物理教科選修3-1第1章第六節(jié)

選修3-1第一章第六節(jié)電容器和電容課標(biāo)定位一、電容器

１.定義：任何兩個(gè)彼此絕緣又相隔很近的導(dǎo)體，組成一個(gè)電容器。２.電容器的充、放電＋＋＋＋＋＋－

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＋Q－Q充電：電容器兩板分別接在電池兩端，兩板帶上等量異種電荷。放電：充了電的電容器的兩板用導(dǎo)線相連，使兩板上正、負(fù)電荷中和。注：電容器所帶電荷量：每個(gè)極板所帶電荷量的絕對(duì)值。“裝電的容器”帶電量：QG－＋+

電容器充放電示教板制作：金迎時(shí)電鍵接1電鍵接2J2139K按順序點(diǎn)擊各項(xiàng)12+說(shuō)明：?jiǎn)蔚峨p擲開(kāi)關(guān)先接通1，再接通2，注意觀察實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象。核心要點(diǎn)突破電容器充電、放電特點(diǎn)1．電容器的充放電過(guò)程(1)充電過(guò)程特點(diǎn)(如圖1－6－1所示)①充電電流：電流方向?yàn)槟鏁r(shí)針?lè)较?，電流由大到??；②電容器所帶電荷量增加；③電容器兩極板間電壓升高；圖1－6－1④電容器中電場(chǎng)強(qiáng)度增加；⑤充電后，電容器從電源中獲取的能量存儲(chǔ)于電容器兩極板間的電場(chǎng)中，因而又稱為電場(chǎng)能．特別提醒：當(dāng)電容器充電結(jié)束后，電容器所在電路中無(wú)電流，電容器兩極板間電壓與充電電壓相等．(2)放電過(guò)程

特點(diǎn)(如圖1－6－2所示)①放電電流：電流方向是從正極板流出，電流是由大變?。虎陔娙萜魃想姾闪繙p??；③電容器兩極板間電壓降低；④電容器中電場(chǎng)強(qiáng)度減弱；⑤電容器的電場(chǎng)能轉(zhuǎn)化成其他形式的能．圖1－6－2即時(shí)應(yīng)用

(即時(shí)突破，小試牛刀)1.如圖1－6－3所示是一個(gè)由電池、電阻R與平行板電容器組成的串聯(lián)電路，電鍵閉合時(shí)，在增大電容器兩極板間距離的過(guò)程中(

)圖1－6－3A．電阻R中沒(méi)有電流B．電容器的電容變小C．電阻R中有從a流向b的電流D．電阻R中有從b流向a的電流解析：選BC.由題意知電容器兩極板間電壓恒定，設(shè)已充電荷量為Q，當(dāng)兩極板距離增大時(shí)，電容C變小，由Q＝CU可知帶電荷量Q將減小，必然有一部分正電荷通過(guò)電阻R回流．答案為B、C.二、電容C1.定義:把電容器帶電量Q與兩極板間的電壓U的比值叫這個(gè)電容器的電容，用C表示2.定義式：Q：指每一個(gè)極板帶電量絕對(duì)值,U：表示電容器兩板的電勢(shì)差—電壓.理解：電容器的電容與Q、U無(wú)關(guān)，只由電容器本身的結(jié)構(gòu)決定。3、電容在數(shù)值上也等于使兩極板間的電勢(shì)差增加1V時(shí)，所需要的電荷量。

4、物理意義：電容是一個(gè)反映電容器容納電荷本領(lǐng)大小的物理量。5、單位：國(guó)際單位制：法拉——法（F）

1F=1C/V

常用單位：微法（μF);皮法（pF)1F=106μF=1012pF甲同學(xué)說(shuō):“電容器帶電越多,電容越大,不帶電時(shí),電容為零”.此說(shuō)法對(duì)嗎?為什么?思考:乙同學(xué)說(shuō):“若A電容器帶電比B電容器帶電量多,則A的電容就比B的電容大”.此說(shuō)法對(duì)嗎?為什么?電容器的Q—U圖象U/VQ/C△U△Q1C1C2△Q20課堂訓(xùn)練1、某一電容器，當(dāng)所帶電量為4×10-6C，兩極板間的電勢(shì)差為20v，求（1）電容器的電容（2）當(dāng)所帶電量減半時(shí)，電容器的電容為多少（3）如果電容器不帶電呢？2.對(duì)于給定的電容器，在描述電容量C、帶電量Q、兩板間電勢(shì)差U的相互關(guān)系中，下列圖中正確的是

()

ACE課堂訓(xùn)練

電容器的電容C是一個(gè)與Q、U無(wú)關(guān)的物理量，它的大小是由電容器本身結(jié)構(gòu)決定的。那么電容器的電容跟什么因素有關(guān)呢？

一般來(lái)說(shuō)，電容器的電容是由兩個(gè)導(dǎo)體的大小、形狀和相對(duì)位置以及它們的電介質(zhì)決定的。三、平行板電容器的電容方法：控制變量法有機(jī)玻璃板++++++實(shí)驗(yàn)探究：影響平行板電容器電容的因素

------改變d改變S改變電介質(zhì)

