2019高二物理 18 电容器与电容 课件 新人教版选修3-1

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

充电电流：充电电流随着时间逐渐减小，直到电容器两端电压等于电源电压，充电电流 为零。
充电时间：充电时间取决于电容器容量和电源电压，电容器容量越大，充电时间越长。
充电电压：充电电压等于电源电压，当电容器两端电压等于电源电压时，充电过程结束。
电容器放电
放电过程：电容器通过电阻R放电，电流逐渐减小，电压逐渐降低 放电时间：放电时间与电阻R和电容C有关，R越大，放电时间越长 放电曲线：放电过程中，电流和电压的变化关系可以用指数函数表示 放电结束：当电流减小到零时，放电结束，电容器两端电压为零
02
电容器基础知识
电容器定义
电容器是一种储存电荷的电子元件 电容器由两个相互绝缘的导体组成 电容器可以储存电荷，但不能储存电流 电容器的容量与两个导体之间的距离、面积和电介质有关
电容器分类
固定电容器：电容值固定，不可调节
薄膜电容器：使用薄膜作为电介质， 具有较小的体积和较高的稳定性
可变电容器：电容值可调节，如空气 可变电容器、陶瓷可变电容器等
避免过电流：确保 电容器通过的电流 不超过额定值
添加标题
避免过热：确保电 容器工作温度不超 过额定值
添加标题
避免短路：确保电 容器两端没有短路 现象
添加标题
避免潮湿：确保电 容器工作环境干燥
添加标题
避免腐蚀：确保电 容器工作环境无腐 蚀性气体或液体
添加标题
定期检查：定期检 查电容器外观和性 能，及时发现问题 并处理
感谢观看
汇报人：
06
电容器常见问题与 维护
电容器常见故障及原因
电容器漏电：由于电容器内部绝缘层损坏或老化，导致电容器漏电。
电容器击穿：由于电容器内部电场强度过大，导致电容器击穿。

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。

比较⑴、⑵两类题型的解析过程，可以看到， 抓住Q（或U）不变这个条件是一个关键。
3、平行板电容器充电后的两类典型情况： ⑴电容器始终连接在电源上，两极间的电压U保 持不变。 ⑵电容器充电后，切断与电源的连接，电容器的 带电荷量Q保持不变。
四.常用电容器
展示各种电容器实物 电容器是一储能元件。
纸质电容器 陶瓷电容器
即
C=Q/U
2、电容器的电容在数值上等于两极板间的电势差 为1V时电容器需带的电荷量。
思考
1.电容器起了什么作用？ 储存电荷 2.电容器可类比成什么呢?
电容器
类比为容器 （水杯）
思考与讨论
1.水杯存水的本领由什么来决定? 水容器的容积(本身机构决定) 2.如何表征大容器的储水本领大呢?
电容器与水容器
s 1cm
1cm
C
横截面大的需要的水多 水量 m∝h
电量 Q∝U
对一个确定的水容器而言，水容是不变的，与 m、h无关。 对一个确定的电容器而言，电容是不变的，C 与Q、U无关。
思考与讨论
那电容器储存电荷的本领 如何表征呢？
Q C U
3、电容的物理意义：表征电容器容纳（储存） 电荷本领的物理量。 4、单位：在国际单位制中电容的单位是法拉 （F），常用单位还有微法（μF）和皮法（pF） 1F=106μF=1012pF 最简单的电容器是平行板电容器 猜想：平行板电容器的电容跟哪些因素有关？ 两极板间的距离d 两极板间的正对面积S
(1)根据电容的定义式 C=Q/U=(6×10-6/2)F=3×10-6F (2)若电势差升高1V，电容器的电容仍不变，而此 时所带电量 Q′=CU′=3×10-6×3C=9×10-6C
例2 、如图所示，是描述对给定的电容器充

