电容器的电容(导)学案

1.8《电容器的电容》学案

【学习目标】

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.知道电容公式及其含义，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进行动态分析。

【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荷量不变。

二、电容

1、电容器所带电荷量Q：是指_____个极板所带电荷量的_______。

2、电容C

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电荷量，板间电压为2000 V，乙电容器两板各带

3 C电荷量，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 U

③在国际制单位中，电容的单位是法拉，符号是F，1F=6

10μF=12

10pF。其含义是当电容器带1C的电荷量时两板间的电势差为1V。

思考： C由Q、U决定吗？（不是，C是比值定义式，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页的演示实验表明，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。（2）理论分析表明：影响平行板电容器的电容有关的因素：_______、_______和_________。其表达式为C=_______，当电容器内没有电介质时，C=_____。

说明：其中

r

为相对介电常数，它是与电介质的性质有关。由于空气的介电常数接近1，故可忽略空气对电容的影响。

4、常用电容器

（1）固定电容器：电容是不变的，用符号_______表示。

（2）可变电容器：电容是可变的，用符号____ 表示。

（3）电容器的两个重要参数：

①额定电压：正常工作所能承受的电压。

②击穿电压：电容器工作时不可超过的极限电压，超过这个极限电压，电容器将会损坏。

【预习检测】

1．下列关于电容器和电容的说法中，正确的是( )

A ．根据U Q C =

可知，电容器的电容与其所带电荷量成正比，跟两板间的电

压成反比 B ．对于确定的电容器，其所带的电荷量与两板间的电压(小于击穿电压且不为零)成正比

C ．无论电容器的电压如何变化(小于击穿电压且不为零)，它所带的电荷量与电压比值恒定不变

D ．电容器的电容是表示电容器容纳电荷本领的物理量，其大小与加在两板上的电压无关

2．如图所示，在开关S 闭合时，质量为m 的带电液滴处于静

止状态，那么，下列判断正确的是 ( )

A ．开关S 断开，极板上电荷量将减小，电压降低

B ．开关S 断开，极板间距离减小，则极板上电荷量减小

C ．开关S 断开．极板间距离减小，则极板间的电压减小

D ．开关S 断开，极板间距离减小，则带电液滴向下运动

3．如图2中，是描述电容C 、带电荷量Q 、电势差U 之间的相互关系的图线，对于给定的电容器，关系正确的是 ( )

【典题探究】

例1：有一充电的平行板电容器，两板间电压为 3 V ，使它的电荷量减少

C 4103-⨯，于是电容器两极板间的电压降低31，此电容器的电容量 μF ，电容器原来的带电荷量是 ___________C ，若把电容器极板上的电荷量全部放掉，电容器的电容量是 μF ．

【解析】①电容器两极板间电势差的变化量为

图2

V V U U 2332)311(=⨯=-=∆，由U

Q C ∆∆=有F F C μ15021034=⨯=- ②设电容器原来带电荷量为Q ，则C C CU Q 44105.43105.1--⨯=⨯⨯== ③电容器的电容是由电容器本身因素决定的，与是否带电、带多少电荷量无关，所以电容器放掉全部电荷后，电容仍然是150μF ．

【拓展】 电容的大小等于电容器所带的电荷量 跟电容器两极间电势差的比值。可以证明：电容的大小也等于电容器带电荷量 的改变量ΔQ 跟对应的两极间电势差的改变量ΔU 的比值。即U

Q ∆∆=C 。 例2：当一个电容器所带电荷量为Q 时，两极板间的电势差为U ，如果所带电荷量增大为2Q ，则 ( )

A ．电容器的电容增大为原来的2倍，两极板间电势差保持不变

B ．电容器的电容减小为原来的2

1倍，两极板间电势差保持不变 C ．电容器的电容保持不变，两极板间电势差增大为原来的2倍 D ．电容器的电容保持不变，两极板间电势差减少为原来的

21倍 【解析】本题考查对电容器电容定义式的理解，应明确：对某一电容器而言，其电容的大小，决定于它的结构，与其所带的电荷量及两极板间的电势差无关．

由于电容器的内部结构不变，故其电容也不变．由电容的定义式U

Q C =可知，当所带的电荷量增大为2Q 时，两极板间的电压也相应增大为2U ，故本题应选C ．

【拓展】 电容器的电容是用比值法定义的，本章中学过的用比值法定义的物理量还有：电场强度、电势差，以前学过的用比值法定义的物理量有：压强、密度等．从中了解在物理学中是怎样来表征事物的某一特性或属性的．

例3：连接在电池两极上的平行板电容器，当两极板间的距离减小时，则（ ）

A ．电容器的电容C 变大

B ．电容器极板的带电荷量Q 变大

C ．电容器两极板间的电势差U 变大

D ．电容器两极板间的电场强度

E 变大

【解析】这是一道考查对电容器的有关物理量理解的问题．平行板电容器的电容