1、,第一章,靜電場,學案10 電容器的電容,目標定位,1.知道電容器的概念和平行板電容器的主要構(gòu)造. 2.理解電容的概念及其定義式和決定式. 3.掌握平行板電容器電容的決定式，并能用其討論有關(guān)問題.,知識探究,自我檢測,一、電容器電容,問題設計,照相機的閃光燈是通過電容供電的，拍照前先對電容器充電，拍照時電容器瞬間放電，閃光燈發(fā)出耀眼的白光.拍照前、后的充電過程和放電過程，能量發(fā)生怎樣的變化？ 答案拍照前的充電過程由電源獲得的電能儲存在電容器中；拍照后的放電過程，兩極板間的電場能轉(zhuǎn)化為其他形式的能量.,知識探究,要點提煉,1.任何兩個彼此 又相距很近的 ，都可以看成一個電容器. 2.電容器的充電

2、和放電： (1)充電：把電容器的一個極板與電池組的正極相連，另一個極板與負極相連，兩個極板分別帶上等量 電荷的過程叫做充電. (2)放電：用導線把充電后的電容器的兩極板接通，兩極板上的電荷 的過程叫做放電.,絕緣,導體,異號,中和,3.電容： (1)定義：電容器所帶的電荷量Q與電容器兩極板間的電勢差U的 . (2)公式C ，其中Q指一個極板上帶電量的絕對值. (3)單位： ，符號是F,1 F1 C/V,1 F F pF. (4)意義：電容是表示電容器 的特性的物理量.,比值,法拉,106,1012,儲存電荷,4.電容器的電容在數(shù)值上等于兩極板間每升高(或降低)單位電壓時增加(或減少)的電荷量.

3、,延伸思考,是否可以根據(jù)C 認為，電容器的電容與電容器所帶電荷量成正比，與電容器兩極板間的電勢差成反比？,答案不可以.電容是電容器本身的一種屬性，大小由電容器自身的構(gòu)成情況決定，與電容器是否帶電、帶多少電荷量以及電容器兩極板間的電勢差均無關(guān).,二、平行板電容器的電容常用電容器,問題設計,平行板電容器由兩塊平行放置的金屬板組 成.利用平行板電容器進行如下實驗： (1)如圖1所示，保持Q和d不變，增大(或減 小)兩極板的正對面積S，觀察電勢差U(靜 電計指針偏角)的變化，依據(jù)C ，分析電容C的變化.,圖1,答案實驗結(jié)論：S增大，電勢差U減小，電容C增大.,(2)如圖2所示，保持Q和S不變，增大(或

4、減小)兩極板間的距離d，觀察電勢差U(靜電計指針偏角)的變化，依據(jù)C ，分析電容C的變化.,答案實驗結(jié)論：d增大，電勢差U增大，電容C減小.,圖2,(3)如圖3所示，保持Q、S、d不變，插入電介質(zhì)，觀察電勢差U(靜電計指針偏角)的變化，依據(jù)C ，分析電容C的變化.,圖3,答案實驗結(jié)論：插入電介質(zhì)，電勢差U減小，電容C增大.,要點提煉,1.平行板電容器的電容與兩平行極板正對面積S成 ，與電介質(zhì)的相對介電常數(shù)r成 ，與極板間距離d成 ，其表達式為C ，兩板間為真空時相對介電常數(shù)r1，其他任何電介質(zhì)的相對介電常數(shù)r都大于1. 2.C 適用于所有電容器；C 僅適用于平行板電容器.,正比,正比,反比,3

5、.常見的電容器，從構(gòu)造上看，可以分為 和 兩類. 4.加在電容器兩極板上的電壓不能超過某一限度，超過這個限度，電介質(zhì)將被擊穿，電容器損壞，這個極限電壓稱為 電壓.電容器外殼上標的是工作電壓，或稱 電壓，這個數(shù)值比擊穿電壓 .,固定電容器,可變電容器,擊穿,額定,低,三、平行板電容器的動態(tài)分析,問題設計,1.如圖4所示，電容器充電后保持和電源相連， 此時電容器兩極板間的電壓不變. (1)當兩極板的正對面積S增大時，電容器的C、 Q、E如何變化？,圖4,(2)當兩極板間距d增大時，電容器的C、Q、E如何變化？,2.在圖4中，電容器充電后和電源斷開，此時電容器的帶電荷量不變. (1)當兩極板的正對面

6、積增大時，電容器的C、U、E將如何變化？,(2)當兩極板間距d增大時，電容器的C、U、E將如何變化？,要點提煉,1.分析方法：抓住不變量，分析變化量.其理論依據(jù)是： (1)電容器電容的定義式C ； (2)平行板電容器內(nèi)部是勻強電場，E ； (3)平行板電容器電容的決定式C .,2.兩種典型題型 (1)電壓不變時：若電容器始終與電源相連，這時電容器兩極板間的 是不變的，以此不變量出發(fā)可討論其他量的變化情況. (2)電荷量不變時：若電容器在充電后與電源斷開，這時電容器兩極板上的 保持不變，在此基礎上討論其他量的變化.,電壓,電荷量,典例精析,一、對電容的理解,例1有一充電的電容器，兩板間的電壓為3

