电容器的电容(导学案)含答案
高中物理 1.8电容器的电容导学案 新人教版选修
高中物理 1.8电容器的电容导学案新人教版选修1、8电容器的电容【学习目标】1、学生知道什么是电容器以及常用的电容器。
2、学生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学生、知道平行板电容器的电容公式及其含义,会进行动态分析。
【学习重点】电容的概念;电容的定义和引入;对平行板电容器的动态分析。
【学习难点】电容UC++++――――ASE+Q-Q【学法建议】阅读、讨论、理论推理、合作探究【知识衔接】自主学习:(阅读P29 独立完成、合作探究等完成以下问题)1、试探究分析电容器有何作用?ASEU=02、怎样让电容器带上电荷?这个过程叫什么?电容器两极板所带电荷量及电性有何关系?电容器两极板上电荷分布在哪里?何为电容器的电荷量? 怎样让电容器失去电荷?充放电过程中流过电流表电流方向如何?3、电容器的电容定义,定义式,单位各是什么?物理意义是什么?合作探究:4、平行板电容器的电容会和那些因素有关?如图所示电容器充完电后与电源断开1)、如果B不动,改变A B板间距离,发现静电计指针偏角变大,说明什么?变小呢?角变大,电容;角变小,电容;结论:2)、如果B不动,A板竖直向上移动少许,讨论静电计指针张角变化与对应电容变化的关系角变大,电容;角变小,电容;结论:3)如果在两板之间插入某种介质,讨论静电计指针张角变化与对应电容变化关系:角变大,电容;角变小,电容;结论:总结:平行板电容器的电容与有关。
公式:。
5、请带着这样以下几个问题阅读课本第31页常用电容器部分内容。
⑴常用电容器,从构造上看,可以分为哪两类?⑵电容器常见的损坏原因是什么?【练习检测】1、关于电容器的充放电,下列说法中正确的是( )A、充放电过程中外电路有瞬间电流B、充放电过程中外电路有恒定电流C、充电过程中电源提供的电能全部转化为内能D、放电过程中电容器中的电场能逐渐减少★2、电容器A的电容比电容器B的电容大,这表明( )A、A所带的电荷量比B多B、A比B能容纳更多的电荷量C、A的体积比B大D、两电容器的电压都改变1 V时,A的电荷量改变比B的大3、根据电容器的定义式可知( )A、电容器电容越大,电容器所带电荷量就越多B、电容器的两极板间电势差越大,电容越大C、电容器的电容与所带电荷量成正比,与两极板间的电势差成反比D、电容器的电容不随带电荷量及两极板间的电势差的变化而变化归纳总结:【达标检测】1、下列关于电容器和电容的说法中,正确的是 ( )A、根据C=Q/U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、关于电容器及其电容的叙述,正确的是()A、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B、电容器所带的电荷量是指每个极板所带电荷量的代数和C、电容器的电容与电容器所带电荷量成反比D、一个电容器的电荷量增加ΔQ=1、010-6 C时,两板间电压升高10 V,则电容器的电容无法确定*3、在如图所示的实验装置中,平行板电容器的极板A与一灵敏的静电计相接,极板B与静电计外壳接地、若极板B稍向A 移近一点,则观察到的静电计指针变化和可以做出的结论是( )A、静电计指针张角变大,极板上的电荷量变小B、静电计指针张角变大,极板上的电荷量变大C、静电计指针张角变小,两极板间的电压变小D、静电计指针张角变小,两极板间的电压变大**4、电容器的电容为20μF,原来带有2、010-4C的电量。
高二物理选修3-1讲学案《电容器的电容》(推荐含答案)
《电容器的电容》精品讲学案(新推荐)基础知识精讲一、电容器1.结构:电容器由两个彼此又相距很近的导体构成。
2.种类:有纸质电容器、电解电容器、可变电容器、平行板电容器等。
3.电容器的充、放电(1)充电:使电容器的两个极板分别带上的过程。
充电的过程是将储存在电容器中的过程。
(2)放电:使电容器两极板上的电荷的过程。
放电的过程是将储存在电容器中的转化为其他形式的能过程。
