高中物理1.8电容器与电容学案新人教版选修31

1.8 电容器与电容 学案（人教版选修3-1） 一、电容器1构造：彼此绝缘而又相互靠近的两个_，就构成一个电容器2功能：(1)充电：把电容器的两个极板与电源的正负极相连，就能使两个极板上带上_，这个过程叫做电容器充电(2)放电：用导线把充电后的电容器的两个极板接通，两个极板上的_就会_，电容器失去了电荷，这个过程叫做放电3带电荷量：充电后_的带电荷量的绝对值叫做电容器的带电荷量答案1.导体2.(1)等量的异种电荷(2)电荷中和3.任意一个极板二、电容1定义：电容器所带的_与电容器两极板间的_的比值，叫做电容器的电容2公式表达：C_3单位：在国际单位制中的单位是：_.给电容器带上1库仑的电荷量，如果两极板间的电势差是1伏，这个电容器的电容就是_，即1法拉符号：F,1 F1 C/V.更小的单位还有_和_换算关系：1 F_F_pF.4物理意义：表示电容器容纳_的物理量5标量：只有大小，没有方向答案1.电荷量Q电势差U2.3.法拉1法拉微法皮法10610124.电荷本领三、平行板电容器的电容理论分析表明，平行板电容器的电容跟两极板的_成正比，跟两极板间的_成反比公式表达成C_，式中k是静电力常量，r是一个常数，与电介质的性质有关，称为电介质的相对_答案正对面积S距离d介电常数四、常用电容器1从构造上看：可分为_电容器和_电容器2额定电压：电容器的外壳上标的是工作电压，也称为额定电压还有一个电压称为击穿电压，加在电容器上的电压若超过这个值，电介质会被击穿，电容器会损坏额定电压_击穿电压(填“大于”“等于”或“小于”)答案1.固定可变2.小于一、电容器电容问题情境照相机的闪光灯，在不到 s的短暂时间内发出强烈闪光，瞬时电流很大，各种电池都不能承受在实际中，常常用电容器帮助闪光灯实现它的功能什么是电容器？它是怎样帮助闪光灯完成它的功能的？1一个简单的电容器由哪几部分构成？2什么是电容器的充电和放电？3电容器的电容是怎样定义的？答案1.电容器由两个极板和极板间电介质构成；2使电容器两个极板分别带上等量异号电荷的过程叫做充电；使两极板上的电荷中和，电容器又不带电了，这个过程叫做放电3电容采用了比值定义法，把电荷量Q与两极板间电势差U的比值，定义为电容要点提炼1电容器所带的电荷量是指_2电容器所带的电荷量与电容器两极板间的电势差的_，叫做电容器的电容，用C表示电容，则有C_，单位_，简称_，符号是_答案1.任意一个极板所带电荷量的绝对值2比值法拉法F问题延伸1我们不能根据电容的定义式说电容C与Q成正比、与U成反比，电容C由电容器本身的性质决定，与Q、U的大小无关公式还可表示为C.2“电容就是电容器的简称”，这种说法对吗？答案2.电容器是一个元件(或物体)的名称；而电容是一个物理量，描述的是电容器容纳电荷的本领强弱二、平行板电容器的电容常用电容器问题情境水缸盛水的本领，由水缸本身决定，与水缸是否盛了水无关，与水缸盛水的多少也无关，同样道理，电容表征的是电容器容纳电荷的本领，由电容器本身决定，与电容器是否带电和带电荷量的多少无关那么电容与电容器本身的哪些因素有关呢？1静电计和验电器的功能相同吗？2由演示实验甲、乙、丙得到的结论分别是怎样的？答案1.静电计是用来测电势差的仪器，验电器是检验电荷有无的仪器，功能不同2甲：根据正对面积S越小，电势差U越大，表示电容C越小乙：根据d越大，电势差U越大，表示电容C越小丙：插入电介质，电势差U减小，表示电容C增大要点提炼平行板电容器的电容的决定式C.