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。

1F 10 μF 10 pF
6 12
4.物理意义：是表示电容器容纳电荷本领的 物理量。由电容器本身属性决定，与Q和U 无直接关系。
三、平行板电容器的电容
1.构成：由两块彼此绝缘，相互靠近的平 行金属板构成。 2.带电特点：两板电荷等量异号 3.板间电场：板间形成匀强电场。 实验研究 视频 实验结论：平行板电容器的电容C跟相对介电
【典例剖析】平行板电容器的两类典型问题
如图所示，平行板电容器竖直放置，A板上用绝 缘线悬挂一带电小球，静止时绝缘线与固定的A 板成θ角，移动B板，下列说法正确的是 ( ) A．S闭合，B板向上平移一小段距离，θ角变大 B．S闭合，B板向左平移一小段距离，θ角变大 C．S断开，B板向上平移一小段距离，θ角变大 D．S断开，B板向左平移一小段距离，θ角不变
针对训练2：
用控制变量法，可以研究影响平行板电容器电容 的因素（如图）。设两极板正对面积为S，极板 间的距离为d，静电计指针偏角为θ。实验中，极 板所带电荷量不变，若 ( A ) A．保持S不变，增大d，则θ变大 B．保持S不变，增大d，则θ变小 C．保持d不变，减小S，则θ变小 D．保持d不变，减小S，则θ不变
常量成正比，跟极板正对面积S成正比，跟极 板间的距离d成反比。
rs C 4 kd
s ， C （真空） 4 kd
K为静电力常量。K=9.0*109N.M2/C2 ‫ﻍ‬为介电常数（见下表） d 为两极板间的距离 S为两极板间的正对面积。
四、常见电容器
1.种类：
可变电容器 ，通过旋动 动片，改变 与定片间的 正对面积
一、电容器 二、充、放电
１、定义：两块彼此靠近又互 相绝缘的导体组成的器件
充电：使原本不带电的两板带 上等量异种电荷的过程

3.某电容器上标有“1.5 μF,9 V”字样，则
()
A.该电容器所带电荷量不能超过 1.5×10－6 C
B.该电容器所加电压不能超过 9 V
C.该电容器击穿电压为 9 V
D.当给该电容器加 4.5 V 的电压时，它的电容值变为
0.75 μF
解析：该标示值为电容器电容和能允许加的最大电压。加在该 电容器上的电压超过 9 V 就会击穿它。能够给电容器充的最大 电荷量为 Q＝CUm＝1.5×10－6 ×9 C＝1.35×10－5 C。电容器电 容与所加电压无关，因此当给电容器加 4.5 V 的电压时，其电容 值仍为 1.5 μF。故 B 正确。 答案：B
1.电容器的符号 (1)固定电容器：符号为 “ ” (2)可变电容器：符号为 “ ” (3)电解电容器：符号为 “ ”
2.对电容器的“击穿电压”与“额定电压”的理解 (1)“击穿电压”是指电容器能承受的极限电压。每个电容器 都有一个极限贮存量，与之对应的即为极限电压。如果电容器贮 存的电荷量超过它的极限量，这时电容器将被击穿而损坏。 (2)“额定电压”是指电容器长期有效工作时所能承受的电 压。实际电压等于或低于额定电压时电容器都能正常工作，当电 容器承受的电压高于额定电压时将有可能被击穿，所以使用电容 器时必须注意这一点。
分析 电容器的电场能
式的能量(如：内能，光能)
2.对电容的定义式 C＝QU的理解 (1)电容由电容器本身的构造决定： 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 C＝QU来定义，但它却是由电容器自身的构造决定的，与所带 电荷量 Q 和所加电压 U 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。
空白演示
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第第 一8 章节

U
带电荷量的多少无关。这个比值反映了电容器容纳电 荷的能力大小，因此可用 Q 描述电容器容纳电荷本领
U
的大小，即电容器的电容C= Q 。
U
【探究总结】 电容器充、放电过程的比较
内容
过程
充电过程
放电过程
定义
使电容器带电的过程
中和掉电容器所带电荷的过程
内容
过程
过程 示意
充电过程
放电过程
电荷 运动
正电荷向A板移动, 负电荷向B板移动
A.从C= Q 可以看出，电容的大小取决于带电荷量和电
U
压
B.从C= r S 可以看出，电容的大小取决于电介质的种
4kd
类、两极板的正对面积和两极板的位置关系
C.它们都适用于各种电容器
D.C= Q 是适用于各种电容器的定义式，C= r S 是只
U
4kd
适用于平行板电容器的决定式
【解析】选B、D。公式C= Q 是电容的定义式，适用于
一小段距离，则根据C= S 可知，C变大，Q一定，则
4kd
根据Q=CU可知，U减小，则静电计指针偏角θ减小；根
据E= U ，C= S ，Q=CU联立可得E= 4 k Q ，可知Q一定
d
4kd
S
时，E不变；根据U1=Ed1可知P点离下极板的距离不
3.电容：(1)定义：电容器所带的_电__荷__量__与电容器两 极板间的_电__势__差__的比值叫电容。 (2)定义式：C= Q 。
U
4.电容的物理意义：电容是描述电容器_储__存__电__荷__本领
的物理量。 5.电容的单位：国际单位：_法__拉__，符号F，常用单 位：微法(μF)、皮法(pF)。1F=_1_0_6μF=_1_0_1_2 pF。

