选修31第一章第8节《电容器的电容》导学案
(新)高中物理1_8电容器的电容导学案新人教版选修3-1
课题：1.8电容器的电容【学习目标】1.学生 知道什么是电容器以及常用的电容器。
2. 学生理解电容器的电容概念及其定义，并能用来进行有关的计算。
3学生.知道平行板电容器的电容公式及其含义，会进行动态分析。
【学习重点】电容的概念；电容的定义和引入；对平行板电容器的动态分析。
【学习难点】电容【学法建议】 阅读、讨论、理论推理、合作探究 【知识衔接】自主学习：（阅读P29 独立完成 、 合作探究等 完成以下问题） 1、 试探究分析电容器有何作用?2、怎样让电容器带上电荷？这个过程叫什么？电容器两极板所带电荷量及电性有何关系?电容器两极板上电荷分布在哪里?何为电容器的电荷量? 怎样让电容器失去电荷？充放电过程中流过电流表电流方向如何？3、 电容器的电容定义，定义式，单位各是什么？物理意义是什么？合作探究：4.平行板电容器的电容会和那些因素有关？如图所示电容器充完电后与电源断开 1）、如果B 不动，改变A B 板间距离，发现静电计指针偏角变大，说明什么？变小呢？ 角变大，电容 ；角变小，电容 ；结论：2）、如果B 不动，A 板竖直向上移动少许，讨论静电计 指针张角变化与对应电容变化的关系角变大，电容 ；角变小，电容 ； 结论：3）如果在两板之间插入某种介质，讨论静电计指针张角变化与C ＋＋＋＋A °· S E＋－A° ·SEU=0对应电容变化关系：角变大，电容 ；角变小，电容 ； 结论：总结：平行板电容器的电容与 有关。
公式： 。
5、请带着这样以下几个问题阅读课本第31页常用电容器部分内容。
⑴常用电容器，从构造上看，可以分为哪两类？⑵电容器常见的损坏原因是什么？【练习检测】1．关于电容器的充放电，下列说法中正确的是( ) A.充放电过程中外电路有瞬间电流 B.充放电过程中外电路有恒定电流C.充电过程中电源提供的电能全部转化为内能D.放电过程中电容器中的电场能逐渐减少★2．电容器A 的电容比电容器B 的电容大，这表明( ) A.A 所带的电荷量比B 多 B.A 比B 能容纳更多的电荷量 C.A 的体积比B 大D.两电容器的电压都改变1 V 时，A 的电荷量改变比B 的大3．根据电容器的定义式 可知( )A.电容器电容越大，电容器所带电荷量就越多B.电容器的两极板间电势差越大，电容越大C.电容器的电容与所带电荷量成正比，与两极板间的电势差成反比D.电容器的电容不随带电荷量及两极板间的电势差的变化而变化Q C=U归纳总结：【达标检测】1．下列关于电容器和电容的说法中，正确的是 ( )A．根据C=Q／U可知，电容器的电容与其所带电荷量成正比，跟两板间的电压成反比B．对于确定的电容器，其所带的电荷量与两板间的电压(小于击穿电压且不为零)成正比C ．无论电容器的电压如何变化(小于击穿电压且不为零)，它所带的电荷量与电压比值恒定不变D．电容器的电容是表示电容器容纳电荷本领的物理量，其大小与加在两板上的电压无关2．关于电容器及其电容的叙述，正确的是( )A．任何两个彼此绝缘而又相互靠近的导体，就组成了电容器，跟这两个导体是否带电无关B．电容器所带的电荷量是指每个极板所带电荷量的代数和C．电容器的电容与电容器所带电荷量成反比D．一个电容器的电荷量增加ΔQ＝1.0×10－6C时，两板间电压升高10 V，则电容器的电容无法确定*3. 在如图所示的实验装置中，平行板电容器的极板A与一灵敏的静电计相接，极板B与静电计外壳接地.若极板B稍向A移近一点，则观察到的静电计指针变化和可以做出的结论是( )A.静电计指针张角变大，极板上的电荷量变小B.静电计指针张角变大，极板上的电荷量变大C.静电计指针张角变小，两极板间的电压变小D.静电计指针张角变小，两极板间的电压变大**4.电容器的电容为20μF，原来带有2.0×10-4C的电量。
《电容器的电容》 导学案
《电容器的电容》导学案一、学习目标1、知道什么是电容器及常见的电容器。
2、理解电容的概念及其定义式。
3、了解平行板电容器的电容与哪些因素有关。
二、知识梳理（一）电容器1、定义：两个彼此_____又互相_____的导体就构成一个电容器。
2、充电：使电容器两个极板带上等量_____的过程叫做充电。
