2018-2019学年高二物理人教版选修3-1课件：第一章 第8节 电容器的电容

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，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

电压超过这一限度,则电容器就会被损坏.
2020/2/3
知识梳理图
2020/2/3
课堂互动探究 一､电容器——容纳电荷的容器 1.基本结构:由两块彼此绝缘互相靠近的导体组成. E 2.U带电, 特点:两板电荷等量异号,分布在两板相对的内侧. 3.板d 间电场:板间形成匀强电场(不考虑边缘效应),场强大小
U
2
电容器原来的带电荷量为Q,则
Q=CU=1.5×10-4×3 C=4.5×10-4 C. 电容器的电容是由本身决定的,与是否带电无关,所以电容 器放掉全部电荷后,电容仍然是150 μF.
答案:150 μF 4.5×10-4 C 150 μF
2020/2/3
可以推导出
C Q.
此式也C表 Q明, 电容器U U
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电容器所带电量:电容器的一个极板上所带电量的绝对值. 击穿电压与额定电压:加在电容器两极上的电压如果超过某一极
限,电介质将被击穿而损坏电容器,这个极限电压叫击穿电压; 电容器长期工作所能承受的电压叫做额定电压,它比击穿电压 要低.
2020/2/3
二､电容､平行板电容器 1.电容 (1)物理意义:表征电容器容纳(储存)电荷本领的物理量. (2)定义:使电容器两极板间的电势差增加1 V所需要增加的电量. 电容器两极板间的电势差增加1 V所需的电量越多,电容器的电容
正确.
答案:CD
可知C､D选项
2020/2/3
大两板间距离,则
C____________,U________ __减_小_,Q____不_变______减小_,E___减_小
越大;反之则越小.
2020/2/3
表示当两板间电势差增加
C Q ,
ΔU时电容U 器所增加的电量.

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。

13．有一个电容器原来已带电，如果使它的电量增加4×10－8C，两极板间的电势差增加20V，这个电容器的电容为___________F。
三、计算题：本大题共2小题，计27分。解答应写出必要的文字说明、方程式和重要演算步骤。只写出最后答案的不能得分。有数值计算的题，答案中必须明确写出数值和单位。
14．（12分）有一个充电的平行板电容器，两极板间的电压为3V，现设法使它的电量减少3×10－4C，于是其板间的电压降为原来的 ，如果再使它的带电量增加，当板间的电压增加到16V时，它的带电量为元电荷的多少倍？
3．【答案】BCD
【点拨】根据公式 知道，平行板电容器的电容跟距离成反比，A错误；跟正对面积成正比，B正确；跟电介质的电介常数成正比，C正确；在电容器插入金属板，相当于减小了电容器极板间的距离，D正确。
4．【答案】C
【点拨】平行板电容器电容大小 ，与电量、电压无关，A、B错误；增大正对面积电容增大，C正确；增大极板间的距离，电容减小，D错误。
A．U变小，E不变
B．E变大，W变大
C．U变小，W不变
D．U不变，W不变
第Ⅱ卷（非选择题，共52分）
二、填空、实验题：本大题共5小题，每小题5分，共25分。把正确答案填写在题中横线上或按要求作答。
9．常用电容器从构造上来看有___________和___________；电解电容器在使用时应注意___________。
13．【答案】2×10－9F
【点拨】根据 ，有： F＝2×10－9F。
三、计算题：
14．【答案】1.5×1016
【解析】根据 知： F＝1.5×10－4×10－3C。
带电量为元电荷的倍数： ＝1.5×1016。
15．【答案】0.15mm