4.带电荷量:电容器所带的电荷量的绝对值称为电容器所带的电荷量。
5.击穿电压,额定电压(1)击穿电压:电容器所能承受的。
电容器的工作电压击穿电压。
(2)额定电压:电容器长期工作时所能承受的,比击穿电压要。
二、电容1.定义:电容器所带的电荷量与电容器两极板间电势差的比值,叫做电容器的电容,用符号C表示。
2.定义式:。
3.单位:在国际单位制中,电容的单位是,符号是。
电容的常用单位还有微法()和皮法(),它们之间的换算关系为612μ1F=10F=10pF三、平行板电容器的电容1.影响因素:平行板电容器的电容与两极板的正对面积成,与介质的成正比,与两极板间的距离成。
2.决定式:。
式中r ε是相对介电常数,S 是两极板的正对面积,d 是两极板间的距离,k 为静电常量。
例题精讲平行板电容器两类问题的分析【例题】如图所示,竖直放置的平行板电容器与定值电阻R 、电源E 相连,用绝缘细线将带电小球q 悬挂在极板间,闭合开关S 后悬线与竖直方向夹角为θ。
则有A .保持开关S 闭合,将A 板向右平移,θ不变B .保持开关S 闭合,将A 板向左平移,θ变小C .先闭合开关S ,然后断开,将A 板向右平移,θ不变D .先闭合开关S ,然后断开,将A 板向右平移,θ变小参考答案:BC题型强化1.根据电容的定义式Q C U=可知 A .电容器的电容越大,电容器所带的电荷量就越多B .电容器两极板间的电势差越大,电容越小C.电容器的电容与其带电荷量成正比,与其两极板间的电势差成反比D.电容器的电容不随带电荷量及两极板间的电势差的变化而变化2.一个电容器所带电荷量增加4×10–7 C时,其电势差增加了20 V,则它的电容是A.1×10–8 F B.2×10–8 FC.4×10–8 F D.8×10–8 F3.板间距为d的平行板电容器所带电荷量为Q时,两极板间的电势差为U1,板间的场强为E1。
《电容器的电容》 导学案
《电容器的电容》导学案一、学习目标1、知道什么是电容器及常见的电容器。
2、理解电容的概念及其定义式。
3、了解平行板电容器的电容与哪些因素有关。
二、知识梳理(一)电容器1、定义:两个彼此_____又互相_____的导体就构成一个电容器。
2、充电:使电容器两个极板带上等量_____的过程叫做充电。
充电后两极板间存在_____,电容器储存了_____。
3、放电:使充电后的电容器两极板上的电荷_____的过程叫做放电。
放电过程中,电场能转化为_____。
(二)电容1、定义:电容器所带的_____与两极板间的_____的比值叫做电容器的电容。
2、定义式:_____。
3、单位:国际单位制中,电容的单位是_____,简称_____,符号是_____。
常用单位还有_____和_____。
4、物理意义:表示电容器_____本领的物理量。
(三)平行板电容器的电容1、平行板电容器的电容与两板的正对面积 S 成_____,与两板间的距离 d 成_____,与两板间电介质的相对介电常数εr 成_____。
2、公式:_____。
三、重点难点突破(一)对电容器电容的理解1、电容 C 由电容器本身的构造决定,与电容器所带电荷量 Q 和两极板间的电压 U 无关。
2、电容器所带电荷量 Q 是指一个极板所带电荷量的绝对值。
(二)平行板电容器电容的决定因素1、正对面积 S 越大,电容越大。
可以形象地理解为极板的正对面积越大,能够容纳的电荷就越多。
2、板间距离 d 越小,电容越大。
距离越小,极板间的电场相互作用就越强,能够存储的电荷也就越多。
3、电介质的相对介电常数εr 越大,电容越大。
不同的电介质对电场的影响不同,介电常数越大,电容器存储电荷的能力越强。
四、典型例题分析例 1:一个电容器所带电荷量为 Q 时,两极板间的电压为 U,若使其所带电荷量增加 40×10^-7C 时,两极板间的电压增加 20V,则该电容器的电容为多少?解析:根据电容的定义式\(C =\frac{Q}{U}\),\(Q = CU\)\((Q + 40×10^-7) = C(U + 20)\)联立可得:\(C = 20×10^-8 F\)例 2:平行板电容器两极板间距为 d,极板面积为 S,电容为 C。