充电后两极板间存在_____，电容器储存了_____。
3、放电：使充电后的电容器两极板上的电荷_____的过程叫做放电。
放电过程中，电场能转化为_____。
（二）电容1、定义：电容器所带的_____与两极板间的_____的比值叫做电容器的电容。
2、定义式：＿____。
3、单位：国际单位制中，电容的单位是_____，简称_____，符号是_____。
常用单位还有_____和_____。
4、物理意义：表示电容器_____本领的物理量。
（三）平行板电容器的电容1、平行板电容器的电容与两板的正对面积 S 成_____，与两板间的距离 d 成_____，与两板间电介质的相对介电常数εr 成_____。
2、公式：＿____。
三、重点难点突破（一）对电容器电容的理解1、电容 C 由电容器本身的构造决定，与电容器所带电荷量 Q 和两极板间的电压 U 无关。
2、电容器所带电荷量 Q 是指一个极板所带电荷量的绝对值。
（二）平行板电容器电容的决定因素1、正对面积 S 越大，电容越大。
可以形象地理解为极板的正对面积越大，能够容纳的电荷就越多。
2、板间距离 d 越小，电容越大。
距离越小，极板间的电场相互作用就越强，能够存储的电荷也就越多。
3、电介质的相对介电常数εr 越大，电容越大。
不同的电介质对电场的影响不同，介电常数越大，电容器存储电荷的能力越强。
四、典型例题分析例 1：一个电容器所带电荷量为 Q 时，两极板间的电压为 U，若使其所带电荷量增加 40×10^－7C 时，两极板间的电压增加 20V，则该电容器的电容为多少？解析：根据电容的定义式\（C ＝＼frac{Q}｛U}＼），＼（Q ＝ CU\）＼（（Q ＋ 40×10^－7) ＝ C(U ＋ 20)＼）联立可得：＼（C ＝ 20×10^－8 F\）例 2：平行板电容器两极板间距为 d，极板面积为 S，电容为 C。
高中物理选修3-1导学案 1.8电容器与电容
第8节电容器与电容【学习目标】1、知道什么是电容器及常见的电容器；2、知道电场能的概念，知道电容器充电和放电时的能量转换；3、理解电容器电容的概念及定义式，并能用来进行有关的计算；4、知道平行板电容器的电容与哪些因素有关，有什么关系；掌握平行板电容器的决定式并能运用其讨论有关问题。
重点：掌握电容器的概念、定义式及平行板电容器的电容。
难点：电容器的电容的计算与应用【课前预习】1．两块相互靠近又的导体组成电容器，电容器能储存电荷。
使电容器带电的过程叫。
充电后电容器的两极带等量异种电荷，叫电容器的带电量。
使带电后的电容器失去电荷的过程叫。
2．电容是用比值的方法定义的：跟的比值叫电容，即C=。
电容的单位是，符号是F，且1F=1C/V、1F= μF= pF。
值得注意的是：电容是描述电容器本领大小的物理量，它由电容器本身的构造因数决定，对于平行板电容器的决定式：C= 。
3．从构造上看，常用的电容器分两类：和，前者的电容是固定不变的，后者一般是通过改变两极的来改变其电容的，当然也可以通过改变两极间的距离或改变电容器所充的来改变其电容。
4．加在电容器两极间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，这个极限电压叫。
电容器外壳上标的是工作电压，也称，它是指电容器长期工作时所能承受的电压，一般比击穿电压要。
【课堂探究】：一、电容器电容器的充电、放电1、电容器：任何两个彼此又相隔很近的都可以看成一个电容器。
最常见的是问题1：电容器是如何充放电荷的呢?A A▲：两过程分别有短暂的充电电流，放电电流。
问题2：充电后两板间有了电场，具有电场能，你能分析一下充电、放电过程能量如何转化？充电—带电量Q ,板间电压U ,板间场强E ， 电能转化为 放电—带电量Q ,板间电压U ,板间场强E ,电场能转化为二、电容问题3：甲电容器两板各带2 C 电量，板间电压为2000 V ，乙电容器两板各带3 C 电量，板间电压为4000 V ，能否说乙电容器容纳电荷的能力大呢？（1）定义：电容器所带的 与 的比值，叫做电容器的电容。
2019-2020年人教版高中选修3-1 第1章第8节 电容器的电容(教案)
