2011-2012學(xué)年高中物理 1.8 電容器與電容學(xué)案 新人教版選修3-1

1、1.8 電容器與電容 學(xué)案（人教版選修3-1）一、電容器1構(gòu)造：彼此絕緣而又相互靠近的兩個(gè)_，就構(gòu)成一個(gè)電容器2功能：(1)充電：把電容器的兩個(gè)極板與電源的正負(fù)極相連，就能使兩個(gè)極板上帶上_，這個(gè)過(guò)程叫做電容器充電(2)放電：用導(dǎo)線把充電后的電容器的兩個(gè)極板接通，兩個(gè)極板上的_就會(huì)_，電容器失去了電荷，這個(gè)過(guò)程叫做放電3帶電荷量：充電后_的帶電荷量的絕對(duì)值叫做電容器的帶電荷量 答案1.導(dǎo)體2.(1)等量的異種電荷(2)電荷中和3.任意一個(gè)極板二、電容1定義：電容器所帶的_與電容器兩極板間的_的比值，叫做電容器的電容2公式表達(dá)：C_ 3單位：在國(guó)際單位制中的單位是：_.給電容器帶上1庫(kù)侖的電荷量

2、，如果兩極板間的電勢(shì)差是1伏，這個(gè)電容器的電容就是_，即1法拉符號(hào)：F,1 F1 C/V.更小的單位還有_和_換算關(guān)系：1 F_F_pF.4物理意義：表示電容器容納_的物理量5標(biāo)量：只有大小，沒(méi)有方向答案1.電荷量Q電勢(shì)差U2.3.法拉1法拉微法皮法10610124.電荷本領(lǐng)三、平行板電容器的電容理論分析表明，平行板電容器的電容跟兩極板的_成正比，跟兩極板間的_成反比公式表達(dá)成C_，式中k是靜電力常量，r是一個(gè)常數(shù)，與電介質(zhì)的性質(zhì)有關(guān)，稱為電介質(zhì)的相對(duì)_答案正對(duì)面積S距離d介電常數(shù)四、常用電容器1從構(gòu)造上看：可分為_(kāi)電容器和_電容器2額定電壓：電容器的外殼上標(biāo)的是工作電壓，也稱為額定電壓還有一

3、個(gè)電壓稱為擊穿電壓，加在電容器上的電壓若超過(guò)這個(gè)值，電介質(zhì)會(huì)被擊穿，電容器會(huì)損壞額定電壓_擊穿電壓(填“大于”“等于”或“小于”)答案1.固定可變2.小于一、電容器電容問(wèn)題情境 照相機(jī)的閃光燈，在不到 s的短暫時(shí)間內(nèi)發(fā)出強(qiáng)烈閃光，瞬時(shí)電流很大，各種電池都不能承受在實(shí)際中，常常用電容器幫助閃光燈實(shí)現(xiàn)它的功能什么是電容器？它是怎樣幫助閃光燈完成它的功能的？1一個(gè)簡(jiǎn)單的電容器由哪幾部分構(gòu)成？2什么是電容器的充電和放電？3電容器的電容是怎樣定義的？ 答案1.電容器由兩個(gè)極板和極板間電介質(zhì)構(gòu)成；2使電容器兩個(gè)極板分別帶上等量異號(hào)電荷的過(guò)程叫做充電；使兩極板上的電荷中和，電容器又不帶電了，這個(gè)過(guò)程叫做放電

4、3電容采用了比值定義法，把電荷量Q與兩極板間電勢(shì)差U的比值，定義為電容要點(diǎn)提煉1電容器所帶的電荷量是指_2電容器所帶的電荷量與電容器兩極板間的電勢(shì)差的_，叫做電容器的電容，用C表示電容，則有C_，單位_，簡(jiǎn)稱_，符號(hào)是_答案1.任意一個(gè)極板所帶電荷量的絕對(duì)值2比值法拉法F問(wèn)題延伸1我們不能根據(jù)電容的定義式說(shuō)電容C與Q成正比、與U成反比，電容C由電容器本身的性質(zhì)決定，與Q、U的大小無(wú)關(guān)公式還可表示為C.2“電容就是電容器的簡(jiǎn)稱”，這種說(shuō)法對(duì)嗎？答案2.電容器是一個(gè)元件(或物體)的名稱；而電容是一個(gè)物理量，描述的是電容器容納電荷的本領(lǐng)強(qiáng)弱二、平行板電容器的電容常用電容器問(wèn)題情境水缸盛水的本領(lǐng)，由水

5、缸本身決定，與水缸是否盛了水無(wú)關(guān)，與水缸盛水的多少也無(wú)關(guān)，同樣道理，電容表征的是電容器容納電荷的本領(lǐng)，由電容器本身決定，與電容器是否帶電和帶電荷量的多少無(wú)關(guān)那么電容與電容器本身的哪些因素有關(guān)呢？ 1靜電計(jì)和驗(yàn)電器的功能相同嗎？2由演示實(shí)驗(yàn)甲、乙、丙得到的結(jié)論分別是怎樣的？答案1.靜電計(jì)是用來(lái)測(cè)電勢(shì)差的儀器，驗(yàn)電器是檢驗(yàn)電荷有無(wú)的儀器，功能不同2甲：根據(jù)正對(duì)面積S越小，電勢(shì)差U越大，表示電容C越小乙：根據(jù)d越大，電勢(shì)差U越大，表示電容C越小丙：插入電介質(zhì)，電勢(shì)差U減小，表示電容C增大要點(diǎn)提煉平行板電容器的電容的決定式C.問(wèn)題延伸1(1)平行板電容器內(nèi)部是勻強(qiáng)電場(chǎng)，E；(2)電容器所帶電荷量QCU

