高中物理人教版选修3-1学案：第一章 静电场1.8电容器的电容
人教版 高一物理 选修3-1 第一章：1.8电容器的电容 教学设计
第一章静电场第8节电容器的电容的教学设计教案背景：在本节课的活动中，教师将单纯的知识传授转换为学生的自主活动，充分体现学生的主体地位，教师的主导地位。
教师在教学中，努力创设适宜学生活动的环境和条件，引导学生分析问题、解决问题，并教会学生学会利用网络学习。
教学课题：高中物理选修3-1 第一章静电场第8节电容器的电容教材分析：本节学生会认识电容器这个电学的元件。
知道电容器的构成要素、特点和描述电容器的物理量，及常见的电容器，其中平行电容在高考中出现的频率最高。
另一方面，实际生活中许多电器中都会用电容器，所以本节内容是教学的关键。
根据本节内容的特点和学生的思维认知特点，本节的教学重点定位于对电容概念的理解应用上，教学难点定位于电容的引入，研究影响平行板电容器电容大小因素的实验探究。
教学方法：为了提高学生学习的兴趣，本节从实际出发引入新课，同时在本节的教学中采用观察法、讲授法、类比法、探究实验法、互动探究法、网络搜索法使学生从各个角度充分认识电容器，可以很好地突出教学重点、突破教学难点。
教学目标（一）知识与技能1、知道什么是电容器，知道电容器充电和放电时的能量转换；2、理解电容器电容的概念及定义式，能用来进行有关的计算；3、掌握平行板电容器的决定式并能运用其讨论有关问题。
（二）过程与方法1、通过影响平行板电容器电容因素的实验探究过程，体会其中蕴涵的物理方法：控制变量法，能够对问题进行定性分析、定量分析等；2、能够利用互联网搜索学习新知识。
（三）情感态度与价值观体会电容器在实际生活中的广泛应用，培养学生探究新事物的兴趣。
教学过程：我们用相机照相时，光线不足的时候会打开闪光灯，可大家知道闪光的能量是从哪里来的呢？下图是一种带有内置闪光灯的照相机，相机内装有容量很大的电容器。
不但相机中含有电容器，生活中的许多电器中也都含有电容器。
[学生活动] 利用互联网搜索：在我们的日常生活中，哪些电器中用到了电容器？教师用课件展示互联网链接图片——电视、电脑、VCD等线路板。
人教版高中物理选修3-1学案：第一章 第8节 电容器的电容含答案
第8节电容器的电容1.电容反映了电容器容纳电荷本领的大小，定义式为C＝QU，电容的大小决定于电容器本身，与Q和U无关。
2．平行板电容器的电容决定式为C＝εr S4πkd，即C由εr、S、d共同来决定。
3．平行板电容器保持电荷量不变的情况下，若只改变板间距离，则电场强度不变。
一、电容器和电容1．电容器的组成两个彼此绝缘的导体，当靠得很近且之间存有电介质时，就组成一电容器。
2．电容器的充放电过程充电过程放电过程定义使电容器带电的过程中和掉电容器所带电荷的过程方法将电容器的两极板与电源两极相连用导线将电容器的两极板接通场强变化极板间的场强增强极板间的场强减小能量转化其他能转化为电能电能转化为其他能3．电容(1)定义：电容器所带的电荷量Q与电容器两极板间的电势差U的比值，公式为C＝Q U 。
(2)物理意义：表示电容器容纳电荷本领的物理量。
(3)单位：1 F＝106μF＝1012 pF。
二、平行板电容器及常见电容器1．平行板电容器(1)构成：由两个彼此绝缘的平行金属板。
(2)电容的决定因素：两板间距离d ，两板的正对面积S ，两板间电介质的相对介电常数εr 。
(3)关系式：C ＝εr S4πkd。
2．常见电容器分类⎩⎪⎨⎪⎧按电介质分：聚苯乙烯电容器、陶瓷电容器、 电解电容器等按电容是否可变分：固定电容器、可变电容器3．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。
1．自主思考——判一判(1)电容大的电容器带电量一定多。
(×)(2)电容为C 的电容器所带电荷量为Q ，若电荷量增大为2Q ，则电容变为2C 。
(×) (3)电容器所带的电荷量Q 是指电容器的一个极板上所带电荷量的绝对值。
(√) (4)电容器外壳上标的是额定电压。
(√)(5)电解电容器使用时，正、负极不能接反。
人教版物理【选修3-1】学案：1.8《电容器和电容》(含答案)
选修3-1第一章1.8 电容器与电容课前预习学案一、预习目标1知道什么是电容器以及常用的电容器2知道公式及其含义，知道平行板电容器的电容与哪些因素有关。
二、预习内容1．两个相距很近的平行金属板中间夹上一层绝缘物质，就组成一个最简单的电容器，叫做___________．实际上，任何两个__________________ 又_______________ 的导体，都可以看成一个电容器．2．电容器______________与电容器______________的比值，叫做电容器的电容．表达式C＝______，国际单位制中单位__________，简称____________ ，符号________________．常用较小单位 lμF＝________F，l pF＝________F．电容是表示电容器____ ____ 的物理量．3．常用电容器从构造上看，可分为________________和________________ 两类．常用的固定电容器有______________和_________________ ．三、提出疑惑同学们，通过你的自主学习，你还有哪些疑惑，请把它填在下面的表格中课内探究学案一、教学目标①知道什么是电容器以及常用的电容器。
②理解电容器的电容概念及其定义，并能用来进行有关的计算。
③知道公式及其含义，知道平行板电容器的电容与哪些因素有关。
④会对平行板电容器问题的动态分析。
二、学习过程1、电容器（1）构造: .（2）电容器的充电、放电操作：把电容器的一个极板与电池组的正极相连，另一个极板与负极相连，两个极板上就分别带上了等量的异种电荷。
这个过程叫做。
现象：。
操作:把充电后的电容器的两个极板接通,两极板上的电荷互相中和,电容器就不带电了,这个过程叫 .现象:。
提问:电容器在充、放电的过程中的能量转化关系是什么?小结：。
2、电容与水容器类比后得出。
说明：对于给定电容器，相当于给定柱形水容器，C（类比于横截面积）不变。
人教版高中物理选修3-1-第一章-第8节电容器的电容(26张PPT)
常见电容器的分类方法
①按形状分：圆柱形电容器，平行板电容 器，球形电容器等．
②按构造分：固定电容器，可变电容器， 半可变电容器等．
可变电容器通常是通过改变正对面积或改 变极板间距离来改变电容的．
③按极板间使用的电介质分：空气电容器， 真空电容器，塑料薄膜电容器，云母电容器， 陶瓷电容器，电解电容器等．
2、电容的定义式: C Q U
Q指每一个极板带电量绝对值, U表示电容器两板的电势差—电压.