2019-2020年人教版高中选修3-1 第1章第8节电容器的电容（教案）【知识与技能】1．知道什么是电容器及常见的电容器2．知道电容器充电和放电时的电流情况3．理解电容器电容的概念及物理意义【过程与方法】通过观察视频，了解电容器的构造和特点，通过类比法理解电容器的电容概念。
【情感态度与价值观】1．培养学生互相讨论，互相协助，大胆创新的精神。
2．渗透内因决定事物本质的哲学观点,3．展示电容器两极带等量异种电荷，让学生体会物理学中的对称美【教学过程】★重难点一、电容器和电容★一、电容器1．电容器的功能和构造(1)功能：储存电荷和电能的元件(2)构造：两个彼此绝缘又互相靠近的导体组成一个电容器(3)平行板电容器：两块彼此隔开平行放置的金属板构成的最简单的电容器．两块金属板称为电容器的两极．(4)电容器的电荷量：电容器工作时，它的两块金属板的相对表面总是分别带上等量异种电荷＋Q和－Q，任意一块极板所带电荷量的绝对值．叫做电容器的电荷量．2．电容器的充电和放电(1)充电：电源使电容器的两极板带上等量异种电荷的过程．如图甲．(2)放电：用导线将充好电的电容器的两极板相连，使两极板的异种电荷中和的过程，如图乙．(3)电容器充放电时的能量转化：充电后，电容器储存了电能．放电时，储存的电能释放出来，转化为其他形式的能． 二、电容1．定义：电容器所带的电荷量Q 与电容器两极板间电势差U 的比值，叫做电容器的电容． 2．定义式：C ＝Q U.3．物理意义：电容是描述电容器储存电荷能力的物理量．4．单位：法拉，简称法，符号F ，还有微法(μF)和皮法(pF)，关系1 F ＝106μF ＝1012 pF. 5．对电容定义式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大小的物理量，用比值C ＝QU 来定义，但它却与Q 、U 无关，是由电容器自身的构造决定的，即使电容器不带电，其电容仍然存在，并且是一个确定的量．(2)定义式C ＝QU 表明，电容器所带的电荷量由电容器的电容和电容器两极板间的电势差U 决定，Q 与U 成正比．与C 成正比．但不能说电容C 与Q 成正比，与U 成反比． 6．通过Q -U 图象来理解C ＝QU电容的Q -U 图象是一条过原点的直线，其斜率等于电容器的电容．其中Q 为一个极板上所带电荷量的绝对值，U 为两极板间的电势差，可以看出，电容器电容也可以表示为C ＝ΔQΔU ，即电容器的电容的大小在数值上等于两极板间的电压增加(或减小)1 V 所需增加(或减小)的电荷量．三、常见的电容器1．电容器的种类(1)按电容是否可变①固定电容器：固定电容器的电容是固定不变的，如聚苯乙烯电容器和电解电容器．②可变电容器：是一种可以改变电容大小的电容器，通常由两组铝片组成，其中一组固定不动的叫定片，另一组可以转动的叫动片，转动动片时，两组铝片的正对面积发生变化，电容就随着改变．可变电容器的绝缘物质通常为空气或塑料介质．(2)按照电介质不同有纸介电容器、陶瓷电容器和电解电容器等2．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“”3．击穿电压和额定电压(1)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)额定电压：电容器长期工作时所能承受的电压．电容器外壳上标的就是额定电压，它比击穿电压要低．【典型例题】如右图所示连接电路，电源电动势为6V，先使开关S与1端相连，电源箱电容器充电，这个过程可以瞬间完成，然后把开关S掷向2端，电容器通过电阻R放电，电流传感器将测得的电流信息传入计算机，屏幕上显示出电流随时间变化的图线如图所示，据此图可估算电容器释放的电荷量，并进而估算电容器的电容为A ．0.2FB ．-21.310F ⨯ C ．-34.510F ⨯ D ．45.510F -⨯ 【答案】D★重难点二、平行板电容器★ 一、平行板电容器 1．平行板电容器(1)基本结构：由两块彼此绝缘、互相靠近的平行金属板组成，是最简单的，也是最基本的电容器．(2)板间电场：板间(除边缘外)形成匀强电场，电场强度大小为E ＝U /d ，方向垂直极板平面． 2．