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。

[例 1] (多选)对于水平放置的平行板电容器，下列说法正确的是( ) A．将两极板的间距加大，电容将增大 B．将两极板平行错开，使正对面积减小，电容将减小 C．在下极板的内表面上放置一面积和极板相等、厚度小于极板间距的陶瓷 板，电容将增大 D．在下极板的内表面上放置一面积和极板相等、厚度小于极板间距的铝板， 电容将增大
2．C＝UQ与 C＝4επrkSd的比较
公式 内容
C＝QU
C＝4επrkSd
公式特点
定义式
决定式
意义
对某电容器 Q∝U，但QU＝ C 不变，反映电容器容纳
平行板电容器，C∝εr，C ∝S，C∝1d，反映了影响
电荷的本领
电容大小的因素
联系
电容器容纳电荷的本领由UQ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
的定义式推导出 C＝ΔΔQU，因此电容 C＝4.0×2010－7F＝2.0×10－8 F. 答案：B
2．(多选)如图所示的各图描述的是对给定的电容器充电时其电荷量 Q、电 势差 U、电容 C 之间相互关系的图象，其中正确的是( )
解析：电容器的电容是由电容器本身决定的，与电容器带的电荷量 Q 的大 小和两极板间的电势差 U 的大小无关，不能认为 C 与 Q 成正比，与 U 成反 比，故选项 D 正确，选项 A、B 错误．而 C 图表示电容器所带电荷量与极 板间的电势差成正比，其比值即电容器的电容不变，故选项 C 正确．
放电过程 中和掉电容器所带 电荷的过程
用导线将电容器的两极板接通 极板间的场强变小 电场能转化为其他能
二、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 容纳电荷本领的大小．

量 ❖ 学生活动：利用互联网搜索学习电容器的电容与容
器所带电荷量Q、电容器两极板间的电势差U的关 系是怎么得出来的。思考C与Q、U有关吗，C由Q、 U决定吗？
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。
学 目
能够对问题进行定性分析、定量分析等； ❖ 2、能够利用互联网搜索学习新知识。
标 情感态度和价值观 体会电容器在实际生活中的广泛应用，培养学生
探究新事物的兴趣。
说课
教学重点
对电容概念的理解应用
教学难点
电容的引入，研究影响平行板电容器 电容大小因素的实验探究。
❖1、所有高尚教育的课程表里都不能没有各种形式的跳舞：用脚跳舞，用思想跳舞，用言语跳舞，不用说，还需用笔跳舞。 ❖2、一切真理要由学生自己获得，或由他们重新发现，至少由他们重建。 ❖3、教育始于母亲膝下，孩童耳听一言一语，均影响其性格的形成。 ❖4、好的教师是让学生发现真理，而不只是传授知识。 ❖5、数学教学要“淡化形式，注重实质.
❖ 完成课后习题
一、１、定义：两块彼此靠近又互相绝缘的导体组成的器件。
电
２、电容器
容 的充放电 器
充电：使原本不带电的两板带 上等量异种电荷的过程 放电： 使充电后的电容器电荷 中和失去电荷的过程
二、２１、、表定达义式：：Ｃ＝Ｑ／Ｕ
电 ３、物理意义：反映电容器容纳电荷量本领的强弱
三容、４平、行国板际电单容位器：：法拉C或法4（KSF）d
❖ 注意：我们把一个极板所带电荷量的绝对值 叫电容器的所带电荷量Q。
新课
❖ 独立思考后回答下题，可以看书寻找答案。 ❖ 有电流就有电流做功，会消耗能量，在充放

工作电压 击穿电压
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练习1: 有一个已充电的电容器，两极板之间的电压 为 3 V，所带电荷量为4.5×10-4 C，此电容器的 电容是多少？将电容器的电压降为2V，电容器的 电容是多少？所带电荷量是多少？
课程导学 思考讨论 展示交流 学标检评 课后作业 返回首页 练习2:
是指一个极板所带电荷量
的绝对值。
电容器带电量Q与板间电压U的关系
Q A
B
0
U
课程导学 思考讨论
（2）定义
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电容器所带的电荷量Q与电容器两极 板之间的电势差U之比，叫作电容器的电 容,用 C 表示。
（3）定义式： C Q U
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1.电容器的基本结构和功能是什么？
2.复述电容的物理意义、国际单位并写出 其定义式，指明公式中各个物理量。
3.写出平行板电容器的决定式并指明公式 中的各个物理量。
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1.初识电容器
（1）结构：
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③保持Q不变，只改变ԑr，观察U的变化。
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（2）表达式：
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其中，S 为平行板的正对面积，d为 板间距， ԑr 相对介电常数。
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4.常用电容器
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固定电容器 可变电容器

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。
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