定的电容器的电容正确的 理解是( ) A．电容与带电量成正比 B．电容与电势差成反比 C．电容器带电量越大时，电容越大 D．对确定的电容器，每板带电量增加， 两板间电势差必增加． 解析：电容器的电容是描述电容器容纳 电荷本领大小的物理量，这是比值法定义 的物理量，C 与电容器所带电量 Q 和两极 板间电压无关，故 D 选项正确。
I充电
I放电
+++++ _ _ _ _ _
A
充电： 其他形式能 → 电场能 放电： 电场能 → 其他形式能
电容器带电量指每个极板所带电荷量的绝对值。
电容器的电容
水桶 电容器带电与水桶盛水类比： V/h=S 越 大，容纳 水的本领 越强。
h
甲
乙
电容器带电量Q与两极板间 的电势压U的比值叫这个电容 器的电容。
活学活用：
例：传感器是自动控制设备中不可缺少元件，已经渗透 到宇宙开发、环境保护、交通运输以及家庭生活等各种 领域．如下图所示为几种电容式传感器，其中通过改变 电容器两极间正对面积而引起电容变化是( B )
固定电极
可动电 极
待测压 力F
C
小 结 ：

二、平行板电容器
1．平行板电容器 (1)结构：由两个 相互平行 且彼此绝缘的金属板构成。
(2)电容的决定因素：电容 C 与两极板间的相对介电常数 εr 成 _正__比__，跟极板的正对面积 S 成正比，跟极板间的距离 d 成反比 。
(3)电容的决定式：C＝4επrkSd，ε r 为电介质的相对介电常数。当 S
乙所示。
特征：放电过程是储存在电场中的 电能 转化为其他形式的能
的过程。
(3)电容器的带电荷量是指其中 一个极板 所带电荷量的绝对
值。
3．电容 (1)定义：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 ，公式为 C＝QU 。 (2)物理意义：表示电容器 容纳电荷的本领 的大小。 (3)单位：在国际单位制中是法拉(F)，1 F＝1 C/V，1 F＝ 106 μF ＝ 1012 pF。
压 U 增大，则静电计指针的张角变大，故选项 B 错误；根据电容器 的决定式：C＝4επrkSd，只在极板间插入有机玻璃板，则介电系数 εr 增大，则电容 C 增大，根据 C＝QU可知，电荷量 Q 不变，则电压 U 减小，则静电计指针的张角减小，故选项 C 错误；根据 C＝QU可知， 电荷量 Q 增大，则电压 U 也会增大，但电容 C 不变，故选项 D 错误。]
(2)上例中，若充电后电源与两极板相连，将下极板下移一小段 距离，其他条件不变，则小球能否到达下极板？
提示：由于两极板与电源相连，则两板间的电压不变，d 增大时， 则由 mg(h＋d)－qU＞0 知，小球会打到下极板上。
3．(多选)如图所示，两块较大的金属板 A、B 相距为 d，平行放置并与一电源相连，S 闭合后，两 板间恰好有一质量为 m、带电荷量为 q 的油滴处于 静止状态，以下说法正确的是( )