3、物理意义：描述电容器容纳电荷本 领的物理量 4、单位：
国际单位制：法拉——法（F） 1F=1C / V 常用单位：微法（μF);皮法（pF)
1F=106μF=1012pF
思考:
甲同学说：“电容器带电越多， 电容越大，不带电时，电容为零”。 此说法对吗?为什么?
3、电容器的作用：容纳储存电荷
圆柱型水杯容器的储水问题:hhABC
1.水位每升高h，试比较A、B、C的储水量
2.哪个储水本领大？ 如何反映其储水本领？
水量V 深度h
截面积S
思考与讨论
那电容器储存电荷的本领 如何表征呢？
CQ U
二.电容
1、电容器所带电量Q与电容器两极板间的 电势差U的比值，叫电容器的电容。符号C。
1.8电容器的电容
知识目标 （1）知道电容器的基本构造，了解电 容器的充电、放电过程，认识常见的电 容器。 （2）理解电容的物理意义，掌握电容 的定义公式、单位，并能进行简单的计 算。 （3）了解影响平行板电容器电容大小 的因素，能利用公式判断平行板电容器 电容的变化。
观察图片
一些常见的电容器
d表示两板间的距离
εr是电介质的相对介电常数，与电介质 的性质有关。
人教版2019学年高中物理第一章静电场1_8电容器的电容学案选修3_1
第8节 电容器的电容[研究学考·明确要求][基 础 梳 理]1．电容器：两个相互靠近又彼此绝缘的导体组成一个电容器。
2．电容器的充电和放电(1)充电：把电容器的一个极板与电池组的正极相连，另一个极板与负极相连，使电容器两极板带上等量异种电荷的过程叫做充电。
如图1甲所示。
充电过程中由电源获得的电能储存在电容器中。
(2)放电：用导线把充电后的电容器的两极板接通，两极板上的电荷中和，电容器又不带电了，这个过程叫做放电。
如图乙所示。
放电过程电场能转化为其他形式的能。
图1(3)电容器充、放电过程的特点 ①充电过程特点(如图2所示)a ．充电电流方向为从电源的正极流出的电流的方向。
b ．电容器所带电荷量增加。
c ．电容器两极板间电压升高。
d ．电容器中电场强度增大。
e ．充电过程中电容器从电源获取的能量为电能。
当电容器充电结束后，电容器所在电路中无电流，电容器两极板间电压与充电电压相等。
图2 图3②放电过程特点(如图3所示)a ．放电电流方向是从电容器正极板流出的电流的方向。
b ．电容器两极板上电荷量减少。
c ．电容器两极板间电压降低。
d ．电容器中电场强度减小。
e ．电容器的电场能转化成其他形式的能量。
放电的过程实际上就是电容器两极板上正、负电荷中和的过程，当放电结束后，电路中无电流。
特别提醒 电容器所带电荷量是指电容器一个极板所带电荷量的绝对值，而不是指两个极板所带电荷量的绝对值之和。
3．电容(1)定义：电容器所带的电荷量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 ＝Q U。
(3)单位是法拉，简称法，符号是F 。
常用单位还有微法(μF)和皮法(pF)，量值关系：1 F ＝106μF ＝1012pF 。
特别提醒 电容器的电容是反映其容纳电荷本领的物理量，由电容器本身的性质决定，与电容器是否带电、所带电荷量Q 和两极板间的电势差U 无关。
(4)电容的另一表达式：C ＝ΔQΔU，式中C 表示电容器的电容，ΔU 表示两极板间增加的电势差，ΔQ 表示当两极板间电势差增加ΔU 时电容器所增加的电荷量。
高中物理第一章静电场1.8电容器的电容学案选修3_1
第一章 第八节 电容器的电容【学习目标】1．了解电容器的构造、种类及电路符号； 2．掌握电容的概念及电容器的充放电过程； 3．掌握影响平行板电容器电容的因素及公式； 4．认识一些常用电容器。
【学习过程】 学习任务一：手机、电脑、无线路由等电器产品已经在生活中无处不在，这些电器元件中有一个正重要的成员——电容器，阅读课本内容，弄清楚电容器的概念以及电容的概念。
电容器：电容：学习任务二： 小组讨论，了解电容器的充放电过程，画出相应的电路图，并进行对应现象的分析。
充电过程： 放电过程：电荷量Q 电势差U电场强度E能量转化情况充电过程放电过程结论学习任务三：观察演示实验，猜想那些因素能影响平行板电容器的电容。
正对面积S 变小 两板间距离d 变大 插入电介质静电计摆角操 作 现 象两极板间电压U结论：电容C学习任务四：阅读课本，了解电容器的种类。
分类电容器举例材料构造电容大小电容器上的主要参数：学习任务五：完成下列题目，检测学习收获。
1. 一平行板电容器，两板之间的距离d和两板面积S都可以调节，电容器两板与电池相连接，以Q表示电容器的电荷量，则（）A．当d增大、S不变时，Q减小B．当S增大、d不变时，Q增大C．当d减小、S增大时，Q增大D．当S增大、d减小时，Q不变2. 两个电容，两极板间的电势差之比为2:3，带电量之比为3:2，则C1/C2等于 ( )A.2：3 B．3：2 C．4: 9 D. 9: 43．某一电容器标注的是“300V，5μF”，则下述说法正确的是（）A.该电容器可在300V以下电压正常工作B．该电容器只能在300V电压时正常工作C．电压是200V时，电容仍是5μFD．使用时只需考虑工作电压，不必考虑电容器的引出线与电源的哪个极相连4. 设计一个电容器充放电的实验，画出实验电路图.提供的器材有干电池1个、普通开关2个、微安表2个（量程0-300μA）、电容1个、导线若干. （注：电路图中标明微安表的正负极）高考理综物理模拟试卷注意事项：1. 答题前，考生先将自己的姓名、准考证号填写清楚，将条形码准确粘贴在考生信息条形码粘贴区。
2020-2021学年人教版物理选修3-1学案：1.8 电容器的电容(含解析)
8 电容器的电容素养目标定位)※ 知道什么是电容器※※ 理解电容器电容的概念及其定义式C ＝Q /U ，并能用来进行有关计算 ※ 知道平行板电容器的电容与哪些因素有关 ※ 知道公式C ＝εr S4πkd及其含义,素养思维脉络)知识点1 电容器1．构造彼此绝缘而又相距很近的两个__导体__，就构成一个电容器。