平行板电容器的电容大小的决定因素探究(1)方法：采取控制变量法，在电容器带电荷量Q 不变的情况下，只改变电容器的极板正对面积S ，板间距离d ，板间电介质εr 中的一个量．(2)静电计电势差的意义：由于静电计的金属球与其中一个极板相连，两者电势相等，静电计的金属外壳与另一个极板相连(或同时接地)，两者电势相等．所以静电计的电势差实质上也反映了电容器两极板间的电势差的大小． 3．平行板电容器的电容(实验结论)平行板电容器的电容C 与极板的正对面积S 及板间的电介质的相对介电常数εr 成正比，与极板间距离d 成反比，则C ＝εr S 4πkd .4．C ＝Q U 与C ＝εr S4π kd 的比较【特别提醒】(1)上述实验只能证明电容C 与εr 、S 和d 有关，公式C ＝εr S4πkd 是进一步精确实验得出的．式中的k 为静电力常量．(2)公式中，εr 是一个常数，与电介质的性质有关，称为电介质的相对介电常数．真空的相对介电常数为1，空气的相对介电常数与1十分接近．(3)公式C ＝εr S4πkd 为平行板电容器的决定式，此式表明电容器C 完全由电容器本身决定，与电容器所带电荷量Q 及极板间电压U 无关． 二、平行板电容器的动态分析 1．两类基本问题(1)电容器和一电源相连，让电容器的某一物理量发生变化，求其他物理量的变化。
人教版高中物理选修3-1学案：第一章 第8节 电容器的电容含答案
第8节电容器的电容1.电容反映了电容器容纳电荷本领的大小，定义式为C＝QU，电容的大小决定于电容器本身，与Q和U无关。
2．平行板电容器的电容决定式为C＝εr S4πkd，即C由εr、S、d共同来决定。
3．平行板电容器保持电荷量不变的情况下，若只改变板间距离，则电场强度不变。
一、电容器和电容1．电容器的组成两个彼此绝缘的导体，当靠得很近且之间存有电介质时，就组成一电容器。
2．电容器的充放电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方法将电容器的两极板与电源两极相连用导线将电容器的两极板接通场强变化极板间的场强增强极板间的场强减小能量转化其他能转化为电能电能转化为其他能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＝Q U 。
(2)物理意义：表示电容器容纳电荷本领的物理量。
(3)单位：1 F＝106μF＝1012 pF。
二、平行板电容器及常见电容器1．平行板电容器(1)构成：由两个彼此绝缘的平行金属板。
(2)电容的决定因素：两板间距离d ，两板的正对面积S ，两板间电介质的相对介电常数εr 。
(3)关系式：C ＝εr S4πkd。
2．常见电容器分类⎩⎪⎨⎪⎧按电介质分：聚苯乙烯电容器、陶瓷电容器、 电解电容器等按电容是否可变分：固定电容器、可变电容器3．电容器的额定电压和击穿电压(1)额定电压：电容器能够长期正常工作时的电压。
(2)击穿电压：电介质被击穿时在电容器两极板上的极限电压，若电压超过这一限度，则电容器就会损坏。
1．自主思考——判一判(1)电容大的电容器带电量一定多。
(×)(2)电容为C 的电容器所带电荷量为Q ，若电荷量增大为2Q ，则电容变为2C 。
(×) (3)电容器所带的电荷量Q 是指电容器的一个极板上所带电荷量的绝对值。
(√) (4)电容器外壳上标的是额定电压。
(√)(5)电解电容器使用时，正、负极不能接反。
高中物理 第一章第8节《电容器的电容》导学案 新人教版选修3-1高二
课前自主完成一、电容器1.构造两个相距很近的________中间夹上一层__________，就组成一个最简单的电容器，叫做___________．实际上，任何两个彼此______________ 又_____________的导体，都可以看成一个电容器。
2.充电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________电荷，这个过程叫充电。
充电过程中由电源获得的__________储存在电容器中。
3.放电用__________把充电后的电容器的两极板接通，两极板上的电荷中和，电容器又不带电了，这个过程叫放电。
放电后，__________转化为其他形式的能量。