电容器的电容导学案
学案 1第八节《电容器的电容》第课时一、电容器.构造:1的两个_______,就构成一个电容器.符号而又彼此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____________,这个过程叫做电容器充电.与电源正极相连的极板带电,与电源负极相连的极板带电。
(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________就会________,电容器失去了电荷,这个过程叫做放电.3.带电荷量Q:是指一个极板所带电量的绝对值.二、电容1.定义:电容器的带电量Q与两极板电压U的比值,叫电容器的电容.★2.定义式:C=____________3.电容在数值上等于使两极板间电压为1V时电容器需要带的电荷量。
,1 F=1 C/V。
1 F=________4.单位:国际单位制:法拉。
符号:FμF=______pF.★5.物理意义:表示6.标矢量性:只有大小,没有方向.探究实验一:电容器的带电量Q与其两极板电压U的关系Q/16 Q/8 Q/4 Q/2 Q Q电荷量电压U/V根据实验填好数据表格,并在坐标纸上作出Q与U的图象三、平行板电容器的电容实验探究二:平行板电容器的电容与两极板正对面积、间距、电介质的关系方案一:静电计测电压,电量一定时,根据电压大小可定性判断电容大小 ,C U , 越小,静电计的偏转角度越大说明电势差大;SQ1、保持和d不变,2、保持Q和S不变, d越大,静电计偏转角度越大,说明电势差,C .3、保持Q、d、S都不变,在两极板间插入电介质板,静电计的偏转角度减小,说明电势差U ,电容C .方案二:万用电表直接测电容1、保持距离d和介质不变,改变面积S,记录数据,并作图40 32 24 16 8 S正对面积C/nF电容与正对面积S________:保持距离d和介质不变,电容C结论1,记录数据,并作图、保持正对面积S和介质不变,改变距离d2 1d 2d 3d 4d 5d 6d 距离d C/nF电容和介质不变,电容S2结论:保持面积d________C与距离不变,改变介质,记录数据d和距离S、保持正对面积3.玻璃空气介质C/nF电容_____________不变,电容C与电介质3:保持面积S和距离d结论★决定式:C=____________,式中各物理量的意义四、常用电容器________电容器.1.从构造上看:可分为________电容器和额定电压:电容器的外壳上标的是工作电压,也称为额定电压.2.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..(填“大于”“等于”或“小于”)击穿电压额定电压________五、课堂练习:)1(单选)、下列说法正确的是(,另一极带电-Q,则此电容器不带电A、电容器一极带电+QB、电容器两极板间电压越高,电容越小C、电容器所带的电荷越多,电容就越大、电容器所带电荷增加一倍,则两极间的电压也一定增加一倍 D( (多选)2、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) 使两极板靠近些 A.增大两极板的正对面积B.C. 把两极板的距离拉开些D. 在两极板间放入云母六、课堂小结:1、电容器定义充电:使电容器两极板带上等量异种电荷的过程。
电容器的电容导学案
《电容器的电容》导学案【学习目标】1、了解电容器的构造和常用电容器。
2、知道电容器充电和放电过程是能量转化的过程。
3、掌握电容器的电容。
4、经历影响平行板电容器电容因素的实验探究过程,掌握理解决定平行板电容器电容大小的因素。
学习过程一、电容器1.定义:任何两个彼此绝缘又相隔很近的导体,组成一个电容器。
2、电容器的作用:3.电容器的充、放电(1)、充电电容器两板分别接在电池两端,两板带上等量异种电荷的过程(2)、放电充了电的电容器的两板用导线相连,使两板上正、负电荷中和的过程总结:注意:电容器充电后,任意一个极板带电量的绝对值叫电容器的带电量,用“Q”表示。