7、 V，所帶電荷量為4.5104 C，此電容器的電容是多少？將電容器的電壓降為2 V，電容器的電容是多少？所帶電荷量是多少？,電容器電壓降為2 V時，電容不變，仍為1.5104 F.此時電荷量為QCU1.51042 C3104 C. 答案1.5104 F1.5104 F3104 C,二、平行板電容器的電容,例2對于水平放置的平行板電容器，下列說法正確的是() A.將兩極板的間距加大，電容將增大 B.將兩極板平行錯開，使正對面積減小，電容將減小 C.在下極板的內(nèi)表面上放置一面積和極板相等、厚度小于極 板間距的陶瓷板，電容將增大 D.在下極板的內(nèi)表面上放置一面積和極板相等、厚度小于極 板間距的鋁板，

8、電容將增大,解析影響平行板電容器電容大小的因素有：(1)隨正對面積的增大而增大.(2)隨兩極板間距離的增大而減小.(3)在兩極板間放入電介質(zhì)，電容增大.據(jù)上面敘述可直接看出B、C選項正確； 對D選項，實際上是減小了兩極板間的距離.所以本題正確選項應為B、C、D. 答案BCD,三、平行板電容器的動態(tài)分析,例3如圖5所示，用靜電計可以測量已充電的 平行板電容器兩極板間的電勢差U，現(xiàn)使B板帶 正電，則下列判斷正確的是() A.增大兩極板之間的距離，靜電計指針張角變大 B.將A板稍微上移，靜電計指針張角將變大 C.若將玻璃板插入兩板之間，則靜電計指針張角變大 D.若將A板拿走，則靜電計指針張角變?yōu)榱?

9、圖5,解析電容器上所帶電荷量一定，由公式C ，當d變大時，C變小，再由C 得U變大；當A板上移時，正對面積S變小，C也變小，U變大；當插入玻璃板時，C變大，U變小；當將A板拿走時，相當于使d變得更大，C更小，故U應更大，故選A、B. 答案AB,針對訓練兩塊大小、形狀完全相同的金屬平板 平行正對放置，構(gòu)成一平行板電容器，與它相連 接的電路如圖6所示，接通開關(guān)S，電源即給電容 器充電.則() A.保持S接通，減小兩極板間的距離，則兩極板間電場的電場強度 減小 B.保持S接通，在兩極板間插入一塊電介質(zhì),則極板上的電荷量增大 C.斷開S，減小兩極板間的距離，則兩極板間的電勢差減小 D.斷開S，在兩極板

10、間插入一塊電介質(zhì)，則兩極板間的電勢差增大,圖6,解析保持S接通則兩極板間電勢差U不變，減小兩極板間的距離d時，根據(jù)電場強度公式E ，兩極板間電場的電場強度將增大，A錯誤；,根據(jù)平行板電容器電容的定義式和決定式，可得C ，當在兩極板間插入一塊電介質(zhì)時，相對介電常數(shù)r變大，導致電容C變大，而U不變，所以極板上的電荷量增大，B正確；,同理，斷開S時極板上的電荷量Q不變，減小兩極板間的距離d時電容C變大，則電勢差U一定變小，C正確； 如果在兩極板間插入一塊電介質(zhì)，則C變大，Q不變則電勢差U一定減小，D錯誤.本題正確選項是B、C. 答案BC,課堂要點小結(jié),1,2,3,4,1.(對電容器及電容的理解)電容

11、器是一種常用的 電子元件.下列對電容器認識正確的是() A.電容器的電容表示其儲存電荷的能力 B.電容器的電容與它所帶的電荷量成正比 C.電容器的電容與它兩極板間的電壓成正比 D.電容的常用單位有F和pF,1 F103 pF,自我檢測,1,2,3,4,解析電容是表示電容器儲存電荷本領(lǐng)大小的物理量.電容的大小是由電容器本身結(jié)構(gòu)決定的，與兩板間電壓及電容器所帶電荷量無關(guān).單位F與pF的換算關(guān)系為1 F106 pF. 答案A,1,2,3,4,2.(對電容器及電容的理解)某電容器上標有“25 F450 V”字樣，下列對該電容器的說法中正確的是() A.要使該電容器兩極板之間電壓增加1 V，所需電荷量為

12、 2.5105 C B.要使該電容器帶電荷量為1 C，兩極板之間需加電壓 2.5105 V C.該電容器能夠容納的電荷量最多為2.5105 C D.該電容器能夠承受的最大電壓為450 V,1,2,3,4,當電容器的電壓為450 V時，電容器的電荷量最多，QCU2.5105450 C1.125102 C，C錯誤. 450 V是電容器的額定電壓，低于擊穿電壓，D錯誤. 答案A,1,2,3,4,3.(平行板電容器的動態(tài)分析)連接在電池兩極上的平行板電容器，當兩板間的距離減小時() A.電容器的電容C變大 B.電容器極板的帶電荷量Q變大 C.電容器兩極板間的電勢差U變大 D.電容器兩極板間的電場強度E

13、變大,1,2,3,4,解析平行板電容器的電容C .當兩極板間距離d減小時，電容C變大，選項A正確.,平行板電容器連接在電池兩極上，兩極板間的電壓為定值，選項C錯誤.,根據(jù)電容定義式，C ，QCU，U不變，C變大，所以Q變大，選項B正確.,1,2,3,4,平行板電容器兩極板間的電場是勻強電場，E ，U不變，d減小，所以E變大，選項D正確.,答案ABD,1,2,3,4,4.(平行板電容器的動態(tài)分析)如圖7所示，電路 中A、B為兩塊豎直放置的金屬板，C是一只靜 電計，開關(guān)S合上后，靜電計指針張開一個角 度，下述做法可使靜電計指針張角增大的是() A.使A、B兩板靠近一些 B.使A、B兩板正對面積減小一些 C.斷開S后，使B板向右平移一些