物理課件：電容器的電容

物理新課標(biāo)導(dǎo)學(xué)第一章靜電場8電容器的電容素養(yǎng)目標(biāo)定位素養(yǎng)思維脈絡(luò)1課前預(yù)習(xí)反饋2課內(nèi)互動(dòng)探究3核心素養(yǎng)提升4課內(nèi)隨堂達(dá)標(biāo)5課后課時(shí)作業(yè)課前預(yù)習(xí)反饋1．構(gòu)造彼此絕緣而又相距很近的兩個(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，使兩個(gè)極板上帶上________________的過程。(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)________，電容器失去電荷的過程。3．帶電荷量充電后____________的帶電荷量的絕對值。知識(shí)點(diǎn)1電容器導(dǎo)體等量異種電荷異種電荷中和一個(gè)極板1．定義電容器所帶__________與兩極板間__________的比值叫電容。2．定義式C＝______；C與Q、U無關(guān)，僅由電容器本身決定。3．物理意義是描述電容器____________本領(lǐng)大小的物理量，數(shù)值上等于使電容器兩極板間的電勢差增加_________所增加的帶電量．知識(shí)點(diǎn)2電容電荷量電勢差容納電荷1V

4．單位在國際單位制中的單位是________。符號(hào)：

F,1F＝1C/V。更小的單位還有________和________。換算關(guān)系：1F＝______μF＝______pF。法拉微法皮法106

1012

1．結(jié)構(gòu)由兩個(gè)____________且彼此絕緣的金屬板構(gòu)成。2．電容的決定因素平行板電容器的電容C跟相對介電常數(shù)εr成________，跟極板正對面積S成________，跟極板間的距離d成________。3．電容的決定式C＝________。(1)k為靜電力常量。(2)εr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)的相對介電常數(shù)。知識(shí)點(diǎn)3平行板電容器的電容相互平行正比正比反比知識(shí)點(diǎn)4常用電容器聚苯乙烯電解可變固定長期正常工作擊穿『判一判』(1)兩個(gè)靠近的導(dǎo)體一定能構(gòu)成一個(gè)電容器。

(

)(2)電容大的電容器帶電量不一定多。

(

)(3)電容的常用單位有μF和pF,1μF＝103

pF。

(

)(4)其他條件不變時(shí)，平行板電容器的電容隨極板正對面積的增大而增大。

(

)(5)其他條件不變時(shí)，平行板電容器的電容隨極板間距離的增大而增大。

(

)(6)任何電介質(zhì)的相對介電常數(shù)都大于1。

(

)思考辨析×

√

×

√

×

√

『選一選』(2019·海南省嘉積中學(xué)高二上學(xué)期期末)關(guān)于下列四幅圖的敘述正確的是

(

)B

A．圖甲為可變電容器，動(dòng)片旋出時(shí)可以使其與定片的距離增大，從而改變電容B．圖乙為萊頓瓶，瓶內(nèi)外錫箔相當(dāng)于電容器的兩個(gè)極板，可以用來儲(chǔ)存電荷C．圖丙中電容器只要與電源相連，電流表的示數(shù)始終不為零D．圖丁所示是電解電容器，擊穿電壓為80V解析：

題圖甲所示的電容器為可變電容器，動(dòng)片旋出時(shí)與定片的距離不變，通過減小極板間的正對面積，從而改變電容，故選項(xiàng)A錯(cuò)誤；題圖乙構(gòu)成一個(gè)簡易的電容器，能夠儲(chǔ)存電荷，故選項(xiàng)B正確；題圖丙，電容器充電過程中，電流表的示數(shù)不為零，電路穩(wěn)定時(shí)電流表的示數(shù)為零，故選項(xiàng)C錯(cuò)誤；題圖丁是電解電容器，額定電壓為80V，小于擊穿電壓，故選項(xiàng)D錯(cuò)誤?！合胍幌搿徽障鄼C(jī)的閃光燈是通過電容器供電的，拍照前先對電容器充電，拍照時(shí)電容器瞬間放電，閃光燈發(fā)出耀眼的白光。照相機(jī)每次閃光前后，能量發(fā)生怎樣的變化？解析：閃光前，電容器先充電，將其他形式的能(如化學(xué)能)轉(zhuǎn)化為電場能儲(chǔ)存起來；然后放電，將電場能轉(zhuǎn)化為光能釋放出來。課內(nèi)互動(dòng)探究探究一對電容器及電容的理解觸摸屏(touchscreen)又稱為“觸空面板”，是一種可接收觸頭等輸入信號(hào)的感應(yīng)式液晶顯示裝置。計(jì)算機(jī)、手機(jī)的觸摸屏很多采用的是電容式觸摸屏，如圖所示。它是通過什么方式來改變電容的？1提示：觸摸屏一般是通過改變手指和屏幕的距離、接觸面積、壓力等來改變電容的。1．概念辨析電容器電容帶電荷量是一個(gè)實(shí)物，由靠得很近的彼此絕緣的兩個(gè)導(dǎo)體組成，有兩個(gè)電極反映電容器本身性質(zhì)的物理量，反映了電容器容納電荷的本領(lǐng)；與電容器上所加電壓和所帶電荷量均無關(guān)通常是指電容器已容納的電荷的數(shù)量，由電容器的電容和所加電壓共同決定