二、电容器的电容(C)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2、定义式:3、物理意义:。
4、单位:常见电容器,一般是几十pF 到几千μF 之间类比理解:5、对电容的理解:( 1)、用比值法定义物理量的特点( 2)、与水容器对比理解水容器H S V H VS =电容器U C Q U QC =C 取决于电容器自身结构而与是否带电无关。
类比:水桶的储水能力在设计好后就确定了,与是否使用无关。
例1.对电容C =Q/U ,以下说法正确的是( )A .电容器充电荷量越大,电容增加越大B .电容器的电容跟它两极所加电压成反比C .电容器的电容越大,所带电荷量就越多D .对于确定的电容器,它所充的电荷量跟它两极板间所加电压的比值保持不变例2、平行板电容器所带的电荷量为Q =4×10-8C ,电容器两板间的电压为U =2V ,则该电容器的电容为 ;如果将其放电,使其所带电荷量为原来的一半,则两板间的电压为 ,两板间电场强度变为原来的 倍,此时平行板电容器的电容为 。
三、平行板电容器的电容1、研究影响平行板电容器电容大小的因素⑴改变平行板两极板的距离d (电量Q 、正对面积S 保持不变时)现象:⑵改变平行板两极板的正对面积S (电量Q 、距离d 保持不变时)现象:⑶、两极板间插入绝缘介质(保持Q 、S 、d 不变)现象:2. (1)、结论:(2)、公式例3.(2012·福州高二检测)如图1-6-2所示的实验装置中,平行板电容器的极板A 与一灵敏的静电计相接,极板B 接地。
高中物理《电容器的电容》导学案
第8节电容器的电容1.知道电容器的概念,认识常见的电容器,通过实验感知电容器的充放电现象。
2.理解电容的概念及定义方法,掌握电容的定义、定义式、单位,并会应用定义式进行简单的计算。
3.了解影响平行板电容器电容大小的因素,掌握平行板电容器的电容决定式。
4.知道改变平行板电容器电容大小的方法。
一、电容器和电容1.电容器的组成:两个彼此绝缘的□01导体,当相距很近且之间存有□02电介质时,就组成一个电容器。
2.电容器的充放电过程过程内容充电过程放电过程定义使电容器□03带电的过程电容器两极板所带□04电荷中和的过程方法将电容器的两极板与□05电源两极相连用导线将充电后的电容器的两极板接通场强变化极板间的场强□06增强极板间的场强□07减弱能量转化由电源获得的□08电能储存在电容器中□09电场能转化为其他能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□10比值,公式为□11C=Q U。
(2)物理意义:表示电容器□12容纳电荷本领的物理量。
(3)国际单位:法拉,简称“法”,用□13F表示。
常见单位还有微法(□14μF)、皮法(□15pF),其单位换算:1 F=□16106μF=□171012 pF。
二、常用电容器及平行板电容器1.分类(1)按电介质分:聚苯乙烯电容器、陶瓷电容器、电解电容器等;(2)按电容是否可变分:□01固定电容器、□02可变电容器。
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□03正常工作时的电压。
(2)击穿电压:加在电容器两极板上的极限电压,若电压超过这一限度,电介质将被□04击穿,则电容器就会损坏。
3.平行板电容器(1)构成:由两个彼此绝缘而又相距很近的□05平行金属板构成。
(2)平行板电容器的电容①决定因素:两板间□06距离d,两板的□07正对面积S,两板间电介质的□08相对介电常数εr。
②决定式:□09C=εr S4πkd。
(1)电容大的电容器所带电荷量一定多。
065第1.8节《电容器的电容》导学案
A B 高二物理 WL-12-01-065第1.8《电容器的电容》导学案编写人:路尔清 审核人:高一物理备课组 编写时间:2012年5月17日班级: 组名: 姓名:【学习目标】1.了解电容器的结构、符号,击穿电压和额定电压的概念,认识常见的电容器。