6、.2C與C的比較：(1)C是定義式，對(duì)某電容器QU，但不變，該式反映容納電荷的本領(lǐng)(2)C是決定式，平行板電容器Cr，CS，C，該式反映影響電容大小的因素例1下列關(guān)于電容的說(shuō)法正確的是() A電容器簡(jiǎn)稱電容B電容器A的電容比B的大，說(shuō)明A所帶的電荷量比B多C電容在數(shù)值上等于使兩極板間的電勢(shì)差為1 V時(shí)電容器所帶的電荷量D由公式C知，電容器的電容與電容器兩極板間的電壓成反比，與電容器所帶的電荷量成正比解析電容器和電容是兩個(gè)不同的概念，A選項(xiàng)錯(cuò)；由C得QCU，可見(jiàn)電容器的電荷量與C和U兩個(gè)物量有關(guān)，所以C大，Q不一定大，B選項(xiàng)錯(cuò)誤；電容C的大小與Q、U無(wú)關(guān)，公式C僅能說(shuō)明Q與U的比值恒定，D選項(xiàng)錯(cuò)

7、誤答案C總結(jié)正確理解電容器、電容這兩個(gè)不同的物理概念是分析本題的前提和關(guān)鍵變式訓(xùn)練1對(duì)于某個(gè)給定的平行板電容器，下列圖中能夠恰當(dāng)?shù)孛枋銎渌鶐щ姾闪縌、兩極板間電壓U、電容C之間相互關(guān)系的是()答案BCD解析因?yàn)殡娙萜鞯碾娙軨與它所帶的電荷量Q、兩極板間的電壓U無(wú)關(guān)，只跟它本身的形狀、兩極板間距離、正對(duì)面積、兩極板間所充的電介質(zhì)有關(guān)，所以凡是表示C隨U或Q變化而變化的圖線都是錯(cuò)誤的對(duì)于給定的電容器，C是不變的，反映在QU圖象上是圖線的斜率不變，正確選項(xiàng)為B、C、D.【例2】如圖1所示，用靜電計(jì)可以測(cè)量已充電的平行板電容器兩極板之間的電勢(shì)差U，現(xiàn)使B板帶正電，則下列判斷正確的是()圖1A增大兩極板

8、之間的距離，靜電計(jì)指針張角變大B將A板稍微上移，靜電計(jì)指針張角將變大C若將玻璃板插入兩板之間，則靜電計(jì)指針張角變大D若將A板拿走，則靜電計(jì)指針張角變?yōu)榱憬馕鲭娙萜魃纤鶐щ姾闪恳欢?，由公式C，當(dāng)d變大時(shí)，C變小再由C得U變大；當(dāng)A板上移時(shí)，正對(duì)面積S變小，C也變小，U變大；當(dāng)插入玻璃板時(shí)，C變大，U變??；當(dāng)將A板拿走時(shí)，相當(dāng)于使d變得更大，C更小，故U應(yīng)更大，故選A、B.答案AB變式訓(xùn)練2將例2中靜電計(jì)換為接在兩極板上的電源：(1)只增大極板間距離，板間場(chǎng)強(qiáng)怎么變化？(2)只減小正對(duì)面積S，電容器帶電荷量怎么變化？答案(1)減小(2)減少解析兩極板與電源相連，極板間的電壓U不變(1)由E得，增大

9、極板間距離，場(chǎng)強(qiáng)E減小(2)由C知，只減小極板正對(duì)面積S，電容C減小，再據(jù)QCU可知，電容器帶電荷量減少【即學(xué)即練】1關(guān)于電容器的電容C、電壓U和所帶電荷量Q之間的關(guān)系，以下說(shuō)法正確的是()AC由U確定BC由Q確定CC一定時(shí)，Q與U成正比 DC一定時(shí)，Q與U成反比答案C解析電容器的電容C由電容器本身決定，與電壓U和所帶電荷量Q無(wú)關(guān)，根據(jù)C可知，選項(xiàng)C正確2對(duì)于水平放置的平行板電容器，下列說(shuō)法正確的是()A將兩極板的間距加大，電容將增大B將兩極板的間距加大，極板所帶電荷量將增大C將兩極板平行錯(cuò)開(kāi)，使正對(duì)面積減小，電容將減小D將兩極板平行錯(cuò)開(kāi)，使正對(duì)面積減小，極板所帶電荷量將減小答案C解析由C知，當(dāng)d增大時(shí)，C將減?。划?dāng)兩極板平行錯(cuò)開(kāi)時(shí)，S減小，故C將減??；由QCU可知帶電荷量Q與C、U兩個(gè)量有關(guān)，知道C的情況不知U的情況不能確定Q的變化3平行板電容器充電后不斷開(kāi)電源，逐漸增大兩極板的正對(duì)面積，則下列說(shuō)法正確的是() A電容器電容將逐漸增大B兩極板間的電場(chǎng)強(qiáng)度將逐漸增大C兩極板間電壓將保持不變D兩極板所帶的電荷量不變 答案AC解析若電容器與電源連接不斷開(kāi)，則兩極板間電勢(shì)差恒定，兩極板間距離也不變，故場(chǎng)強(qiáng)大小也不變；而電容器電容隨著正對(duì)面積的增大而增大，極板所帶的電荷量隨著電容增大也增大4有一充電的平行板電容器，兩板間電壓為3 V，使它的電