问题延伸1(1)平行板电容器内部是匀强电场，E；(2)电容器所带电荷量QCU.2C与C的比较：(1)C是定义式，对某电容器QU，但不变，该式反映容纳电荷的本领(2)C是决定式，平行板电容器Cr，CS，C，该式反映影响电容大小的因素例1下列关于电容的说法正确的是()A电容器简称电容B电容器A的电容比B的大，说明A所带的电荷量比B多C电容在数值上等于使两极板间的电势差为1 V时电容器所带的电荷量D由公式C知，电容器的电容与电容器两极板间的电压成反比，与电容器所带的电荷量成正比解析电容器和电容是两个不同的概念，A选项错；由C得QCU，可见电容器的电荷量与C和U两个物量有关，所以C大，Q不一定大，B选项错误；电容C的大小与Q、U无关，公式C仅能说明Q与U的比值恒定，D选项错误答案C总结正确理解电容器、电容这两个不同的物理概念是分析本题的前提和关键变式训练1对于某个给定的平行板电容器，下列图中能够恰当地描述其所带电荷量Q、两极板间电压U、电容C之间相互关系的是()答案BCD解析因为电容器的电容C与它所带的电荷量Q、两极板间的电压U无关，只跟它本身的形状、两极板间距离、正对面积、两极板间所充的电介质有关，所以凡是表示C随U或Q变化而变化的图线都是错误的对于给定的电容器，C是不变的，反映在QU图象上是图线的斜率不变，正确选项为B、C、D.【例2】如图1所示，用静电计可以测量已充电的平行板电容器两极板之间的电势差U，现使B板带正电，则下列判断正确的是()图1A增大两极板之间的距离，静电计指针张角变大B将A板稍微上移，静电计指针张角将变大C若将玻璃板插入两板之间，则静电计指针张角变大D若将A板拿走，则静电计指针张角变为零解析电容器上所带电荷量一定，由公式C，当d变大时，C变小再由C得U变大；当A板上移时，正对面积S变小，C也变小，U变大；当插入玻璃板时，C变大，U变小；当将A板拿走时，相当于使d变得更大，C更小，故U应更大，故选A、B.答案AB变式训练2将例2中静电计换为接在两极板上的电源：(1)只增大极板间距离，板间场强怎么变化？(2)只减小正对面积S，电容器带电荷量怎么变化？答案(1)减小(2)减少解析两极板与电源相连，极板间的电压U不变(1)由E得，增大极板间距离，场强E减小(2)由C知，只减小极板正对面积S，电容C减小，再据QCU可知，电容器带电荷量减少【即学即练】1关于电容器的电容C、电压U和所带电荷量Q之间的关系，以下说法正确的是()AC由U确定BC由Q确定CC一定时，Q与U成正比DC一定时，Q与U成反比答案C解析电容器的电容C由电容器本身决定，与电压U和所带电荷量Q无关，根据C可知，选项C正确2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将两极板的间距加大，极板所带电荷量将增大C将两极板平行错开，使正对面积减小，电容将减小D将两极板平行错开，使正对面积减小，极板所带电荷量将减小答案C解析由C知，当d增大时，C将减小；当两极板平行错开时，S减小，故C将减小；由QCU可知带电荷量Q与C、U两个量有关，知道C的情况不知U的情况不能确定Q的变化3平行板电容器充电后不断开电源，逐渐增大两极板的正对面积，则下列说法正确的是()A电容器电容将逐渐增大B两极板间的电场强度将逐渐增大C两极板间电压将保持不变D两极板所带的电荷量不变答案AC解析若电容器与电源连接不断开，则两极板间电势差恒定，两极板间距离也不变，故场强大小也不变；而电容器电容随着正对面积的增大而增大，极板所带的电荷量随着电容增大也增大4有一充电的平行板电容器，两板间电压为3 V，使它的电荷量减少3104C，于是电容器两极板间的电压降为原来的，此电容器的电容是多少？电容器原来的带电荷量是多少？答案150 F4.5104C解析由C1.5104F150 F由QCU可知Q1.51043 C4.5104C.