1819　電容器　電容

1、第4節(jié)電容器電容學(xué) 習(xí) 目 標(biāo)知 識(shí) 脈 絡(luò)(教師用書(shū)獨(dú)具)1知道什么是電容器以及常見(jiàn)的電容器2知道充電和放電的含義3理解電容的概念及其定義式C，并能進(jìn)行有關(guān)運(yùn)算(重點(diǎn)、難點(diǎn))4知道平行板電容器的電容與哪些因素有關(guān)，了解公式C，并能用其討論分析有關(guān)問(wèn)題(難點(diǎn))自 主 預(yù) 習(xí)·探 新 知知識(shí)梳理一、電容器1電容器：兩個(gè)彼此絕緣又相距很近的導(dǎo)體，就可以看成一個(gè)電容器常見(jiàn)的最簡(jiǎn)單的電容器是平行板電容器2電容器的充、放電現(xiàn)象電容器充電電容器放電兩極板分別帶上等量異種電荷兩極板上電荷互相中和有瞬時(shí)的充電電流流向正極板有瞬時(shí)的放電電流流向負(fù)極板兩極板間形成電場(chǎng)儲(chǔ)存電能兩極板間失去電場(chǎng)，電能轉(zhuǎn)化為

2、其他能3.電容(1)定義：電容器所帶的電荷量Q跟兩極板間電勢(shì)差U的比值(2)公式：C，又可表示為C.(3)單位國(guó)際單位：法拉，符號(hào)：F.常用單位：微法(F)，皮法(pF)單位關(guān)系：1 F106F1012pF.4平行板電容器(1)決定電容的因素：平行板電容器的電容C與正對(duì)面積S成正比，與極板間的距離d成反比，與極板之間電介質(zhì)的介電常數(shù)成正比(2)計(jì)算式：C.真空中時(shí)：C.二、電容器的分類及應(yīng)用1電容器的分類(1)按電介質(zhì)分：空氣電容器、云母電容器、紙質(zhì)電容器、陶瓷電容器、滌綸電容器、電解電容器等(2)按電容是否可變分：可變電容器和固定電容器2應(yīng)用：照相機(jī)的電子閃光燈，測(cè)量水位，高能物理實(shí)驗(yàn)或工程

3、，駐極體話筒等3額定電壓：電容器安全工作時(shí)電壓的上限基礎(chǔ)自測(cè)1思考判斷(1)電容器和電容是一回事(×)提示電容是描述電容器容納電荷本領(lǐng)的物理量(2)電容為C的電容器所帶電荷量為Q，若電荷量增大為2Q，則電容變?yōu)?C.(×)提示電容器的電容與所帶電荷量無(wú)關(guān)(3)電容的定義式C，C與Q、U無(wú)關(guān)()(4)電容器的一個(gè)極板帶正電荷，另一極板帶等量負(fù)電荷，其帶電荷量指的是一個(gè)極板上電荷量的多少()(5)電容器在充電過(guò)程中，其他形式能轉(zhuǎn)化為電場(chǎng)能，放電過(guò)程相反()(6)平行板電容器的S、d變大時(shí)，其電容變大(×)提示d變大時(shí)，電容變小(7)C中是相對(duì)介電常數(shù)，空氣的相對(duì)介電常

4、數(shù)為1.()2(多選)下列關(guān)于電容器的敘述正確的是()A電容器是儲(chǔ)存電荷和電能的容器B任何兩個(gè)彼此絕緣而又相互靠近的導(dǎo)體，就組成了電容器C電容器所帶的電荷量是指兩個(gè)極板所帶電荷量的絕對(duì)值之和D電容器的充電過(guò)程是將其他的能轉(zhuǎn)化成電容器的電能并儲(chǔ)存起來(lái)ABD電容器是任何兩個(gè)彼此絕緣而又相互靠近的導(dǎo)體組成的能夠儲(chǔ)存電荷和電能的裝置，與導(dǎo)體是否帶電無(wú)關(guān)，故選項(xiàng)A、B正確；電容器所帶電荷量是指一個(gè)極板所帶電荷量的絕對(duì)值，故選項(xiàng)C錯(cuò)誤；電容器的充電過(guò)程是將其他的能轉(zhuǎn)化為電能并儲(chǔ)存起來(lái)，故選項(xiàng)D正確3對(duì)電容公式C的理解，以下說(shuō)法正確的是()【導(dǎo)學(xué)號(hào)：46242089】A電容器充的電荷量越多，電容增加越大B電