2.知道电容器充、放电过程中极板上的电荷量、极板间的电势差、能量的变化情况,了解电容器的作用。
3.理解电容的物理意义,掌握电容的定义、定义式、单位,并会应用定义式进行简单的计算。
(重点、难点)4.了解影响平行板电容器电容大小的因素及其电容的决定式,并会进行定性地分析。
(重点)【学法指导】1.用比值法定义电容;2.应用类比的方法理解电容的物理意义;3.通过实验理解影响影响平行板电容器电容大小的因素。
【知识链接】相距很近的一对带等量异号电荷的平行金属板之间的电场(除边缘外)可看作 电场。
【学习过程】基础自主学习——用夯实的基础打开透射希望的天窗知识点一、电容器1.组成:两个彼此 又 的导体,组成一个电容器。
2.电容器的充电:(1)电路连接:如图1.8-1,单刀双掷开关S 接 (填“1”或“2”)?请在图中标出..极板上电荷的电性,画出..极板间电场线的方向。
(2)充电结果:极板A 带上了 电荷,极板B 带上了 电荷,两极板A 、B 之间产生了 ,由电源获得的 储存在电容器中,若A 板电势为A ϕ,若B 板电势为B ϕ,则A ϕ B ϕ(<,=,>)于是两板板存在电势差U= 。
?电容器充电后,切断与电源的联系,两个极板上的电荷是否改变? 。
3.电容器的放电:(1)电路连接:如图1.8-2,单刀双掷开关S 接 (填“1”或“2”)(2)放电结果:两极板上的电荷 ,两极板之间不再有 , 转化为其他形式的能,此时两板电势差U= 。
4.电容器作用:从上述可得到,电容器的作用是 。
知识点二、电容1.定义:电容器所带电荷量Q 与 U 的比值,定义式为 。
A B这是又一个采用 法定义的物理量。
高中物理 第一章 第八节《电容器的电容》导学案 新人教版选修
高中物理第一章第八节《电容器的电容》导学案新人教版选修第八节《电容器的电容》导学案班级:____________ 组别:____________ 组名:____________ 姓名:____________【学习目标】1、知道什么是电容器及电容器的功能2、理解电容器电容的概念及定义式,并会应用定义式进行简单的计算、3、知道平行板电容器的电容与哪些因素有关,、知道平行板电容器的电容公式及其含义4、知道常用的电容器有固定电容器和可变电容器两大类、【重点难点】重点:电容的概念影响电容大小的因素难点:平行板电容器的两中情况【学习方法】合作探究自主学习【知识链接】匀强电场的电场强度与电势差的关系【学习内容】知识点一:电容器问题1:电容器是电气设备的重要元件,最简单的电容器由中间夹上 ___ 组成。
实际上任何两个____________________的导体都可看成一个电容器。
问题2:充电:如图1、8-1,充电后电容器的两极板分别带上了量种电荷。
充电过程中将 _______能转化为能,产生短暂的充电电流。
放电:如图1、8-2,将充电后的电容器的,两极板电荷中和,不再带电。
放电过程中将能转化能,产生短暂的放电电流。
知识点二:电容问题1:(类比法)水容器:要使水容器中水深相同,则的水容器需要的水多电容器:要使电容器两极板间电势差相同,则电容器储存的电量多实验表明:电容器所带电量与极板间的电势差成正比,,比值Q/U是一个常量,不同的电容器这个比值一般不同,可见,这个比值表征了问题2:电容1)定义:与的比值2)定义式:(比值定义法)3)单位:1F= = pF 知识点三:平行板电容器(阅读课本中的演示实验,试着回答下列问题。
)问题1:静电计:用来测,把它的跟一个导体连接,把它的跟另一个导体连接,或者,从可以看出两导体间的电势差。
本实验中:静电计的张角越大,表示平行板电容器的极板比极板的电势越高,电势差越大。
问题2:本实验采用控制变量法研究由甲可得:电容C与成比由乙可得:电容C与成比由丙可得:电容C与成比问题3:平行板电容器的电容公式:(决定因素式,只适用于平行板电容器)。
高中物理第一章第8节电容器的电容导学案(含解析)新人教版选修3_1