2．功能(1)充电：把电容器的两个极板与电源的正负极相连，使两个极板上带上__等量异种电荷__的过程。
(2)放电：用导线把充电后的电容器的两个极板接通，两个极板上的__异种电荷__就会__中和__，电容器失去电荷的过程。
3．带电荷量充电后__一个极板__的带电荷量的绝对值。
知识点2 电容1．定义电容器所带__电荷量__与两极板间__电势差__的比值叫电容。
2．定义式C ＝__QU __；C 与Q 、U 无关，仅由电容器本身决定。
3．物理意义是描述电容器__容纳电荷__本领大小的物理量，数值上等于使电容器两极板间的电势差增加__1_V__所增加的带电量．4．单位在国际单位制中的单位是__法拉__。
符号： F,1 F ＝1C/V 。
更小的单位还有__微法__和__皮法__。
换算关系：1 F ＝__106__μ F ＝__1012__ pF 。
知识点3 平行板电容器的电容1．结构由两个__相互平行__且彼此绝缘的金属板构成。
2．电容的决定因素平行板电容器的电容C 跟相对介电常数εr 成__正比__，跟极板正对面积S 成__正比__，跟极板间的距离d 成__反比__。
3．电容的决定式 C ＝__εr S4πkd __。
(1)k 为静电力常量。
(2)εr 是一个常数，与电介质的性质有关，称为电介质的相对介电常数。
知识点4 常用电容器1．分类⎩⎪⎨⎪⎧按电介质分：空气电容器、__聚苯乙烯__电容器、陶瓷 电容器、__电解__电容器等。
按电容是否可变分：__可变__电容器、__固定__电容器。
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。
人教版物理选修3-1 第一章 静电场-1.8电容器的电容
物 理 辅 导 讲 义年级：选修3-1 科目：物理 老师：张欢 授课时间段： 课 题1.8 电容器的电容教学内容1.电势能与电势?2.电势差与电场强度？一、电容器①组成：由两个彼此绝缘又互相靠近的导体组成；②作用:储存电荷或电能，这种存储在电容器中的电能被称作电场能。
③电容器的充、放电：充电过程放电过程定义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中和掉电容器所带电荷的过程过程示意图电荷运动 正电荷向A 板运动；负电荷向B 板运动 正电荷由A 向B 运动〔负电荷由B 向A 运动〕 电流方向 顺时针逆时针能量转换 电容器中储存电场能电场能转化为其他形式的能本 节 知 识 讲 解课 前 提 问【例4】如下图，用静电计可以测量已充电的平行板电容器两极板之间的电势差U，现使B板带电，那么以下判断正确的选项是()A．增大两极板之间的间隔，指针张角变大B．将A板略微上移，静电计指针张角将变大C．假设将玻璃板插入两板之间，那么静电计指针张角将变大D．假设将A板拿走，那么静电计指针张角变为零答案AB【例5】如下图电路中，A、B为两块竖直放置的金属板，G是一只静电计，开关S合上后，静电计指针张开一个角度，下述做法可使静电计指针张角增大的是()A．使A、B两板靠近一些B．使A、B两板正对面积错开一些C．断开S后，使B板向右平移拉开一些D．断开S后，使A、B正对面积错开一些答案CD四、常用电容器〔1〕固定电容器：电容固定不变聚苯乙烯电容器电解电容器〔2〕可变电容器：电容可以改变〔3〕击穿电压：加在电容器两极板的电压不能超过某一限度，超过这一限度，电解质将会被击穿，这个极限电压被称作击穿电压。
电容器动态问题分析1．常见类型充电后与电源断开Q不变始终与电源相连U不变2．分析比拟的思路(1)确定不变量，分析是电压不变还是所带电荷量不变。
(2)用决定式kdSC πε4r =分析平行板电容器电容的变化。
(3)用定义式C ＝QU 分析电容器所带电荷量或两极板间电压的变化。
高中物理第一章静电场第8节电容器的电容学案新人教版选修3_1
8 电容器的电容答案：（1）靠近 （2）绝缘 （3）等量异种 （4）失去 （5）极板 （6）比值 （7）C ＝Q U（8）法拉 （9）F （10）106 （11）1012 （12）平行 （13）等量 （14）匀强电场 （15）U /d （16）电介质 （17）可变 （18）固定1．电容器（1）构造 任何两个彼此绝缘又相距很近的导体，就构成了一个电容器，它是一种重要的电学元件。
①电容器的极板：构成电容器的两个导体称为电容器的两个极板。
②电介质：两极板之间的绝缘物质称为电介质（空气也是一种电介质）。
③最简单的电容器——平行板电容器：在两个正对的平行金属板间夹上一层电介质（绝缘体）。
（2）功能 ①电容器是一种储存电荷的装置，它在收音机、电视机、洗衣机、电冰箱等各种家用电器中是不可缺少的关键元件之一。
例如收音机的“调台”就是利用电容器来实现的。
②电容器是储存电场能的装置。
（3）电容器的充电和放电①充电：如图甲所示，把电容器的两个极板分别与电源的正负极相连，两个极板就分别带上了等量的异号电荷，这个过程叫做充电。
充电过程中从电源获得能量储存在电容器中。
充电后，切断电容器与电源的连接，两个极板上的电荷由于互相吸引而保存下来，两极板间有电场存在。
②放电：如图乙所示，用导线将充电后电容器的两极板接通，两极板上的电荷会中和，这个过程叫做放电。
放电后，电容器两极板之间不再有电场，电场能转化为其他形式的能量。
谈重点 （1）电容器充、放电的特点：充电——带电荷量Q 增加，板间电压U 增大，板间场强E 增大，电能转化为电场能；放电——带电荷量Q 减少，板间电压U 减小，板间场强E 减小，电场能转化为电能。
（2）电容器充电后，两板电荷等量异号，分布在正对两板的内侧。