二、电容1.定义一个电容器所带的___________与电容器两极间的_________的比值，叫做电容器的电容。
注意：考虑比值定义的物理意义。
2.定义式C＝。
3.物理意义电容器的电容在数值上等于使两极板间的电势差为时电容器要带的电荷量，需要电荷量多，表示电容器的电容，电容是电容器的物理量。
4.单位国际单位制中，电容的单位是________，简称________，符号是________。
常用的单位还有________、________。
如果一个电容器带1C的电量时，两极板间的电势差是1V，这个电容器的电容就是________。
1uF=________F 1PF=________F三、平行板电容器的电容当两个极板间是真空时，电容的决定式：。
式中k为静电力常量。
当两极板间充满同一介质时,决定式为：。
式中εr是一常数，与有关，成为电解质的。
空气的相对介电常数。
四、常用的电容器常用电容器从构造上看，可分为和________________ 两类。
常用的固定电容器有______________和_________________。
聚苯乙烯电容器以为电介质，通过改变来改变电容。
电解电容器是用做一个极板，用做电介质，用浸过做另一个极板，电容。
高中物理 第一章 第八节《电容器的电容》导学案 新人教版选修
高中物理第一章第八节《电容器的电容》导学案新人教版选修第八节《电容器的电容》导学案班级：____________ 组别：____________ 组名：____________ 姓名：____________【学习目标】1、知道什么是电容器及电容器的功能2、理解电容器电容的概念及定义式，并会应用定义式进行简单的计算、3、知道平行板电容器的电容与哪些因素有关,、知道平行板电容器的电容公式及其含义4、知道常用的电容器有固定电容器和可变电容器两大类、【重点难点】重点:电容的概念影响电容大小的因素难点:平行板电容器的两中情况【学习方法】合作探究自主学习【知识链接】匀强电场的电场强度与电势差的关系【学习内容】知识点一：电容器问题1：电容器是电气设备的重要元件，最简单的电容器由中间夹上 ___ 组成。
实际上任何两个____________________的导体都可看成一个电容器。
问题2：充电：如图1、8-1，充电后电容器的两极板分别带上了量种电荷。
充电过程中将 _______能转化为能，产生短暂的充电电流。
放电：如图1、8-2，将充电后的电容器的，两极板电荷中和，不再带电。
放电过程中将能转化能，产生短暂的放电电流。
知识点二：电容问题1：（类比法）水容器：要使水容器中水深相同，则的水容器需要的水多电容器：要使电容器两极板间电势差相同，则电容器储存的电量多实验表明：电容器所带电量与极板间的电势差成正比，，比值Q/U是一个常量，不同的电容器这个比值一般不同，可见，这个比值表征了问题2：电容1）定义：与的比值2）定义式：（比值定义法）3）单位：1F= = pF 知识点三：平行板电容器（阅读课本中的演示实验，试着回答下列问题。
）问题1：静电计：用来测，把它的跟一个导体连接，把它的跟另一个导体连接，或者，从可以看出两导体间的电势差。
本实验中：静电计的张角越大，表示平行板电容器的极板比极板的电势越高，电势差越大。
问题2：本实验采用控制变量法研究由甲可得：电容C与成比由乙可得：电容C与成比由丙可得：电容C与成比问题3：平行板电容器的电容公式：（决定因素式，只适用于平行板电容器）。
高中物理 1.8电容器的电容导学案 新人教版选修31
第一章静电场第八节电容器的电容【学习目标】1、知道什么是电容器以及常用的电容器。
2、理解电容器的电容概念及其定义，并能用来进行有关的计算。
3、知道平行板电容器的电容与哪些因素有关。
4、会对平行板电容器问题进行动态分析。
【重点、难点】重点：掌握电容的概念、定义式及平行板电容器的电容的决定因素。
难点：电容器的电容的计算与应用预习案【自主学习】知识点一、电容器1．组成：两个彼此又的导体，组成一个电容器。
2．电容器的充电：（1）电路连接：如图1.8-1，单刀双掷开关S接（填“1”或“2”）（2）充电结果：两个极板分别带上了电荷，两极板之间产生了，由电源获得的储存在电容器中。
3．请在图中标出极板上电荷的电性，画出极板间电场线的方向。