A．导体B带负电 B．导体B左端出现负电荷，右端出现正电荷，并且电 荷量大小相等
C．若A不动，将B沿图中虚线分开，则两边的电荷量大 小可能不等，与如何分有关
D．只要A与B不接触，B的总电荷量总是为零
4．先让验电器带上少量正电荷，然后拿一个 带负电的带电体逐渐接近验电器的金属球，可 以看到这样的现象：金属箔张开的角度先是减 小，以至闭合，然后又张开了，解释这个现象。
2．把两个完全相同的金属球A和B接触一下， 再分开一段距离，发现两球之间相互排斥，则 A、B两球原来的带电情况可能是（） A．带有等量异种电荷 B．带有等量同种电荷 C．带有不等量异种电荷 D．一个带电，另一个不带电
3．如图所示，A、B是被绝缘支架分别架起的金属球， 并相隔一定距离，其中A带正电，B不带电，则以下说 法中正确的是（ ）
2．电荷及其相互作用：同种电荷相互排斥，异种电 荷相互吸引。
3.带电体能够吸引轻小物体
思考：物体原来不带电，摩擦后为何能带电？
二、带电方式的分析
1．摩擦起电的微观解释
演示实验
结论：摩擦起电的实质是物体间的电荷转移， 失电子的物体显正电；得电子的物体显负电。
2．接触起电
+#43;
++
++
++
接触前接触接触后
注意：所有带电体的电荷量或者等于e，或者 等于e的整数倍。电荷量是不能连续变化的物 理量。最早由美国物理学家密立根测得。电 子和质子的带电量称为元电荷，因为所有带 电体的电荷量都是e的整数倍。
实践与练习
1．有三个完全一样的绝缘金属球，A球带的 电荷量为q，B、C均不带电。现要使B球带的 电荷量为3q/8，应该怎么办？
空白演示

场能．
2020/8/17
• (2)放电过程特点 • ①放电电流：电流方向是从正极板流出，电流
是由大变小； • ②电容器上电荷量减少； • ③电容器两极板间电压降低； • ④电容器中电场强度减弱； • ⑤电容器的电场能转化成其他形式的能．
2020/8/17
• 如下图所示，电容器的两极板与电源的正 、负极相连，当电容器两极板间的距离由d迅 速增大为2d的过程中，下列说法正确的是( )
所带
• 二、电容
• 1．定义：电容器所带的电荷量Q与电容器两
极板比间值的电势差U的
，叫做电容器的
电容．
• 2．定义式：
.
• 3．单位是法拉，简称法，符号是F.常用单位 还有微法(μF)和皮法(pF)，量值关系：1 F＝106 μF＝1012 pF.
2020/8/17
• 三、平行板电容器
• 1．基本结构：由两块彼此绝缘、互相平行靠近的 金属板组成，是最简单的，也是最基本
积较大，电容较大
2020/8/17
• 解析：
2020/8/17
• 3.对电容器充电、放电的理解 • (1)充电过程的特点 • ①充电电流：电流方向为逆时针方向，电流强
度由大到小． • ②电容器所带电荷量增加． • ③电容器两极板间电压升高． • ④电容器中电场强度增强． • ⑤充电后，电容器从电源中获取的能量称为电
• (3)实验导析：如下图甲、乙、丙．
2020/8/17
(4)实验结论：
①C∝S(Q、d不变)．
②C∝
1 d
(Q、S不变)．
③两极板间插入电介质时比不插入电介质时电容大．
2．公式：C＝4επrkSd 平行板电容器电容的决定因素，与两平行板正对面积S成