崇信高中物理第一章静电场电容器的电容学案新人教选修

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.