第八节 电容器的电容1.知道电容器的概念,认识常见的电容器,熟悉电容器的充、放电现象.2.理解电容的概念及定义方法,掌握电容的定义、公式、单位,并会应用定义式进行简单的计算.3.了解影响平行板电容器电容大小的因素,了解平行板电容器的电容公式. 4.知道改变平行板电容器电容大小的方法.一、电容器1.结构:由两个彼此绝缘又相距很近的导体组成. 2.带电量:电容器一个极板带电量的绝对值. 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的两极相连 用导线将电容器的两极板接通示意图电容器充电示意图电容器放电示意图 场强变化 极板间的场强变大 极板间的场强变小 能量转化 其他能转化为电场能 电场能转化为其他能 (2)电容器的带电量为两极板所带电量的绝对值之和.( ) (3)电容器充、放电时,两极板之间有电流.( ) 提示:(1)√ (2)× (3)× 二、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.[想一想] 2.能否根据电容公式C =QU得出“电容器的电容与它所带电荷量成正比,与极板间的电势差成反比”的结论?提示:不能.公式C =Q U是电容器电容的定义式或者说是计算式,不是电容器电容的决定式.电容器的电容是由电容器本身决定的,不随电容器所带的电荷量Q 和极板间电压U 的变化而变化.三、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.电容的决定因素电容C 与两极板间的相对介电常数εr 成正比,跟极板的正对面积S 成正比,跟极板间的距离d 成反比.3.电容的决定式C =εr S 4πkd ,εr 为电介质的相对介电常数. 当两极板间是真空时:C =S4πkd,式中k 为静电力常量.[判一判] 3.(1)其他条件不变时,平行板电容器的电容随极板正对面积的增大而增大.( )(2)其他条件不变时,平行板电容器的电容随极板间距离的增大而增大.( ) (3)任何电介质的相对介电常数都大于1.( ) 提示:(1)√ (2)× (3)√ 四、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.(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.对C =Q /U 和C =εr S /(4πkd )的理解1.公式C =Q U是电容的定义式,对任何电容器都适用,一个电容器的电容决定于其本身,与带电量和所加的电压都无关.2.公式C =εr S4πkd是平行板电容器电容的决定式,公式可反映出影响平行板电容器电容大小的因素,此式只对平行板电容器适用.3.C =Q U 与C =εr S 4πkd的比较特别提醒:(1)Q 是指电容器一个极板上所带电荷量的绝对值.(2)C =U要求理解并应用,C =εr S 4πkd 只要求了解,可以结合C =εr S4πkd,知道C 与什么因素有关.有一充电的平行板电容器,两极板间电压为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?若电容器极板上的电荷量全部放掉,电容器的电容是多大?[思路探究] 电容器的电容由哪些因素决定? [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 =3×10-42F =1.5×10-4F =150 μF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.[答案] 150 μF 150 μF规律总结公式C =ΔQ ΔU 是公式C =QU 的推论,在解决有关电荷变化量或极板间电压变化量的问题中,应用C =ΔQ ΔU 比应用C =QU更便捷.1.对于水平放置的平行板电容器,下列说法中正确的是( ) A .将两极板的间距加大,电容将增大B .将两极板平行错开,使正对面积减小,电容将减小C .在下板的内表面上放置一面积和极板相等,厚度小于极板间距的陶瓷板,电容将增大D .