《电容 电容器》 导学案

《电容电容器》导学案
一、学习目标
1、理解电容的概念，知道电容的定义式和单位。

2、了解电容器的构造和工作原理，掌握电容器的充放电过程。

3、理解电容器电容的决定因素，能运用公式进行简单的计算。

二、知识梳理
（一）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，叫做电容器的电容。

2、定义式：＼（C ＝＼frac{Q}｛U}＼）
3、单位：法拉（F），常用的单位还有微法（＼（＼mu F\））和皮法（＼（pF\））。

＼（1 F ＝ 10^｛6} ＼mu F ＝ 10^｛12} pF\）（二）电容器
1、构造：由两个彼此绝缘又相互靠近的导体组成。

2、工作原理
（1）充电：使电容器带电的过程，充电后电容器两极板带上等量的异种电荷。

（2）放电：使充电后的电容器失去电荷的过程。

（三）电容器电容的决定因素
1、平行板电容器的电容\（C ＝＼frac{＼epsilon S}｛4\pi kd}＼），其中\（＼epsilon\）为电介质的介电常数，＼（S\）为极板的正对面积，＼（d\）为极板间的距离，＼（k\）为静电力常量。

2、电容器的电容是由电容器本身的结构决定的，与电容器所带电
荷量和两极板间的电势差无关。

三、重难点突破
（一）对电容定义式的理解
1、电容\（C ＝＼frac{Q}｛U}＼）是比值定义法，＼（C\）的大
小与\（Q\）、＼（U\）无关。

例如，一个电容器的电容是\（1\）法拉，即使它不带电，其电容仍
然是\（1\）法拉。

2、电容\（C\）反映了电容器容纳电荷本领的大小。

电容越大，表明电容器在相同的电势差下能够容纳的电荷量越多。

（二）电容器的充放电过程
1、充电过程
（1）电流方向：电源正极流向电容器的正极板。

（2）电荷量变化：电容器所带电荷量逐渐增加。

（3）电场强度：两极板间的电场强度逐渐增强。

（4）能量转化：电能转化为电场能。

2、放电过程
（1）电流方向：电容器的正极板流向负极板。

（2）电荷量变化：电容器所带电荷量逐渐减少。

（3）电场强度：两极板间的电场强度逐渐减弱。

（4）能量转化：电场能转化为其他形式的能。

（三）平行板电容器电容的决定因素
1、当\（S\）增大时，电容\（C\）增大；当\（S\）减小时，电容\（C\）减小。

可以这样理解，极板的正对面积越大，能够容纳的电荷就越多，电容也就越大。

2、当\（d\）增大时，电容\（C\）减小；当\（d\）减小时，电容\（C\）增大。

极板间距离越大，电荷之间的相互作用就越弱，容纳电荷的能力就越小，电容也就越小。

3、当插入电介质时，电容\（C\）增大；当拔出电介质时，电容\（C\）减小。

电介质会增强极板间的电场，从而提高电容器容纳电荷的能力。

四、典型例题
例 1：一个电容器的电容是\（5\）微法，当它两极板间的电势差为\（10\）伏时，电容器所带电荷量是多少？
解：根据\（C ＝＼frac{Q}｛U}＼），可得\（Q ＝ CU ＝ 5×10^｛－6}×10 ＝ 5×10^｛－5}＼）（库仑）
例 2：一平行板电容器两极板间距为\（d\），极板面积为\（S\），若在其间插入一厚度为\（t\）（＼（t ＜ d\））的金属板，求此时电容器的电容。

解：插入金属板后，相当于两个电容器串联。

上面电容器的极板间距为\（t\），电容\（C_1 ＝＼frac{＼epsilon S}｛4\pi k t}＼）；
下面电容器的极板间距为\（d t\），电容\（C_2 ＝＼frac{＼epsilon S}｛4\pi k （d t)｝＼）
总电容\（C\）的倒数等于\（C_1\）和\（C_2\）倒数之和，经过计
算可得\（C ＝＼frac{＼epsilon S}｛4\pi k （d t ＋ t)｝＼）
五、巩固练习
1、对于一个确定的电容器，其电容\（C\）、电荷量\（Q\）及两极板间的电势差\（U\）的变化情况，下列说法正确的是（）
A ＼（Q\）增大时，＼（C\）也增大
B ＼（U\）增大时，＼（C\）减小
C ＼（Q\）为零时，＼（C\）不为零
D ＼（C\）与\（Q\）和\（U\）无关
2、一个平行板电容器，使它每板电荷量从\（Q_1 ＝ 3×10^｛－5}＼）库仑增加到\（Q_2 ＝ 36×10^｛－5}＼）库仑时，两板间的电势差从\（U_1 ＝ 10\）伏增加到\（U_2 ＝ 12\）伏，求这个电容器的电容。

六、学习小结
通过本节课的学习，我们了解了电容和电容器的基本概念，掌握了电容器的充放电过程以及电容的决定因素。

需要重点记住电容的定义式和决定式，能够运用所学知识解决相关的问题。

同时，要理解电容是反映电容器容纳电荷本领的物理量，与电荷量和电势差无关。

七、课后拓展
1、探究不同电介质对平行板电容器电容的影响。

2、了解电容器在实际生活中的应用，如照相机闪光灯、电子电路中的滤波等。