4．电容器充电后，切断与电源的联系，两个极板上的电荷是否改变？5．电容器的放电：（1）电路连接：如图1.8-2，单刀双掷开关S接（填“1”或“2”）（2）放电结果：两极板上的电荷，两极板之间不再，转化为其他形式的能。
知识点二、电容1．定义：电容器所带电荷量Q与 U的比值，定义式为。
这是又一个采用法定义的物理量。
2．“电容器所带的电荷量”是指一个极板所带电荷量的。
3．物理意义：表示电容器本领的物理量。
4．单位：在国际单位制中的单位是，简称法，符号是。
1F= μF= PF。
知识点三、平行板电容器的电容平行板电容器的电容C与极板的正对面积S、极板间的距离d、电介质的相对介电常数εr 的关系式为C= ，即平行板电容器的电容C与电介质的相对介电常数εr成，与极板的正对面积S成，与极板间的距离d成。
当两极板间是真空时，C= 。
知识点四、常用电容器1．分类：从构造上可以分为电容器和电容器两类。
2．电容器的额定电压：电容器能够时的电压。
电容器的击穿电压：电介质被时加在电容器极板上的极限电压。
电压超过这一限度，电容器就会损坏。
【学始于疑】同学们，通过你的自主学习，你还有哪些疑惑?探究案【合作探究一】如何理解教材P 29“同一个电容器，比值UQ 是一个常量”，“电容是表示电容器容纳电荷本领的物理量”？问题1：如图1.8-3，柱形水容器中的水量V 与水深H 的比值表示的是容器的哪个量？同一个容器，比值H V 是常量还是变量？不同的容器，比值H V 是否相同？比值H V 越大，容器容纳水的本领是越大还是越小？问题2：将电容器与柱形水容器进行类比，则电荷量Q 、电势差U 、电容c分别类比于水容器的哪个量？【合作探究二】“研究影响平行板电容器电容大小的因素”的实验现象分析问题1：“研究影响平行板电容器电容大小的因素”的实验过程及现象如下图所示，实验过程中电容器的电荷量Q 如何变化？静电计测量的是哪个物理量？静电计的指针偏角变大，这个量怎样变化？问题2：试根据上图中的现象分析影响平行板电容器电容大小的因素：图甲：保持 不变， 两板间正对面积S ，观察到静电计指针偏角 ，即电势差U ，则电容C 。
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课时1.8电容器的电容1.知道什么是电容器,了解常用的电容器。
2.知道电场能的概念,知道电容器充电和放电时能量的转化。
3.理解电容器电容的概念及其定义式C=,并能用来进行有关的计算。
4.通过实验了解影响平行板电容器电容大小的因素,知道平行板电容器电容公式C=,知道改变平行板电容器的电容大小的方法。
1.电容器(1)在两个相距很近的平行①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的异号电荷的过程叫作充电。
充电过程中由④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的过程叫作放电,放电过程中⑥能转化为其他形式的能量。
2.电容(1)电容器所带的⑦与两极板间的⑧的比值叫作电容器的电容,用公式表示为C=⑨。
(2)一个电容器的电容是个常量,它表征了电容器⑩的特性。
(3)在国际单位制中,电容的单位是,简称,符号,实际中常用的电容单位还有、。
(4)理论和实验表明,影响一个电容器的电容大小的因素有夹在极板之间的、两极板的和两极板之间的,这个关系用公式表示为C=,式中εr是一个常数,称为电介质的。
3.常见电容器(1)可变电容器通过转动动片,使两组铝片的发生变化来改变电容。
(2)加在电容器两极板上的电压不能超过某一限度,这个极限电压叫作电压。
电容器外壳上标示的是额定电压,这个数值比电压要低。
主题1:认识电容器阅读教材中“电容器”标题下的内容,回答下面的问题。
(1)电容器的主要作用是什么?(2)说说平行板电容器的基本构造。
电容器两极板上的电荷分布在哪里?什么是电容器的电荷量?板间电场强度有哪些特征?(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?主题2:电容器的电容阅读教材中“电容”部分的内容,回答下列问题。