在下板的内表面上放置一面积和极板相等,厚度小于极板间距的铝板,电容将增大 解析:选BCD.影响平行板电容器电容大小的因素有:(1)随正对面积的增大而增大;(2)随两极板间距离的增大而减小;(3)在两极板间放入电介质,电容增大.由此可知B 、C 选项正确.对D 选项,实际上是减小了平行板的间距,所以D 选项也正确.故选BCD.平行板电容器的两类典型问题1.定电压问题若电容器始终与电源相连,两极板间的电压保持不变.由此不变量出发可讨论其他量的变化情况.当d 、S 、εr变化时⎩⎪⎨⎪⎧由C =εr S 4πkd可知C 随d 、S 、εr 变化由Q =CU =εrS 4πkdU 可知Q 随d 、S 、εr变化由E =U d 可知E 随d 变化2.定电荷量问题若电容器在充电后与电源断开,电容器的带电荷量保持不变,在此基础上可讨论其他量的变化情况.当d 、S 、εr变化时⎩⎪⎨⎪⎧由C =εr S 4πkd可知C 随d 、S 、εr 变化由U =Q C =4πkdQ εrS可知U 随d 、S 、εr变化由E =U d =Q Cd =4πkQ εrS 可知E 随εr、S 变化特别提醒:讨论与电容器相关的各物理量的变化依据主要有三个:(1)平行板电容器的电容的决定式C =εr S4πkd .(2)平行板电容器内部是匀强电场E =U d.(3)电容器所带电量Q =CU.如图所示,A 、B 为平行板电容器的金属板,G 为静电计,开始时开关S 闭合,静电计指针张开一定角度,下述结论正确的是()A .若保持开关S 闭合,将A 、B 两极板靠近些,指针张开角度将变小B .若保持开关S 闭合,将A 、B 两极板正对面积变小些,指针张开角度将不变C .若断开开关S 后,将A 、B 两极板靠近些,指针张开角度将变大D .若断开开关S 后,将A 、B 两极板正对面积变小些,指针张开角度将不变 [思路探究] 电键S 闭合时,Q 、U 哪个量不变?S 断开时呢?[解析] 静电计指针张开角度与A 、B 两极板间的电压成正比,若保持开关S 闭合,无论是将A 、B 两极板靠近些,还是将A 、B 两极板正对面积变小些,A 、B 两极板间的电压都等于电源电压,所以指针张开角度将不变,选项A 错误,B 正确;若断开开关S 后,将A 、B 两极板靠近些,则两极板所带电荷量Q 保持不变,而其电容C 变大,所以U =Q /C 将变小,指针张开角度将变小,选项C 错误;同理分析,若断开开关S 后,将A 、B 两极板正对面积变小些,则Q 不变,C 变小,所以U =Q /C 将变大,指针张开角度将变大,选项D 错误.[答案] B借题发挥解决电容器问题的方法:三个公式、两个不变.首先明确是保持电压不变还是保持电量不变,然后选择公式进行分析即可.记住一个特例,保持电量不变的情况下,只改变两极板间的距离,两极板间的电场强度E 不变.2.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( )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:选BC.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 S4πkd 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,电容器放电,即电阻R 中有从a 流向b 的电流,所以选项B 、C 正确.带电粒子在电容器中的平衡与运 动问题的分析方法带电粒子在平行板电容器中的问题是静电场与力学知识的综合,分析方法与力学的分析方法基本相同:先分析受力情况,再分析运动状况和运动过程(平衡、加速或减速,是直线还是曲线),然后选用恰当的规律(如牛顿定律、动能定理及能量守恒定律)解题.如图所示,A 、B 为平行金属板,两板相距为d 且分别与电源两极相连,两板的中央各有一小孔M 和N .今有一带电质点,自A 板上方相距为d 的P 点由静止自由下落(P 、M 、N 在同一竖直线上),空气阻力忽略不计,到达N 孔时速度恰好为零,然后沿原路返回.