电容 电容
单位： 法［拉］ F
常用单位： 微法（μF） 皮法（ p F ）
单位换算： 1μF=10-6F 1 pF= 10-12 F
注意
电容器充电完成后，两极板上分别带有 等量异种电荷，而电容器定义式中的Q指的 是一个极板所带电荷的绝对值。
三、平行板电容器的电容
平行板电容器是最简单的也是最基本的电容 器，我们以平行板电容器为例研究影响平行板电 容器的因素。 实验中我 们使用静电计 测量平行板电 容器两极板间 的电势差U。
（1）改变两极板的正对面积 保持极板上的电荷 量Q不变，两极板间距 d不变，改变两极板的 正对面积，通过静电计 指针的变化来观测两极 板电势差的变化。 得知： 电容C与正对面 积S成正比。
（2）改变两极板间的距离 保持极板上的电荷 量Q不变，两极板正对 面积S不变，改变两极 板间的距离d，通过静 电计指针的变化来观测 两极板电势差的变化。 得知： 电容C与两极板间 距成反比。
电容器的充电
如图，把电容器的一个极板与电池组的正极相连， 另一个极板与负极相连，两个极板就分别带上了等量 的异种电荷，这个过程叫做充电。从灵敏电流计可以 观察到短暂的充电电流。充电后，切断与电源的 联系，两个极板上的电荷 S A 由于相互吸引而保存下来， C E Q 两极板间有电场存在。充 U 电过程中，由电源获得的 Q 电能储存在电容器中。
聚苯乙烯电容器
以聚苯乙烯膜 为电介质，把两层 铝箔隔开，卷起来， 就制成了聚苯乙烯 电容器。改变铝箔 的面积和薄膜的厚 度可以制成不同电 容的聚苯乙烯电容 器。
电解电容器
电解电容器是用 铝板做一个极板，用 铝箔上很薄的一层氧 化膜做电介质，用浸 过电解液的纸做另一 个电极板（要靠另一 铝箔与外部引线连接） 制成的。由于氧化膜 很薄，所以电容很大。

能量转化：电场能
其他形式的能
一、电容器和电容
1、电容器的组成：两个彼此绝缘而又相互靠近的导体
组成电容器
2、电容器的充、放电过程 3、电容：
定义：电容器所带电荷量Q与两极板间电势差U的比值
定义式： C Q
U
单位：法拉（F）
1F 106 uF 1012 pF
物理意义：描述电容器容纳电荷本领大小的物理量 （注意：电容仅与电容器本身有关，与Q、U无关） （Q为一个极板所带电荷量的绝对值）
。
一、说教材
情感态度价值观 （1）体会电容器在实际工作的广泛应用，激发学生 对物理知识的学习兴趣。 （2）通过电容器两极板带等量异种电荷的学习，让 学生体会物理学中的对称美。 （3）渗透事物的本质由自身因素决定，内因决定外 因的哲学观点
一、说教材
教学重难点： 重点 （1）电容定义式的理解和计算 （2）平行板电容器两类电路问题的分析 难点 （1）电容概念的理解 （2）电容器的充放电
一、说教材
教学目标： 知识与技能 （1）了解电容器的组成，认识常见的电容器。 （2）分析掌握电容器的充放电过程。 （3）理解电容的概念及定义式，并能进行相关计算。 （4）掌握平行板电容器电容的决定式，知道改变电容 的方法。 过程与方法 (1)通过实物观察，知道电容器的构成。 （2）用比值定义法定义电容。 （3）用类比法帮助理解电容与电荷量、电势差的关系
三、实效性原则－－说课活动的核心 任何活动的开展，考试大都有其鲜明的目的。说课活动也不例外。说课的目的就是 要通过“说课”这一简易、速成的形式或手段来在短时间内集思广益，检验和提高教 师的教学能力、教研能力，从而优化了课堂教学过程，提高课堂教学效率。因此，“ 实效性”就成了说课活动的核心。为保证每一次说课活动都能达到预期目的、收到可 观实效，至少要做到以下几点。 1、目的明确。2、针对性强大。3、准备充分。4、评说准确。 四、创新性原则——说课活动的生命线 说课是深层次的教研活动，是教师将教学构想转化为教学活动之前的一种课前预演 ，其本身也是集体备课。在说课活动的一个组成部分。尤其是研究性说课，其实质就 是集体备课。在说课活动中，说课人一方面要立足自己的教学特长、教学风格。另一 方面更要借助有同行、专家参与评说众人共同研究的良好机会，树立创新的意识和勇 气，大胆假设，小心求证，探索出新的教学思路和方法，从而为断提高自己的业务水 平，进而不断提高教学质量。只有在说课中不断发现新问题、解决新问题，才能使说 课活动永远“新鲜”、充满生机和活力。