說(shuō)明：靜電計(jì)是在驗(yàn)電器的基礎(chǔ)上制成的，用來(lái)測(cè)量導(dǎo)體間的電勢(shì)差，從指針的偏轉(zhuǎn)角度就可以知道兩個(gè)導(dǎo)體間的電勢(shì)差的大小。多媒體實(shí)驗(yàn)室1、平行板電容器:ε——介電常數(shù)；k=9.0×109N·m2/C2平行板電容器的電容C與介電常數(shù)ε成正比,跟正對(duì)面積S成正比,跟極板間的距離d成反比.2、電容器的重要指標(biāo)：電容及額定電壓（2）擊穿電壓：加在電容器兩極上的極限電壓。（1）額定電壓：電容器長(zhǎng)期工作所能承受的電壓。一般情況下，工作電壓應(yīng)低于擊穿電壓。四.電容器種類與應(yīng)用電容式傳感器儲(chǔ)能式電容器常用電容器：（1）按構(gòu)造分:固定電容器：C不可變（符號(hào)為

）

可變電容器：C可改變（符號(hào)為

）半可變電容器：C只能作微小改變（2）按介質(zhì)分：紙介電容器：容量大，價(jià)格低，體積小；損耗大，有電感。云母電容器：介質(zhì)損耗小，絕緣性能好，較穩(wěn)定。瓷介電容器：耐磨，壽命長(zhǎng)；易破碎。電解電容器：容量大（介質(zhì)薄且兩極近)，體積??；有極性，易漏電。（符號(hào)為：）五.平行板電容器典型問(wèn)題：十十十十十十十十

一一一一一一一一類型一：保持電容器的兩極板與電源相連恒量：U變量：C（d，S，ε），Q，E當(dāng)d變小時(shí)，C增大，Q增大，E增大當(dāng)S變小時(shí)，C減小，Q減小，E不變插入電介質(zhì)，（ε變大）C增大，Q增大，E不變Q=CU十十十十十十十十

一一一一一一一一類型二：充電后，切斷與電源的連接恒量：Q變量：C（d，S，ε），U，E當(dāng)d變小時(shí)，C增大，U減小，E不變當(dāng)S變小時(shí)，C減小，U增大，E增大插入電介質(zhì)，（ε變大）C增大，U減小，E變小U=Q/C即時(shí)應(yīng)用

2.如圖1－6－4所示電路中，A、B為兩塊豎直放置的金屬板，G是一只靜電計(jì)，開(kāi)關(guān)S閉合后，靜電計(jì)指針張開(kāi)一個(gè)角度，下述哪些做法可使指針張角增大(

)圖1－6－4A．使A、B兩板靠近一些B．使A、B兩板正對(duì)面積錯(cuò)開(kāi)一些C．?dāng)嚅_(kāi)S后，使B板向右平移拉開(kāi)一些D．?dāng)嚅_(kāi)S后，使A、B正對(duì)面積錯(cuò)開(kāi)一些課堂互動(dòng)講練類型一電容器電容的理解及計(jì)算例1【答案】

150μF

4.5×10－4C

150μF變式訓(xùn)練1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(wú)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)，兩板間電壓升高10V，則電容器的電容無(wú)法確定類型二電容器的兩類動(dòng)態(tài)變化問(wèn)題

如圖1－6－5所示，電容器的兩極板分別與電源的正、負(fù)極相連，在電容器兩極板間的距離由d迅速增大為2d的過(guò)程中，下列說(shuō)法中正確的是(

)圖1－6－5例2A．電容器兩極板間的電壓始終不變B．電容器兩極板間的電壓瞬時(shí)升高后又恢復(fù)原值C．根據(jù)Q＝CU可知，電容器帶電荷量先增大后減小D．電路中電流由A板經(jīng)電源流向B板【答案】

B【思路點(diǎn)撥】清楚是在d迅速變化為2d的過(guò)程中，極板上的電荷量保持不變是解決該題的關(guān)鍵．【規(guī)律總結(jié)】

解此類問(wèn)題的關(guān)鍵是要審清是U不變還是Q不變，此題的Q不變是隱含在“迅速”兩字之中的．本題的創(chuàng)新不外乎是題型和方法的創(chuàng)新，但涉及的知識(shí)點(diǎn)不會(huì)變．因此要緊緊圍繞有關(guān)電容器的知識(shí)進(jìn)行分析．變式訓(xùn)練2

平行板電容器充電后，兩極板與電源斷開(kāi)，當(dāng)用有絕緣的手柄，設(shè)法把電容器兩極板距離拉大些時(shí)，下列結(jié)論正確的是(

)A．電容器兩極板間的電場(chǎng)能增加B．電容器兩極板間的場(chǎng)強(qiáng)增加C．電容器兩極板間的電勢(shì)差增加D．電容器的電容增加類型三電容器中帶電粒子的力學(xué)問(wèn)題

如圖1－6－6所示是一個(gè)由電池、電阻R、電鍵S與平行板電容器組成的串聯(lián)電路，電鍵S閉合．一帶電液滴懸浮在兩板間P點(diǎn)不動(dòng)，下列說(shuō)法正確的是(

)圖1－6－6例3A．帶電液滴可能帶正電B．增大兩極板距離的過(guò)程中，電阻R

中有從a到b的電