5、容器的電容跟它兩極板所加電壓成反比C電容器的電容越大，所帶電荷量就越多D對(duì)于確定的電容器，它所充的電荷量跟它兩極板間所加電壓的比值保持不變D電容是反映電容器容納電荷本領(lǐng)的物理量，一旦電容器確定了，電容C便不再變化C是定義式，不是決定式，無(wú)論電荷量Q和電壓U如何變化，其比值始終不變因此，應(yīng)選D.一個(gè)電容器帶電荷量為Q時(shí)，兩極板間電壓為U，若使其帶電荷量增加4.0×107 C時(shí)，它兩極板間的電勢(shì)差增加20 V，則它的電容為()A1.0×108 FB2.0×108 FC4.0×108 F D8.0×108 FB電容C不變，結(jié)合公式C，得C F2.0&

6、#215;108 F，選項(xiàng)B正確合 作 探 究·攻 重 難對(duì)電容器和電容的理解1.電容器的充放電過(guò)程充電過(guò)程放電過(guò)程電流流向電流變化減小減小極板電量增加減小板間電場(chǎng)增強(qiáng)減弱結(jié)果板間電壓與電源相同兩極板帶等量異種電荷板間電壓為零極板電荷中和2.對(duì)電容的定義式C的理解(1)電容由電容器本身的構(gòu)造決定電容器的電容是反映電容器容納電荷本領(lǐng)的物理量，用比值C來(lái)定義，但電容的大小與Q、U無(wú)關(guān)，是由電容器本身的構(gòu)造決定的(2)通過(guò)Q ­U圖象理解，如圖2­4­1所示，Q ­U圖象是一條過(guò)原點(diǎn)的直線，其中Q為一個(gè)極板上所帶電荷量的絕對(duì)值，U為兩板間的電勢(shì)差，直

7、線的斜率表示電容大小因而電容器的電容也可以表示為C，即電容的大小在數(shù)值上等于兩極板間的電壓增加(或減小)1 V所增加(或減小)的電荷量圖2­4­1一個(gè)平行板電容器，使它每個(gè)極板的電荷量從Q130×106 C增加到Q236×106 C時(shí)，兩板間的電勢(shì)差從U110 V增加到U2，求：(1)這個(gè)電容器的電容多大？(2)U2為多少？(3)如要使兩極板電勢(shì)差從10 V降為U26 V，則每板需減少多少電荷量？思路點(diǎn)撥：根據(jù)電容的定義C計(jì)算解析(1)電容器的電容C F3×106 F3 F.(2)因?yàn)殡娙萜鞯碾娙莶蛔兯訳2 V12 V.(3)根據(jù)電容的定義，

8、它等于每增加(或減少)1 V電勢(shì)差所需增加(或減少)的電荷量，即C，要求兩極板間電勢(shì)差降為6 V，則每板應(yīng)減少的電荷量為QCU3×106×(106) C1.2×105 C.答案(1)3 F(2)12 V(3)1.2×105 C電容問(wèn)題的解題技巧(1)電容由電容器本身的性質(zhì)決定，與帶電荷量及兩極板間電壓無(wú)關(guān)(2)電容器充、放電時(shí)的工作電壓不能超過(guò)其額定電壓針對(duì)訓(xùn)練1當(dāng)一個(gè)電容器所帶的電荷量為Q時(shí)，兩極板間的電勢(shì)差為U，如果所帶的電荷量增大為2Q，則()A電容器的電容增大為原來(lái)的2倍，兩極板間的電勢(shì)差保持不變B電容器的電容減小為原來(lái)的，兩極板間的電勢(shì)差保持不

9、變C電容器的電容保持不變，兩極板間的電勢(shì)差增大為原來(lái)的2倍D電容器的電容保持不變，兩極板間的電勢(shì)差減小為原來(lái)的C由于電容器的內(nèi)部結(jié)構(gòu)不變，故其電容也不變；由電容的定義式C可知，當(dāng)電容器所帶的電荷量增大為2Q時(shí)，兩極板間的電勢(shì)差也相應(yīng)增大為2U.故選項(xiàng)C正確電容器的動(dòng)態(tài)分析1板間電場(chǎng)強(qiáng)度的兩個(gè)公式(1)板間電壓與電場(chǎng)強(qiáng)度的關(guān)系公式：E.(2)板間電場(chǎng)強(qiáng)度的決定公式：E(或E)(公式的推導(dǎo)：E，所以E)2平行板電容器的兩類典型問(wèn)題兩類問(wèn)題始終與電源連接充電后與電源斷開(kāi)不變量U不變Q不變自變量dS因變量E，d變大，E變??；d變小，E變大E，S變大，E變??；S變小，E變大QU，d變大，Q變??；d變小，

