2019-2020年高中物理 2.4《电容器、电容》导学案 沪科版选修3-1.doc

2019-2020年高中物理 2.4电容器、电容导学案 沪科版选修3-1自主学习1两个相距很近的平行金属板中间夹上一层绝缘物质，就组成一个最简单的电容器，叫做_实际上，任何两个_ 又_ 的导体，都可以看成一个电容器2电容器_与电容器_的比值，叫做电容器的电容表达式C_，国际单位制中单位_，简称_ ，符号_常用较小单位 lF_F，l pF_F电容是表示电容器_ _ 的物理量3平行板电容器极板正对面积为S，极板间距为d，当两极板间是真空时，电容C _，当两极板间充满相对介电常数为r，的电介质时，电容C _4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_ 同步导学例1：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3l0-4C，于是电容器两极板间的电压降低1/3，此电容器的电容量 F，电容器原来的带电荷量是 C，若把电容器极板上的电荷量全部放掉，电容器的电容量是 F解析：电容器两极板间电势差的变化量为，由有设电容器原来带电荷量为Q，则QCU1.510-434.510-4C.电容器的电容是由电容器本身因素决定的，与是否带电、带多少电荷量无关，所以电容器放掉全部电荷后，电容仍然是150F例2：当一个电容器所带电荷量为Q时，两极板间的电势差为U，如果所带电荷量增大为2Q，则 ( ) A电容器的电容增大为原来的2倍，两极板间电势差保持不变B电容器的电容减小为原来的12倍，两极板间电势差保持不变 C电容器的电容保持不变，两极板间电势差增大为原来的2倍D电容器的电容保持不变，两极板间电势差减少为原来的12倍解析：本题考查对电容器电容定义式的理解，应明确：对某一电容器而言，其电容的大小，决定于它的结构，与其所带的电荷量及两极板间的电势差无关由于电容器的内部结构不变，故其电容也不变由电容的定义式CQ/U可知，当所带的电荷量增大为2Q时，两极板间的电压也相应增大为2U，故本题应选C点评：电容器的电容是用比值法定义的，本章中学过的用比值法定义的物理量还有：电场强度、电势差，以前学过的用比值法定义的物理量有：压强、密度等从中了解在物理学中是怎样来表征事物的某一特性或属性的例3 (xx年全国高考试题) 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将两极扳平行错开，使正对面积减小，电容将减小C在下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，电容将增大解析：根据，影响平行板电容器的电容大小的因素有：正对面积增大，电容增大；两板间距增大，电容减小；两板间放入电介质，电容增大；两板间放入金属板，相当于减小平行板的间距，电容增大所以选项B、C、D正确点评： 这是一道关于电容器的电容的基本题，电容器的电容是由本身的结构来决定的空气的介电常数接近于1，其它各种绝缘体的介电常数都大于1，所以空气电容中插入任何绝缘体，其电容都增大例4连接在电池两极上的平行板电容器，当两极板间的距离减小时，则（ ）A电容器的电容C变大B电容器极板的带电荷量Q变大C电容器两极板间的电势差U变大D电容器两极板间的电场强度E变大解析：这是一道考查对电容器的有关物理量理解的问题平行板电容器的电容，当两极板间的距离d减小时，C增大，由于两极板连接在电池两极上，则两极板间的电势差U保持不变，电容器所带电荷量变大，两极板间的电场强度变大选项A、B、D正确Km例5 如图所示，两板间距为d的平行板电容器与一电源连接，开关S闭合，电容器两板间的一质量为m，带电荷量为q的微粒静止不动，下列各叙述中正确的是 （ ）A微粒带的是正电B电源电动势的大小等于C断开开关S，微粒将向下做加速运动D保持开关S闭合，把电容器两极板距离增大，将向下做加速运动解析： 粒子受重力和向上电场力作用而静止，两板间的电场方向向下，所以粒子带负电；由于粒子处于平衡状态时有，电源电动势；断开开关S，电容器的带电荷量不变，根据，极板间电场没有改变，微粒仍将静止不动；保持开关闭合，电容器两极板间电压不变，两极板的距离增大，根据得极板间电场的电场强度变小，微粒将向下做加速运动所以选项B、D正确例6如图所示，A、B为平行金属板，两板相距为d，分别与电源两极相连，两板的中央各有一小孔M和N，今有一带电质点，自A板上方相距为d的P点由静止自由下落(P、M、N在同一竖直线上)，空气阻力忽略不计，到达N孔时速度恰好为零，然后沿原路返回，若保持两极板间的电压不变，则 （ ）ddPMNBAA把A板向上平移一小段距离，质点自P点自由下落后仍能返回B把A板向下平移一小段距离，质点自P点自由下落后将穿过N孔继续下落C把B板向上平移一小段距离，质点自P点自由下落后仍能返回D把B板向下平移一小段距离，质点自P点自由下落后将穿过N孔继续下落解析：平行金属板与电源两极相连，则两极板间电势差U保持不变带电质点由P运动到N的过程中，重力做功与电场力做相等若把A板向上平移一小段距离，质点速度为零的位置仍为N孔，且能返回；若把A板向下平移一小段距离，质点速度为零的位置仍为N孔，且能返回若把B板向上平移一小段距离，质点速度为零的位置在N孔之上，且能返回；若把B板向下平移一小段距离，质点到达N孔时将在一竖直向下的速度，即将穿过N孔继续下落所以选项A、C、D正确同步检测1下列关于电容器和电容的说法中，正确的是 ( )A根据C=QU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图1752如图175所示，在开关S闭合时，质量为m的带电液滴处于静止状态，那么，下列判断正确的是 ( )A开关S断开，极板上电荷量将减小，电压降低B开关S断开，极板间距离减小，则极板上电荷量减小C开关S断开极板间距离减小，则极板间的电压减小D开关S断开，极板间距离减小，则带电液滴向下运动3如图l76中，是描述电容C、带电荷量Q、电势差U之间的相互关系的图线，对于给定的电容器，关系正确的是 ( )图l764电容器A的电容比电容器B的电容大，这表明 ( )AA所带的电荷量比B多BA比B有更大的容纳电荷的本领CA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的大图l775如图177所示，先接通S使电容器充电，然后断开S当增大两极板间距离时，电容器所带电荷量Q、电容C、两板间电势差U，电容器两极板间场强E的变化情况是 ( )AQ变小，C不变，U不变，E变小BQ变小，C变小，U不变，E不变CQ不变，C变小，U变大，E不变DQ不变，C变小，U变小，E变小图l786平行金属板A、B组成的电容器，充电后与静电计相连，如图178，要使静电计指针张角变大下列措施中可行的是 ( )AA板向上移动BB板向右移动CA、B之间插入电介质D使两板带的电荷量减小7如图179所示，A、B是平行板电容器的两个极板，B板接地，A板带有电荷量+Q，板间电场中有一固定点P，若将B板固定，A板下移一些；或者将A板固定，B板上移一些，在这两种情况下，以下说法中正确的是 ( )图l79AA板下移时，P点的电场强度不变，P点电势不变BA板下移时，P点的电场强度不变，P点电势升高CB板上移时，P点的电场强度不变，P点电势降低DB板上移时，P点的电场强度减小，P点电势降低8一个平行板电容器，当其电荷量增加Q1.010-6C时，两板间的电压升高U10 V，则此电容器的电容C F若两板间电压为35 V，此时电容器的带电荷量Q C.9平行板电容器两板间距为4cm，带电5.010-8C，板间电场强度为4.5104NC，则其电容C F，若保持其他条件不变而使两板正对面积减为原来的1/4，则其电容变为 10如图l710所示，平行放置的金屑板A、B组成一只平行板电容器，对以下两种情况：图l710(1)保持开关S闭合，使A板向右平移错开一些；(2)S闭合后再断开，然后使A板向上平移拉开些讨论电容器两扳间的电势差U、电荷量Q、板间场强E的变化情况11如图1711中下列几种电路情况中有无电流?若有电流，电阻R上电流方向如何?图l711合上开关S瞬间；合上S后又将电容器C的两板距离增大 学后反思： 你对学案的意见： 课后作业：问题与练习1、2、3、42.4 电容器 电容 学案导学参考答案自主学习：1.平板电容器 、 彼此绝缘 、 相互靠近、 2.带电荷量Q 、 两板间电压U 、 Q/U、 法拉 、 法、 F、10、10、容纳电荷本领 3.固定电容、可变电容、电解质电容同步检测答案：1.BCD 2.C 3.AD 4.BD 5.C 6.AB 7.AC 8.1.010 3.510 9.28pF 7pF 10.(1)U保持不变、Q变小、E不变 （2）Q不变、E不变、U增大 11.（1）从A经R到B （2）由B经R到A