（3）电容器的充电和放电过程，回路中有电流，充、放电完毕后，电路中无电流。
（4）击穿电压和额定电压①击穿电压：加在电容器两极板上的电压不能超过某一限度，超过这个限度，电介质将被击穿，电容器损坏，这个极限电压称为击穿电压。
高中物理 第一章 静电场 电容器与电容学案 新人教版选修3-1
一、课前活动学案设计（一）预习案第一章静电场第8节电容器与电容【课标要求】观察常见电容器的构造，了解电容器的电容。
举例说明电容器在技术中的应用。
【学习目标】1.理解电容的概念及定义方法，会用电容的定义式进行简单计算。
2.通过实验探究了解影响平行板电容器电容大小的因素。
3.从生活走进物理，认识电容器在生活中的广泛应用。
【重点、难点】1.电容器、电容的概念及定义，平行板电容器电容的决定式2. Q一定和U一定这两种情况下，与平行板电容器有关的各量的变化分析【使用说明与方法指导】1.先通读教材，认识电容器，理解电容的定义式和平行板电容器的决定式。
2.依据预习学案再通读教材，进行知识梳理，勾划重点知识，将自己的疑问记下来，并写上提示语、标注符号。
熟记基础知识，完成预习学案。
【自主构建】一、电容器1．同学们，生活中你经常用什么来盛水？那么电荷用什么仪器盛呢？2．通过查阅资料，结合右图明确什么是电容器以及电容器的构造？3．电容器在日常生活中应用非常广泛，请举2-3例含有电容器的常见用电器。
思考：现有甲、乙、丙、丁四位同学对电容器有不同看法，根据你对电容器的探究，请问你支持哪些观点?（）甲说：电容器是储存电荷和电能的容器，只有带电的容器才称为电容器乙说：任何两个彼此绝缘而又相互靠近的导体，就组成了电容器，跟这两个导体是否带电无关丙说：电容器所带的电荷量是指一个极板所带电荷量的绝对值丁说：电容器充电过程是将其他形式的能转变成电容器的电能并储存起来；电容器放电过程，是将电容器储存的电能转化为其他形式的能二、电容走进生活：张明同学在学习了电容器这节知识后从家里的一台废旧录音机上找到了一个电容器，电容器的各个参数如图所示，请帮他分析一下该电容器所能加的最大电压是多少？这个电容器最大能承载多少电荷量？我的疑问【构建反馈】1.如图所示，描述对给定的电容器充电时电量Q、电压U、电容C之间相互关系的图像，其中正确的有（）2.在实验室中老师拿出了两个电容器，甲电容器两板各带2C电量，板间电压为2000V，乙电容器两板各带3C电量，板间电压为4000V，能否说乙电容器容纳电荷的本领大？若不是，哪个容纳电荷的本领大？（二）课堂探究案第一章静电场第8节电容器的电容【课标要求】观察常见电容器的构造，了解电容器的电容。
2019学年高中物理人教版选修3-1教学案：第一章 第8节 电容器的电容 Word版含解析
第8节电容器的电容1．电容反映了电容器容纳电荷本领的大小，定义式为C＝Q U，电容的大小决定于电容器本身，与Q 和U 无关。
2．平行板电容器的电容决定式为C ＝εr S4πkd，即C 由εr 、S 、d 共同来决定。
3．平行板电容器保持电荷量不变的情况下，若只改变板间距离， 则电场强度不变。
一、电容器和电容 1．电容器的组成两个彼此绝缘的导体，当靠得很近且之间存有电介质时，就组成一电容器。
2．电容器的充放电过程(1)定义：电容器所带的电荷量Q 与电容器两极板间的电势差U 的比值，公式为C ＝QU 。
(2)物理意义：表示电容器容纳电荷本领的物理量。
(3)单位：1 F ＝106 μF ＝1012 pF 。
二、平行板电容器及常见电容器 1．平行板电容器(1)构成：由两个彼此绝缘的平行金属板。
(2)电容的决定因素：两板间距离d ，两板的正对面积S ，两板间电介质的相对介电常数εr 。
(3)关系式：C ＝εr S4πkd 。
2．常见电容器分类⎩⎪⎨⎪⎧按电介质分：聚苯乙烯电容器、陶瓷电容器、 电解电容器等按电容是否可变分：固定电容器、可变电容器3．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。
1．自主思考——判一判(1)电容大的电容器带电量一定多。
(×)(2)电容为C 的电容器所带电荷量为Q ，若电荷量增大为2Q ，则电容变为2C 。
(×) (3)电容器所带的电荷量Q 是指电容器的一个极板上所带电荷量的绝对值。
(√) (4)电容器外壳上标的是额定电压。
(√) (5)电解电容器使用时，正、负极不能接反。
(√) (6)平行板电容器间插入电介质时电容变大。
(√) 2．合作探究——议一议(1)根据公式C ＝QU ，能否说电容C 与电容器所带的电荷量Q 成正比，与两极板间的电势差U 成反比？提示：电容是用比值法定义的物理量，不能说C 与Q 成正比，与U 成反比。
高中物理第一章静电场8电容器的电容学案新人教版选修3_1
8 电容器的电容1．电容器(1)构造：彼此绝缘而又相互靠近的两个导体,就构成一个电容器．(2)功能：①充电：把电容器的两个极板与电源的正负极相连,就能使两个极板上带上等量的异种电荷,这个过程叫做电容器充电．②放电：用导线把充电后的电容器的两个极板接通,两个极板上的电荷就会中和,电容器又不带电了,这个过程叫做放电．(3)带电荷量：充电后任意一个极板的带电荷量的绝对值叫做电容器的带电荷量．两个储存水的容器,底面积不同,高度也不同,你是怎样理解储存量和储存本领的？提示：储存量就是能盛多少水,储存本领则是单位高度情况下的储存量,即底面积大的储存本领大．2．电容(1)定义：电容器所带的电荷量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)公式表达：C ＝Q U.(3)单位：在国际单位制中的单位是：法拉．给电容器带上1库仑的电荷量,如果两极板间的电势差是1伏,这个电容器的电容就是1法拉.1库仑1伏＝1法拉．符号：F,1 F ＝1 C/V.更小的单位还有微法和皮法．