10、Q變大UQ，S變大，U變??；S變小，U變大(多選)兩塊大小、形狀完全相同的金屬平板平行放置，構(gòu)成一平行板電容器，與它相連接的電路如圖2­4­2所示接通開(kāi)關(guān)S，電源給電容器充電()圖2­4­2A保持S接通，減小兩極板間的距離，則兩極板間電場(chǎng)的電場(chǎng)強(qiáng)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(kāi)S，減小兩極板間的距離，則兩極板間的電勢(shì)差減小D斷開(kāi)S，在兩極板間插入一塊電介質(zhì)，則兩極板間的電勢(shì)差增大思路點(diǎn)撥：BCS接通時(shí)，電容器上電壓U不變，板間距離d減小，場(chǎng)強(qiáng)E增大，A錯(cuò)插入電介質(zhì)后，由C可知，電容C增大，由C，U不變，則電荷量Q增

11、大，B對(duì)斷開(kāi)S后，電容器所帶電荷量Q不變，減小d，電容C增大，由C可知，電勢(shì)差U減小，C對(duì)插入電介質(zhì)，則電容C增大，板間電勢(shì)差U減小，D錯(cuò)對(duì)平行板電容器定性分析的解題步驟(1)確定不變量電容器與電源相連時(shí)，電壓U不變；電容器充電后與電源斷開(kāi)時(shí)，所帶電荷量Q不變(2)根據(jù)決定式C和S、d的變化分析平行板電容器電容的變化(3)根據(jù)定義式C分析電容器所帶電荷量Q或兩極板間電壓U的變化(4)用E或E分析電容器兩極板間場(chǎng)強(qiáng)的變化，或根據(jù)電容器帶電量Q的變化分析回路中的電流方向針對(duì)訓(xùn)練2(多選)如圖2­4­3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

12、，則下列判斷正確的是() 【導(dǎo)學(xué)號(hào)：46242090】圖2­4­3A增大兩極板之間的距離，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)榱鉇B靜電計(jì)的指針夾角表示兩極間電壓的大小，電壓大、指針夾角大電容器上所帶電荷量一定，由公式C知，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?。划?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，故選項(xiàng)A、B正確當(dāng) 堂 達(dá) 標(biāo)·固 雙 基1(多選)如圖2­4&

13、#173;4所示為某一電容器所帶電荷量和兩端電壓之間的關(guān)系圖，若將該電容器兩端的電壓從40 V降低到36 V，下列說(shuō)法正確的是()【導(dǎo)學(xué)號(hào)：46242091】圖2­4­4A該過(guò)程是充電過(guò)程B該過(guò)程是放電過(guò)程C電容器的電容為5.0×102 FD該過(guò)程中電容器的電荷量變化量為0.02 CBD由QCU知，U降低，Q減小，故為放電過(guò)程，選項(xiàng)A錯(cuò)誤，選項(xiàng)B正確；由C F5.0×103 F，可知選項(xiàng)C錯(cuò)誤；QCU5.0×103×4 C0.02 C，選項(xiàng)D正確2一平行板電容器兩極板之間充滿云母介質(zhì)，接在恒壓直流電源上若將云母介質(zhì)移出，則電容器()A

14、極板上的電荷量變大，極板間電場(chǎng)強(qiáng)度變大B極板上的電荷量變小，極板間電場(chǎng)強(qiáng)度變大C極板上的電荷量變大，極板間電場(chǎng)強(qiáng)度不變D極板上的電荷量變小，極板間電場(chǎng)強(qiáng)度不變D平行板電容器電容的表達(dá)式為C，將極板間的云母介質(zhì)移出后，導(dǎo)致電容器的電容C變小由于極板間電壓不變，據(jù)QCU知，極板上的電荷量變小再考慮到極板間電場(chǎng)強(qiáng)度E，由于U、d不變，所以極板間電場(chǎng)強(qiáng)度不變，選項(xiàng)D正確3(多選)如圖2­4­5所示，閉合開(kāi)關(guān)S，電容器的兩極板和電源的正、負(fù)極相連，下列說(shuō)法正確的是()圖2­4­5A兩極板的正對(duì)面積減小，則電容器所帶的電荷量變大B兩極板的正對(duì)面積減小，兩極板間的場(chǎng)強(qiáng)變大C兩極板間的距離減小，兩極板間的場(chǎng)強(qiáng)變大D兩極板間插入電介質(zhì)，則電容器所帶的電荷量增大CD電容器兩極板間的電壓不變，當(dāng)兩極板正對(duì)面積減小時(shí)，電容器的電容減小，由公式QCU知，電容器上的電荷量減小，選項(xiàng)A錯(cuò)誤；正對(duì)面積減小，不影響兩極板間的距離，所以兩極板間的場(chǎng)強(qiáng)不變，選項(xiàng)B錯(cuò)誤；由E知選項(xiàng)C正確；兩極板間插入電介