(1)为什么把电容器所带电荷量Q与电容器两极板间的电势差U的比值定义为电容器的电容C?为什么不直接用电容器所带电荷量Q来表示电容器容纳电荷的本领?(2)图示是一个横截面积为S的圆柱形容器,容器内水的体积V与盛水的深度H之间有什么关系?能不能说横截面积S越大,容器盛水量V就越多?横截面积S反映了容器的什么本领?如果把电容器容纳电荷与此容器容纳水作类比,那么电容器的电容C与容器的哪一个量类似?主题3:探究影响平行板电容器电容的因素问题:阅读教材中“平行板电容器的电容”部分的内容,回答下列问题。
(1)在研究“影响平行板电容器电容的因素”实验中是否直接测量了两板间的电势差U?本实验通过观察什么来比较电势差的变化?(2)本实验并没有直接定量计算电容器的电容C,实验中又是如何知道电容C的变化的?(3)电容器的电容与多个因素有关,实验中如何研究各个因素单独对电容的影响?本实验能否得出各个因素对电容的定量影响?主题4:电容概念的建立(1)阅读教材中的相关内容,将电容器与教材图1.8-3(不同容器,使其中的水位升高1 cm,所需的水量是不同的)中盛水容器进行类比,说说你对电容器电容的理解,归纳总结电容器电容的物理意义,写出电容的单位及它们之间的换算关系。
(2)电容的定义式为C=,怎样理解这三个量之间的关系?某一电容器的是否变化?为什么电容的定义式又可写作C=?(3)阅读教材中的相关内容,谈一谈电容器使用过程中需要注意的问题。
击穿电压是不是额定电压?如图所示的电容器的电容是多少?图中的电压值是指什么电压?1.电容器是一种常用的电子元件。
对电容器认识正确的是()。
A.电容器的电容表示其储存电荷的能力B.电容器的电容与它所带的电荷量成正比C.电容器的电容与它两极板间的电压成正比D.电容的常用单位有μF和pF,1 μF=103 pF2.如图所示,平行板电容器的电容为C,极板带电荷量为Q,极板间距为d。
今在两极板间的正中央放一带电荷量为q的点电荷,则它所受到的静电力大小为()。
A.kB.kC.D.3.一个两极板间充满空气的平行板电容器,极板间距离为d,正对面积为S,充以电荷量Q后,两极板间电势差为U。
为使电容器的电容加倍,可采用的办法是()。
A.将电势差变为B.将带电荷量变为2QC.将极板正对面积变为2SD.将两板间充满介电常数为2εr的电介质4.关于电容器的充放电,下列说法中正确的是()。
A.充放电过程中外电路有瞬时电流B.充放电过程中外电路有恒定电流C.充电过程中电源提供的电能全部转化为内能D.放电过程中电容器中的电场能逐渐减少拓展一、电容器的电容、电荷量、电压之间的关系1.有一充电的平行板电容器,两板间电压为3 V,现使它的电荷量减少3×10-4 C,于是两板间电压降为原来的,则此电容器的电容是μF,电容器原来所带的电荷量是C;若把电容器极板上的电荷量全部放掉,电容器的电容是μF。
拓展二、平行板电容器的动态问题分析2.如图所示,平行板电容器与电压为U的直流电源(内阻不计)连接,下极板接地。
一带电油滴位于电容器中的P点且恰好处于平衡状态。
现将平行板电容器的上极板竖直向上移动一小段距离,则()。
A.带点油滴将沿竖直方向向上运动B.P点的电势将降低C.带点油滴的电势能将减少D.若电容器的电容减小,则极板带电荷量将增大拓展三、带电粒子在电容器中的运动3.在观察油滴在水平放置的真空充电平行板电容器中运动的实验中,原有一油滴静止在电容器中,给电容器再充上一些电荷量ΔQ1后,油滴开始向上运动,经t时间,电容器突然放电失去一部分电荷量ΔQ2,又经t 时间后,油滴回到原处。
假设油滴在运动过程中没有失去电荷,试求电容器失去电荷量ΔQ2和充上电荷量ΔQ1之比。
电容器的电容答案课时1.8电容器的电容知识体系梳理①金属②绝缘③等量④电源⑤中和⑥电场⑦电荷量⑧电势差⑨⑩储存电荷法拉法F微法皮法电介质正对面积距离相对介电常数正对面积击穿击穿重点难点探究主题1:(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对值。
板间形成匀强电场(不考虑边缘效应),电场强度大小E=,方向始终垂直板面。
(3)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,两个极板上就分别带上了等量的异种电荷,这个过程叫作充电,如图甲所示。