换算关系：1 F ＝106μF＝1012pF. (4)物理意义：表示电容器容纳电荷本领的物理量． (5)标量：只有大小,没有方向． 3．平行板电容器的电容理论分析表明,平行板电容器的电容跟两极板的正对面积S 成正比,跟两极板间的距离d 成反比．公式表达为C ＝εr S4πkd ,式中k 是静电力常量,εr 是一个常数,与介质的性质有关,称为介质的相对介电常数．4．常用电容器(1)从构造上看：可分为固定电容器和可变电容器．(2)固定电容器通常以电介质的种类命名,例如,电介质是聚苯乙烯的叫做聚苯乙烯电容器,电介质是云母的叫做云母电容器等．还有一种固定电容器叫电解电容器,是用铝箔作一个电极,用铝箔上的一层氧化膜作介质,用浸过电解液的纸作另一个电极,这种电容器有正负极之分．(3)可变电容器：由两组铝片组成,固定的一组铝片叫定片,可以转动的一组铝片叫做动片,转动动片使两组铝片的正对面积发生变化可以改变电容．(4)额定电压：电容器的外壳上标的是工作电压,也称为额定电压．还有一个电压称为击穿电压,加在电容器上的电压若超过这个值,电介质会被击穿,电容器会损坏．额定电压小于击穿电压(选填“大于”“等于”或“小于”)．考点一 对电容器的电容的理解一、电容器的电容 1．概念辨析2.静电计静电计的工作原理是：当静电计的金属杆与金属外壳间有电势差时(金属针与外壳构成一个电容器),由于静电斥力的作用,指针偏转,电势差越大,指针的偏角也越大,指针偏转的角度与刻度盘上的电势差刻度相对应,因此,静电计可以测电压．3．正确理解C ＝Q U 和C ＝εr S4πkdC ＝Q U 是电容的定义式,具有普遍性,一个电容器的QU为定值,与Q 、U 无关,由电容器本身构造决定,在数值上等于电容器电压为1 V 时极板上所带的电荷量,因此它能反映电容器容纳电荷的本领,但应注意,它并不代表电容器能容纳多少电荷．C ＝εr S4πkd虽然只适用于平行板电容器电容的定量计算,但对一般电容器可进行定性分析,从中可以看出电容器的电容由极板正对面积、极板间距、板间电介质材料等自身构造决定,即与Q 、U 无关．C＝Q/U要求理解并应用,C＝εr S4πkd只要求了解,可以结合C＝εr S4πkd,知道C与什么因素有关.二、电容器的充放电过程1．充电过程的五个特点(如右图所示)：(1)充电电流,电流方向为逆时针方向,电流由大到小；(2)电容器所带电荷量增加；(3)电容器两极板间电压升高；(4)电容器中电场强度增强．(5)充电后,电容器从电源中获取的能量称为电场能．2．放电过程的五个特点(如右图所示)：(1)放电电流：电流方向是从正极板流出,电流是由大变小；(2)电容器上电荷量减少；(3)电容器两极板间电压降低；(4)电容器中电场强度减弱；(5)电容器的电场能转化成其他形式的能．放电的过程实际上就是电容器极板正、负电荷中和的过程,当放电结束时,电路中无电流.【例1】 有一充电的平行板电容器,两板间电压为3 V,现使它的电荷量减少3×10－4C,于是电容器两板间的电压降为原来的13,此电容器的电容是多大？电容器原来的带电荷量是多少？若电容器极板上的电荷量全部放掉,电容器的电容是多大？(1)电容器的定义式C ＝Q U中的Q 为电容器的带电荷量,是其中一个极板上带电荷量的绝对值,不是两个极板上的电荷量总和或绝对值总和．(2)定义式的推广即C ＝ΔQΔU ,在电压U 变化问题中求电容更快捷．【答案】 150 μF 4.5×10－4C 150 μF 【解析】 电容器两极板间电势差的变化量为ΔU ＝⎝ ⎛⎭⎪⎫1－13U ＝23×3 V＝2 V,由C ＝ΔQ ΔU ,得C ＝3×10－42 F ＝1.5 ×10－4F ＝150 μF.设电容器原来的电荷量为Q ,则Q ＝CU ＝1.5×10－4×3 C＝4.5×10－4 C.电容器的电容是由本身决定的,与是否带电无关,所以电容器放掉全部电荷后,电容仍然是150 μF.下列关于电容器和电容说法正确的是( C )A ．电容是用来描述电容器容纳电荷本领的物理量,所以电容器带电量越多,它的电容越大B ．某一电容器标注的是“300 V 5 μF”,其含义是只有当电压为300 V 时,它的电容才等于5 μFC ．法拉(F)是电容的国际单位,但这个单位很大,通常用微法(μF)这个单位,1 F ＝106μF D ．由公式C ＝QU知,电容器的电容与电容器两极板间的电压成反比,与电容器所带的电荷量成正比解析：电容是用来描述电容器容纳电荷本领的物理量,但电容的大小与电容器所带的电荷量及板间电压无关,标注是“300 V 5 μF”的电容器,在任何电压(不超过击穿电压)下,电容都是5 μF ,A 、B 、D 错；法拉是电容的国际单位,通常用较小的微法做单位,C 正确．考点二 平行板电容器的动态分析问题1．进行讨论的物理依据主要有三个(1)平行板电容器的电容与极板间距离d 、正对面积S 、电介质的相对介电常数εr 间的关系C ＝εr S4πkd.(2)平行板电容器内部是匀强电场,E ＝U d. (3)电容器所带电荷量Q ＝CU . 2．讨论【例2】 用控制变量法,可以研究影响平行板电容器电容的因素(如图所示)．设两极板正对面积为S ,极板间的距离为d ,静电计指针偏角为θ.实验中,极板所带电荷量不变,若( )A ．保持S 不变,增大d ,则θ变大B ．保持S 不变,增大d ,则θ变小C ．保持d 不变,减小S ,则θ变小D ．保持d 不变,减小S ,则θ不变本题考查公式C ＝εr S 4πkd ,首先利用此公式判断出C 的变化情况,再利用C ＝QU 判断出U 的变化情况,进而判断θ的变化．【答案】 A【解析】 静电计指针偏角体现电容器两板间电压大小．在做选项所示的操作中,电容器电荷量Q 保持不变,C ＝Q U ＝εr S4πkd.保持S 不变,增大d ,则C 减小,U 增大,偏角θ增大,选项A正确,B 错误；保持d 不变,减小S ,则C 减小,U 增大,偏角θ也增大,故选项C 、D 均错．