下面關(guān)于電容器及其電容的敘述正確的是

(

)A．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，跟這兩個(gè)導(dǎo)體是否帶電無關(guān)B．電容器所帶的電荷量是指每個(gè)極板所帶電荷量的代數(shù)和C．電容器的電容與電容器所帶電荷量成反比D．一個(gè)電容器的電荷量增加ΔQ＝1.0×10－6C時(shí)，兩極間電壓升高10V，則電容器的電容無法確定A

典例1〔對點(diǎn)訓(xùn)練1〕

(2019·河北省承德市高二上學(xué)期期末)某電容器上標(biāo)有“100μF

220V”(如圖所示)，則

(

)A．該電容器加的電壓可以長時(shí)間高于220VB．該電容器加上110V電壓時(shí)，其電容為50μFC．該電容器加上220V電壓時(shí)，其所帶電荷量為2.2×10－2CD．該電容器的最大電容為100μF，當(dāng)其帶電荷量較少時(shí)，電容小于20μFC

解析：100V是該電容器的額定電壓，是可以長時(shí)間工作的最大電壓，所以該電容器不能長時(shí)間工作在大于200V的電壓下，故A錯(cuò)誤；電容器的電容與電容器板間電壓無關(guān)，加電壓或不加電壓、電荷量多或少時(shí)，電容都是100μF，故BD錯(cuò)誤；該電容器加上100V電壓時(shí)，其所帶電荷量為Q＝UC＝220×100×10－6C＝2.2×10－2C，故C正確。探究二平行板電容器的動(dòng)態(tài)分析電容式觸摸屏的結(jié)構(gòu)示意圖如圖所示。(1)若電容器兩極板間電壓不變，極板間距離減小，電容器所帶電荷量如何變化？(2)若電容器所帶電荷量不變，極板間距離減小，電容器兩極板間的電壓如何變化？2提示：(1)電壓不變，距離減小，電容變大，電荷量變大；(2)電荷量不變，距離減小，電容變大，電壓減小。1．兩類基本問題(1)電容器和一電源相連，讓電容器的某一物理量發(fā)生變化，求其他物理量的變化。處理原則：電容器上的電壓不變。(2)電容器和電源連接后再斷開，電容器的某一物理量發(fā)生變化，求其他物理量的變化。處理原則：電容器上的電荷量不變。3．電容器動(dòng)態(tài)變化的兩類問題比較分類充電后與電池兩極相連充電后與電池兩極斷開不變量UQd變大C變小Q變小E變小C變小U變大E不變S變大C變大Q變大E不變C變大U變小E變小εr變大C變大Q變大E不變C變大U變小E變小

(多選)如圖所示，平行板電容器與電動(dòng)勢為E的直流電源(內(nèi)阻不計(jì))連接，下極板接地，靜電計(jì)所帶電量很少，可被忽略。一帶負(fù)電油滴被固定于電容器中的P點(diǎn)，現(xiàn)將平行板電容器的下極板豎直向下移動(dòng)一小段距離，則

(

)A．平行板電容器的電容值將變大B．靜電計(jì)指針張角變小C．帶電油滴的電勢能將減少D．若先將上極板與電源正極的導(dǎo)線斷開再將下極板向下移動(dòng)一小段距離，則帶電油滴所受電場力不變

CD

典例2〔對點(diǎn)訓(xùn)練2〕(2019·北京市朝陽區(qū)高二上學(xué)期期末)平板電容器AB帶有等量異種電荷，通過如圖所示的方式與靜電計(jì)相連?？捎伸o電計(jì)指針的偏轉(zhuǎn)定性顯示電容器兩極板間的電勢差。θ表示靜電計(jì)指針的偏角，C表示電容器的電容。實(shí)驗(yàn)中，可認(rèn)為極板所帶電荷量不變。則下列操作中符合實(shí)驗(yàn)事實(shí)的是

(

)A．把A板向右移，C變大，θ增大B．把A板向左移，C變大，θ增大C．把A板豎直向下移，C變大，θ減小D．把A、B板間插入一塊電介質(zhì)，C變大，θ減小D

核心素養(yǎng)提升關(guān)于電容器與力學(xué)、運(yùn)動(dòng)學(xué)知識(shí)相結(jié)合的問題，電場強(qiáng)度是聯(lián)系電場問題和力學(xué)問題的橋梁。分析方法與力學(xué)的分析方法基本相同：先分析受力情況，再分析運(yùn)動(dòng)情況和運(yùn)動(dòng)過程(平衡、加速或減速，是直線運(yùn)動(dòng)還是曲線運(yùn)動(dòng))，然后選用恰當(dāng)?shù)囊?guī)律(如牛頓運(yùn)動(dòng)定律、動(dòng)能定理或能量守恒定律)解題。電容器中的力學(xué)問題的分析方法

(多選)(2019·山東師大附中第三次學(xué)分認(rèn)定)如圖所示，A、B為兩塊水平放置的金屬板，通過閉合的開關(guān)S分別與電