充电后,把电容器的两个极板接通,两极板上的电荷互相中和,电容器就不带电了,这个过程叫作放电,如图乙所示。
充电——带电荷量Q增加,板间电压U增大,板间电场强度E增大,充电结束时,电流减小到零,电容器极板电压等于充电电压。
放电——带电荷量Q减少,板间电压U减小,板间电场强度E减小,放电结束时,I、Q、U、E都为零。
给电容器充电的过程,就是电源通过电流做功克服静电力把电荷从一个极板搬运到另一个极板上的过程,通过这一过程,能量以电场能的形式储存在电容器中,等到放电时再把这部分电场能释放出来。
主题2:(1)实验表明,对于某一个电容器,它所带电荷量Q与电容器两极板间的电势差U成正比,也就是说比值是个常量,而不同的电容器,这个比值一般不同,因此把这个比值定义为电容器的电容C,它反映了电容器储存电荷的能力。
由于同一个电容器所带电荷量Q随其电压U而改变,因此不能用来比较不同电容器容纳电荷的本领。
(2)圆柱形容器的横截面积S是常量,由V=SH可知盛水的体积V与其深度H成正比,即比值是个常量。
横截面积S反映了容器容纳水的本领,但不能说容器的横截面积S越大,容纳水量V就越多。
一个圆柱形容器的横截面积S越大,在同样深度下容纳水量V就越多。
同理,对于一个电容器,它的电容C越大,在同样的电势差下所容纳电荷量就越多,由此可见,电容器的电容C与容器的横截面积S类似。
主题3:(1)实验中并没有直接测量两极板间的电势差U,而是通过观察静电计指针偏转角度来比较电势差的变化。
(2)实验中电容器充电后与电源断开,不再充电、放电,使其所带电荷量Q保持不变,根据C=可知此时C与U 成反比,因此当观察到U增加时,就意味着C减小,反之亦然。
(3)实验采取了“控制变量法”,即当研究正对面积S对电容的影响时,保持间距d和电介质不变;当研究间距d 对电容的影响时,保持正对面积S和电介质不变;当研究电介质对电容的影响时,保持正对面积S和间距d不变。
本实验没有进行定量的测量,而只是对各个因素对电容的影响进行了定性的研究。
主题4:(1)电容器是一个仪器,而电容是一个物理量,它表征了电容器容纳电荷的本领。
①电容的定义:电容器所带电荷量与两极板间电势差的比值。
它是描述电容器容纳电荷本领大小的物理量,数值上等于使电容器两极板间的电势差增大1 V所增加的电荷量。
②定义式:C==。
电容C是用比值定义法定义的,本章学过的电场强度E、电势φ都是用比值法定义的。
电容C=,但不能说电容C与Q成正比、与U成反比,因为电容C由电容器本身的性质决定,与Q、U的大小无关。
③单位:F、μF、pF;1 pF=10-6μF=10-12 F。
(2)电容器两极板间的电势差随电荷量的增加而增大,电荷量与电势差成正比,它们的比值是一个恒量,每一个电容器都有一个属于自己的常数,与所带电荷量的多少无关,这个比值反映了电容器容纳电荷的本领大小。
定义式C=中的Q、U是正比关系,反映在Q-U图象中是一条直线,电容C就是直线的斜率,所以C==。
(3)电容器两极板间电压越大,所带电荷量越大,电容器有击穿电压,超过此电压,电容器将被击穿。
额定电压是电容器长期工作时所能承受的电压,电容器额定电压应低于击穿电压。
图中所示电容器电容为22 μF,图中标示的电压值为额定电压。
基础智能检测1.A2.C3.CD4.AD全新视角拓展1.150 4.5×10-4150【解析】(1)电容器两极板间电势差的变化量:ΔU=(1-)U=×3 V=2 V由C=,有C= F=1.5×10-4 F=150 μF。
(2)电容器原来的电荷量为Q,则:Q=CU=1.5×10-4×3 C=4.5×10-4 C。
(3)电容器的电容是由电容器本身的结构决定的,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。
2.B【解析】电容器与电源相连,电容器两端的电压U不变,当上极板上移时,板间距离d增大,电场强度E=减小,静电力减小,带电粒子将向下运动,A错;由U=Ed知,P与下极板间的电势差减小,P点电势降低,B对;由E p=qφ知,粒子带负电,电势能增加,C错;由C=知C减小,而U不变,又由C=可知Q将减小,D错。