总结提能 (1)电容器的动态问题一般有两类：①Q 不变；②U 不变．分析时要先确定是哪个量不变．(2)分析思路一般是先由C ＝εr S 4πkd 分析C 的变化,再由C ＝QU分析Q 或U 的变化,进而由E ＝U d或E ＝4πkQεr S分析E 等其他相关量的变化．静电计是在验电器的基础上制成的,用其指针张角的大小来定性显示其金属球与外壳之间的电势差大小．如图所示,A 、B 是平行板电容器的两个金属板,G 为静电计．开始时开关S 闭合,静电计指针张开一定角度,为了使指针张开的角度增大些,下列采取的措施可行的是( A )A．断开开关S后,将A、B两极板分开些B．保持开关S闭合,将A、B两极板分开些C．保持开关S闭合,将A、B两极板靠近些D．保持开关S闭合,将滑动变阻器触头向右移动解析：要使静电计的指针张开角度增大些,必须使静电计金属球和外壳之间的电势差增大．断开开关S后,将A、B两极板分开些,电容器的带电荷量不变,电容减小,电势差增大,A可行；保持开关S闭合,将A、B两极板分开或靠近些,静电计金属球和外壳之间的电势差不变,B、C不可行；保持开关S闭合,将滑动变阻器触头向右移动,静电计金属球和外壳之间的电势差不变,D不可行．考点三平行板电容器的综合问题平行板电容器之间的电场为匀强电场,带电体可以在内部处于平衡状态,也可以做匀变速直线、曲线运动．所以平行板电容器很容易与牛顿定律、运动学方程联合考查．同时,电场力做功又会引起带电体的电势能变化,所以又有必要分析平行板电容器内部的电势或电势差,有的甚至需用功能关系求解．【例3】如图所示,一平行板电容器跟一电源相接,当S闭合时,平行板电容器极板A、B间的一带电液滴恰好静止．若将两板间距离增大为原来的两倍,那么液滴的运动状态如何变化？若先将S断开,再将两板间距离增大为原来的两倍,液滴的运动状态又将如何变化？解答本题时应注意以下三个方面：(1)开关S 断开、闭合的电容器的两种状态不同； (2)液滴的运动状态与受力的关系；(3)液滴所受电场力的变化与电场强度变化的关系． 【答案】 见解析【解析】 S 闭合时,U 不变,d ↑,E ↓,即E ′＝U d ′＝U 2d ＝E 2合外力F ＝mg －12Eq ＝12mg ＝ma ,所以a ＝g2,方向向下． 液滴将向下做初速度为零,加速度为12g 的匀加速直线运动．S 断开,电容器的电荷量保持不变, 当d ′＝2d 时,由公式E ∝Qεr S可知,E 不变,E ′＝E 因此,液滴受力情况不变,仍处于静止状态．总结提能 (1)带电体在匀强电场中运动状态的变化,取决于带电体的受力情况和初速度情况,分析静电力时,电场强度E 的变化是个关键,掌握U 不变或Q 不变两种情况下E 的变化规律,是解决这类问题的基础．(2)利用公式E ＝U d判断极板间电场强度的变化规律时,要注意U 和d 的变化特点,若U 和d 都变化,一般需要根据C ＝Q U 和C ＝εr S 4πkd 得出E ＝4πkQεr S,然后根据此式得出E 的变化规律．(多选)电子眼系统通过路面下埋设的感应线来感知汽车的压力．感应线是一个压电薄膜传感器,压电薄膜在受压时两端产生电压,压力越大电压越大,压电薄膜与电容器C和电阻R组成图甲所示的回路,红灯亮时,如果汽车的前、后轮先后经过感应线,回路中产生两脉冲电流,如图乙所示,即视为“闯红灯”,电子眼拍照．则红灯亮时( BD )A．车轮停在感应线上时,电阻R上有恒定电流B．车轮经过感应线的过程中,电容器先充电后放电C．车轮经过感应线的过程中,电阻R上的电流先增大后减小D．汽车前轮刚越过感应线,又倒回到线内,仍会被电子眼拍照解析：车轮停在感应线上时,压力不变,则电压不变,电容器不充电,也不放电,电阻R上没有电流,故A错误；由图乙可知,当车轮经过感应线时,电流先增大后减小,然后再反向增大后减小,因电压是在受压时产生的,故说明电容器先充电后放电,故B正确,C错误；若汽车前轮刚越过感应线,又倒回线内,则前轮两次压线,仍形成两个脉冲电流,符合拍照条件,电子眼仍会拍照,故D正确．1．以下关于电容器的说法正确的是( C )A．如果甲电容器的电容是乙电容器电容的2倍,那么甲电容器的带电量一定是乙电容器带电量的2倍B．如果甲电容器的带电量是乙电容器带电量的2倍,那么甲电容器的电容一定是乙电容器电容的2倍C．如果一个电容器其两端的电压为10 V时,其电荷量为10－9 C,那么该电容器的电容为10－10 FD．以上说法均不正确解析：电容器的电容与带电量无关,B错；由Q＝CU可知,电量还与电压有关,A错；由C ＝Q/U可计算出C＝10－10 F,C对．故正确答案为C.2．(多选)下列哪些措施可以使电介质为空气的平行板电容器的电容变大些( ABD )A ．使两极板靠近些B ．增大两极板的正对面积C ．把两极板的距离拉开些D ．在两极板间放入云母解析：根据平行板电容器电容的计算公式C ＝εr S /4πkd ,减小距离、增大正对面积、插入介质均可以增大电容．3．如图所示是一只利用电容器电容(C )测量角度(θ)的电容式传感器的示意图．当动片和定片之间的角度(θ)发生变化时,电容(C )便发生变化,于是通过电容(C )的变化情况就可以知道角度(θ)的变化情况．下图所示的图象中,最能正确反映角度(θ)与电容(C )之间关系的是( B )解析：两极板正对面积S ＝12(π－θ)R 2,则S ∝(π－θ),又因为C ∝S ,所以C ∝(π－θ),令C ＝k (π－θ),则θ＝π－C k(k 为常数),所以B 正确．4．(多选)如图所示,是一个由电池、电阻R 与平行板电容器组成的串联电路,在增大电容器两极板间距离的过程中( BC )A ．电阻R 中没有电流B ．电容器的电容变小C．电阻R中有从a流向b的电流D．电阻R中有从b流向a的电流解析：开始时,图中电容器被充电,A极板带正电,B极板带负电．