2022年高中物理 第一章 静电场 第八节 电容器的电容学案新人教版选修3-1

2022年高中物理 第一章 静电场 第八节 电容器的电容学案新人教版选修3-1 【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、知道公式及其含义，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的动态分析。5、知道利用比值法定义物理量。6、学会在实验中用控制变量法的实验方法，提高综合运用知识的能力。【新知预习】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r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 。加在电容器两极板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 。电容器外壳上标的是工作电压，或称 ，这个数值比击穿电压 。【导析探究】导析一：对电容器的电容的理解例1对于给定的电容器来说，在图中哪些图线能正确地描述其带电量Q、两端电压U、电容量C之间的相互关系（ ） 例2有一个充电的平行板电容器两极板间电压为3V，现设法使它的电荷量减少 310-8 C ,于是其板间的电压降为原来的1/3,则平行板电容器的电容为 F.导析二：平行板电容器的电容电容器的电容是一个与与电量、电势差无关的物理量，它的大小是由电容器本身的结构决定的那么电容器的电容跟电容器结构的哪些因素有关呢？ 控制变量法研究： 1.构成：两块平行相互绝缘金属板两极间距d； 两极正对面积S2.量度： Q是某一极板所带电量的绝对值3.影响平行板电容器电容的因素：，（、不变），（、不变）两极板间插入电介质时比不插入电介质时电容大电容公式： 为介电常数，k为静电力恒量这里也可以用能的观点加以分析：电介质板插入过程中，由于束缚电荷与极板上电荷相互吸引力做功，电势能减少，故电势差降低电压U怎么变电容C怎么变d增大 S减小增大4.理论和实验表明：平行板电容器的电容C， 跟介电常数 成正比,跟正对面积S成正比, 跟板间距离d成反比.平行金属板电容器电容的决定式C=适用于任何电容器，导析三：两类问题的讨论1、如图所示，平行板电容器的两极板始终与电源相连，如果增大板间距离 d，则电容器的电压U，电量q 及板间场强E如何变化？2、如图所示，电容器充电后与电源断开，增大板间距离 d，则电容器的电荷量 Q，板间电压 U，及板间场强 E 如何变化？