高中物理《步步高》教科版3-1第一章 6 7学案

6 电容器和电容
7 静电的应用及危害
[学习目标] 1.知道电容器的概念和平行板电容器的主要构造.2.理解电容的概念及其定义式.3.掌握平行板电容器电容的决定式，并能用其讨论有关问题.4.了解静电的应用以及防止静电危害的办法．
一、电容器
1．电容器：由两个彼此绝缘又互相靠近的导体组成，是储存电荷和电能的元件．
2．充电：使两个极板带上等量异种电荷的过程．电源能量储存在电容器中．
3．放电：使两个极板上的异种电荷中和的过程．电能转化为其他形式的能．
4．带电荷量：任意一块极板所带电荷量的绝对值．
二、电容
1．定义：电容器所带电荷量Q 与电容器两极板间的电势差U 的比值．
2．定义式：C ＝Q U
. 3．单位：电容的国际单位是法拉，符号为F ，常用的单位还有微法和皮法，1 F ＝106 μF ＝ 1012 pF.
4．物理意义：电容器的电容是表示电容器容纳电荷本领的物理量，在数值上等于两极板间的电势差为1_V 时电容器所带的电荷量．
三、平行板电容器的电容 常见电容器
1．实验探究
(1)方法 ①两极板分别与静电计的金属球和外壳相连，静电计指针偏转角度显示两极板间的电势差． ②采取控制变量法，分别研究电容与正对面积S 、板间距离d 、板间电介质的关系．
(2)结论：平行板电容器的两板之间的正对面积S 越大，电容C 越大；板间距离d 越大，电容C 则越小；插入电介质后电容C 增大．
2．常用电容器
(1)分类
①按电介质分：云母电容器、纸质电容器、陶瓷电容器、电解电容器等． ②按是否可变分：固定电容器、可变电容器等．
(2)电容器的额定电压和击穿电压：
①额定电压：电容器能够长期正常工作时的电压．
②击穿电压：电介质不被击穿时在电容器两极板上的极限电压，若电压超过这一限度，则电容器就会损坏．
四、静电的应用及危害
1．静电的应用
(1)静电喷涂的工作原理：设法使精细的油漆液滴飞离喷
嘴时带上同种电荷，彼此排斥，并在电场力的作用下飞向作为电极的工件．
(2)激光打印机的工作原理：利用正、负电荷互相吸引．
2．静电的危害
(1)雷雨云的雷鸣闪电给人类造成巨大损失．
(2)静电火花点燃易燃物质引起爆炸和火灾．
(3)静电放电引起电子设备的故障，造成电磁干扰．
(4)静电放电击穿集成电路和精密的电子元件，或促使元件老化，降低生产成品率．
(5)静电在工业中如电子工业、胶片和塑料工业、造纸印刷工业、纺织工业中都会产生危害．3．静电危害的防止
(1)尽快导走多余电荷，避免静电积累．
(2)调节空气的湿度．
(3)在易燃易爆气体和粉尘聚集的场所保持良好的通风．
[即学即用]
1．判断下列说法的正误．
(1)电容器的电容跟它两极板间电压成反比．(×)
(2)电容器的电容越大，所带电荷量就越多．(×)
(3)对于确定的电容器，它所充的电荷量跟它两极板间电压的比值保持不变．(√)
(4)在平行板电容器极板间插入电介质，电容将增大．(√)
(5)在印染厂中保持适当的湿度，是为了防止静电的危害．(√)
(6)在地毯上夹杂0.05～0.07 mm的不锈钢丝导电纤维，是为了防止静电的危害．(√) 2．某平行板电容器充电后所带电荷量为Q＝2×10－6 C，两板间的电压U＝4 V，则该电容器的电容为__________ F，若只将该电容器的板间距离增大，电容器的电容将________，若只将两极板错开，使极板正对面积减小，电容器的电容将________．
答案5×10－7减小减小
一、电容器 电容
[导学探究] (1)把电容器的两个极板分别与电源两极相连，对电容器进行充电，该过程中能量是如何转化的？当把电容器两极相接，对电容器进行放电，该过程中能量是如何转化的？
(2)当电容器的带电荷量增加时，电容器两极板间的电势差如何变化？带电荷量Q 和板间电势差U 的比值是否发生变化？
答案 (1)充电过程中电源内的化学能转化为电容器内的电场能；放电过程中电容器的电场能转化为其他形式的能．
(2)增大 不变
[知识深化]
1．电容器的充电过程，电源提供的能量转化为电容器的电场能；电容器的放电过程，电容器的电场能转化为其他形式的能．
2．电容器的充、放电过程中，电路中有充电、放电电流，电路稳定时，电路中没有电流．
3．C ＝Q U
为比值定义法．C 的大小与Q 、U 无关，只跟电容器本身有关，当Q ＝0时，U ＝0，而C 并不为零．
例1 (多选)下列关于电容的说法正确的是( )
A ．电容是反映电容器容纳电荷本领的物理量
B ．电容器A 的电容比B 的大，说明A 的带电荷量比B 多
C ．电容在数值上等于使两极板间的电势差为1 V 时电容器需要带的电荷量
D ．由公式C ＝Q U
知，若电容器两极板间电压为10 V ，极板带电荷量为2×10－5 C ．则电容器电容大小为5×105 F
答案 AC
解析 电容反映电容器容纳电荷本领的大小，A 对．电容器A 的电容比B 的大，只能说明电容器A 容纳电荷的本领比B 强，与带电多少无关，B 错；电压为10 V ，电荷量为2×10－5 C
时，电容C ＝Q U
＝2×10－6 F ，D 错． 例2 有一已充电的电容器，两板间的电压为3 V ，所带电荷量为4.5×10－
4 C ，此电容器的电容是多少？将电容器的电压降为2 V ，电容器的电容是多少？所带电荷量是多少？ 答案 1.5×10－4 F 1.5×10－4 F 3×10－4 C。