根据平行板电容器的电容公式C＝εr S/4πkd可知,当增大电容器两极板间的距离d时,电容C变小,由于电容器始终与电池相连,电容器极板间的电压U AB保持不变,根据电容的定义式C＝Q/U,当C减小时,电容器两极板所带电荷量Q减小,A极板所带的正电荷一部分经R流向电源的正极,即电阻R中有从a 流向b的电流,所以选项B、C正确．5.如图所示,平行板电容器与电动势为E的直流电源(内阻不计)连接,下极板接地．一带电油滴位于电容器中的P点且恰好处于平衡状态．现将平行板电容器的上极板竖直向上移动一小段距离,则( B )A．带电油滴将沿竖直方向向上运动B．P点的电势将降低C．带电油滴的电势能将减少D．若电容器的电容减小,则极板带电荷量将增大解析：电容器上极板向上移动一小段距离之后,由于两极板间电压U不变,由公式E＝U/d 知两板间场强变小,油滴所受电场力变小,带电油滴将沿竖直方向向下运动,A错；P到下极板距离d不变,而场强E减小,由公式U＝Ed知P与下极板的电势差变小,又因为下极板电势不变,所以P点的电势变小,B对；由于静电力向上,而电场方向向下,可以推断油滴带负电,又因P点的电势降低,所以油滴的电势能增大,C错；图中电容器两端电压U不变,电容C减小时由公式Q＝CU,带电荷量减小,D错．。
高中物理 第一章 静电场《电容器的电容》学案 新人教版选修3-1
1.8《电容器的电容》学案【课标要求】1.知道什么是电容器以及常用的电容器。
2.理解电容器的电容概念及其定义，并能用来进行有关的计算。
3.知道公式及其含义，知道平行板电容器的电容与哪些因素有关。
4.会对平行板电容器问题的动态分析。
【课前预习】一、电容器1、生活中的电容如右图所示，各种各样的电容器，你知道它们的作用吗？你能举出生活中应用电容的几个实例吗？2、电容器（1）电容器的构成在两个相互靠近的平行金属板中间夹上一层________，就构成了一个平行板电容器，任何两个彼此绝缘又相距很近的导体，即可构成一个______。
（2）电容器的充电放电①充电：电容器两板分别接在电源两端，两板带上_______电荷的过程，在充电过程中，电路中有短暂的________，充电过程中由电源获得的电能储存在电容中，称为电场能。
②放电：充了电的电容器的两极板用导线连接，使两极板上正、负电荷 _______的过程。
在放电过程中，电路中有短暂的________，放电后，两极板间不存在电场，电场能转化为其他形式的能。
说明：当电容器与电源相连时其两板间的电势差不变，当与电源断开时其电量不变。
二、电容1、电容器所带电荷量：是指_____个极板所带电荷量的_______。
2、电容思考：实验表明电容器所带电荷量与其两板的电势差成正比，甲电容器两板各带2 C 电量，板间电压为2000 V ，乙电容器两板各带3 C 电量，板间电压为2000 V ，谁容纳电荷的能力大呢？（甲容纳电荷的本领大） 结论：①电容：电容器所带_______与电容器两极板间的________的比值。
可用电容器的电容来描述电容器容纳电荷的本领。
②表达式：C ＝Q U③在国际制单位中，电容的单位是法拉，符号是F ，1F=610μF=1210pF 。
其含义是当电容器带1C 的电量时两板间的电势差为1V 。
思考： C 由Q 、U 决定吗？（不是，它们仅是数量上的关系式）3、电容的决定因素①在课本第30页的演示实验说明了，当保持Q 和d 不变时，电容C 随正对面积S 的____而______；当保持Q 和S 不变时，电容C 随板间距离d ______而______；当保持Q 、d 和S 不变时，在板间放入不同的电介质其电容不同。
高中物理第一章静电场1.8电容器的电容(1)学案1选修3_1
电容器的电容 第1课时 班级 姓名 第 小组 【目标1】了解电容器的构造，会分析电容器的充放电过程（自主学习，小组互助） 1．简述电容器的构造（提问）。
2．如右图，将开关S 拔到A 的瞬间，电阻R 上的电流方向是 （填“向左”或“向右”）， 电容器上板带 电，下板带 电，电容器上贮存了 能，此过程叫 。
随后将开关S 拔到B ，此时电阻R 上的电流方向是 ，两极板上的电荷发生了 而不再带电，这个过程叫 ，把 能转化成 。
【目标2】知道用比值法定义电容器电容，记住公式和电容的单位（自主学习，小组互助）电容是表示电容器容纳电荷的本领，可用比值法定义电容，其公式为 。
其中U 表示 ，Q 表示 。
电容的国际单位是 。
一个电容器做好后，其电容是否发生变化？ 。
电容与电容器所带的电量有关吗？ 。
电容与两极板之间的电压有关吗？ 。
例1：一个平行板电容器，当它带电量为Ｑ时，两板间的电势差为Ｕ，如果它的带电量增大为２Ｑ，则这个电容器的电容（ ）Ａ．不变 Ｂ．增大到２倍 Ｃ．增大２倍 Ｄ．增大到４倍例2：有一充电的电容器，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？【目标3】记住决定平行板电容器电容的因素，会用U Q C =和kdS C r πε4=进行动态分析 1．决定平行板电容器电容大小的因素有哪些？它们的具体关系是怎样的？2．在P30的演示实验中，静电计测量的是 ，此实验中怎样保持电容器上的电量不变？ 。
在保持电容器电量不变的情况下，完成下列动态问题：①增大两极板间的距离d （其它量不变），则电容C ，两板间电势差 ，即可看到静电计的指针偏转角度（或读数） 。
②减小两板的正对面积S ，则电容C ，两板间电势差 ，即可看到静电计的指针偏转角度 。
③若在电容器间的插入电介质，则电容C ，两板间电势差 ，即可看到静电计的指针偏转角度 。
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8 电容器的电容
学习目标
1.知道什么是电容器,认识常见的电容器,通过实验感知电容器的充、放电现象.
2.理解电容概念及其定义方法,掌握电容的定义公式、单位,并会用来进行有关的计算.
3.通过实验了解影响平行板电容器的电容与哪些因素有关,了解平行板电容器的电容公式,知道改变平行板电容器的电容大小的方法.
自主探究
1.电容器的作用:电容器就是的容器.
2.电容器的构造:由两个、的导体组成.
3.电容器的工作过程:充电:使电容器两个极板带上的过程;放电:使电容器两极板上电荷的过程.
4.电容的物理意义:电容是表示电容器本领的物理量.
5.电容定义式:,C与电容器是否带电、所装电荷量、两极板间电势差,而是由电容器决定.
6.单位:(F),1 F= μF= pF.
7.平行板电容器电容的决定式:,其中k为,d为,S 为,εr为(描述两导体间绝缘介质特性).
合作探究
【活动一】知道什么是电容器,认识常见的电容器,感知电容器的充、放电现象
1.请仔细阅读教材“电容器”的内容并观察拆开的一个电容器,完成以下问题:
构造:两个相距很近的中间夹上一层,就组成一个最简单的电容器,叫做.实际上,任何两个彼此又的导体,都可以看成一个电容器.
2.请观看演示实验,认识充放电过程的特点,完成以下问题:
充电:把电容器的一个极板与电池组的正极相连,另一个极板与负极相连,两个极板就分别带上了电荷,这个过程叫充电.充电过程中由电源获得的储存在电容器中.
放电:用把充电后的电容器的两极板接通,两极板上的电荷中和,电容器又不
带电了,这个过程叫放电.放电后,转化为其他形式的能量.
【活动二】理解电容器的电容概念及其定义方法,掌握电容的定义公式、单位,并会用来进行有关的计算
请仔细阅读教材“电容”的内容,完成以下问题:
(1)定义:一个电容器所带的与电容器两极间的的比值,叫做电容器的电容.
(2)定义式:C= .
(3)物理意义:电容器的电容在数值上等于使两极板间的电势差为时电容器要带的电荷量,需要电荷量多,表示电容器的电容,电容是表示电容器的物理量.
(4)单位:国际单位制中,电容的单位是,简称,符号是.常用的单位还有、.如果一个电容器带1C的电量,两极板间的电势差是1 V时,这个电容器的电容就是.1 μF= F;1 pF= F.
特别提醒:电容器的电容大小是由本身的特性决定的,与极板间电势差、电容器带电荷量多少及带不带电荷无关.
【活动三】通过实验了解影响平行板电容器的电容与哪些因素有关,了解平行板电容器的电容公式,认识常见的电容器,知道改变平行板电容器的电容大小的方法
1.实验探究决定电容大小的因素:
实验1:保持极板上的电荷量Q不变,两极板间的距离d也不变,改变两个极板的正对面积S,观察得知两极板间电势差的变化,判断电容C与正对面积S的关系.
实验2:保持Q、S不变,改变距离d,采用实验1的方法,判断C与d的关系.
实验3:保持Q、S、d都不变,在两极板间插入电介质,判断电介质的存在对电容C的影响.
电容决定式:.
2.请仔细阅读教材“平行板电容器的电容”的内容,完成以下问题:
平行板电容器的电容表达式C=,式中各字母代表的物理量分别是;真空中的相对介电常数等于,所有介质的相对介电常数均1.由静电计的指针偏转可推知两导体间的大小.
3.仔细阅读教材“常用电容器”的内容,完成以下问题:
电容器在我们当今生活中随处可见,如电脑、电视机、收音机等几乎所有用电器中都有电容器.
(1)常用的电容器,从构造上看,可分为和两类.
(2)常见的固定电容器有和两种,其表示符号分别为和.教材上所给出的可变电容器是利用的改变来改变电容大小的,其表示符号为.
(3)击穿电压是指.电容器上标出的额定电压一般(选填“大于”或“小于”)击穿电压.
课堂检测
1.对于一个确定的电容器的电容正确的理解是()
A.电容与带电量成正比
B.电容与电势差成反比
C.电容器带电荷量越大时,电容越大
D.对确定的电容器,极板带电荷量增加,两板间电势差必增加
2.关于电容器的电容,下列说法正确的是()
A.电容器所带的电荷量越多,电容就越大
B.电容器两极板间电势差越高,电容就越大
C.电容器所带电荷量增加一倍,则两极间的电势差也一定增加一倍
D.电容表征电容器容纳电荷的本领的物理量
3.如图所示,是描述对给定的电容器充电时极板上带电量Q、极板间电势差U和电容C之间的关系的图象,其中正确的是()
4.下列措施可以使电介质为空气的平行板电容器的电容变大的是()
A.使两极板靠近些
B.增大两极板的正对面积
C.把两极板的距离拉开些
D.在两极板间放入云母
5.某电容C=20 pF,那么用国际单位表示,它的电容为F.
6.两个电容器电荷量之比为2∶1,电势差之比为1∶2,则它们的电容之比为.
7.如图所示,给电容器充电,静电计指针偏转一个角度.以下情况中静电计的指针偏角增
大还是减小?
(1)把两板间的距离减小;
(2)把两板间的正对面积减小;
(3)在两板间插入相对介电常数较大的电介质.
8.拓展应用:电容式传感器是把非电物理量(如位移、速度、压力、温度、流量等)转换成易于测量、传输、处理的电学量(如电压、电流、电阻、电容等)的一种组件(非电物理量→传感器→电学物理量).电容式传感器是常见的一种,试分析图中的电容式传感器是测量的电容式传感器,原理是
.。