若保持两极板间的电压不变,则( )A .把A 板向上平移一小段距离,质点自P 点自由下落后仍能返回B .把A 板向下平移一小段距离,质点自P 点自由下落后将穿过N 孔继续下落C .把B 板向上平移一小段距离,质点自P 点自由下落后仍能返回D .把B 板向下平移一小段距离,质点自P 点自由下落后将穿过N 孔继续下落[解析] 移动A 板或B 板后,质点能否返回P 点的关键是质点在A 、B 间运动时到达B 板之前速度能否减为零,如能减为零,则一定沿原路返回P 点;如不能减为零,则穿过B 板后只受重力,将继续下落.因质点到达N 孔时速度恰为零,由动能定理得mg ·2d -qU =0.因极板一直与电源两极连接,电压U 一直不变,当A 板上移、下移时,满足qU -mgh =0的条件,即h =2d ,则质点到达N 孔时速度恰好为零,然后按原路返回,A 正确,B 错误.当把B 板上移后,设质点仍能到达B 板,则由动能定理得mgh -qU =12mv 2,因B 板上移后h <2d ,所以mgh <qU ,即看似动能为负值,实际意义为在此之前物体动能已为零,将沿原路返回,C 正确.把B 板下移后,有mgh ′-qU =12mv 2>0,即质点到达N 孔时仍有向下的速度,将穿过B板继续下落,D 正确.故选ACD.[答案] ACD借题发挥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.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. 答案:见解析真题剖析——带电体在平行板间的平衡问题[解析] 设电容器电容为C ,第一次充电后两极板之间的电压为U =Q C①(2分) 两极板之间电场的场强为E =U d②(2分) 式中d 为两极板间的距离. 按题意,当小球偏转角θ1=π6时,小球处于平衡状态.设小球质量为m ,所带电荷量为q ,则有F T cos θ1=mg ③(2分) F T sin θ1=qE ④(2分) 式中F T 为此时悬线的张力.联立①②③④式得tan θ1=qQmgCd⑤(3分) 设第二次充电使正极板上增加的电荷量为ΔQ ,此时小球偏转角θ2=π3,则tan θ2=q Q +ΔQ mgCd⑥(3分)联立⑤⑥式得tan θ1tan θ2=QQ +ΔQ(2分)代入数据解得ΔQ =2Q . [答案] 见解析。
《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,掌握电容器的电容决定式。
3、学会运用电容的定义式和决定式解决相关问题。
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 = Q/U 。
3、单位:法拉(F),1 F = 1 C/V 。
常用单位还有微法(μF)、皮法(pF),1 μF = 10^(-6) F ,1 pF = 10^(-12) F 。
4、物理意义:电容是描述电容器容纳电荷本领的物理量。
(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、充电:使电容器带电的过程。
充电后电容器两极板分别带上等量异种电荷。
3、放电:使充电后的电容器失去电荷的过程。
4、工作原理:电容器充电时,两个极板上积累电荷,板间形成电场;放电时,电荷在电场力作用下通过电路形成电流。
(三)电容器的电容决定式1、平行板电容器的电容决定式:C =εS/(4πkd) ,其中ε 为电介质的介电常数,S 为极板正对面积,d 为极板间距离,k 为静电力常量。
2、影响电容大小的因素:电容器的电容与极板的正对面积、极板间距离以及极板间电介质的介电常数有关。
三、重点难点解析(一)对电容定义式 C = Q/U 的理解1、 C = Q/U 是电容的定义式,不是决定式。
电容 C 的大小由电容器本身的结构决定,与 Q 和 U 无关。
2、同一电容器,电荷量 Q 随电势差 U 的变化而变化,但 Q/U 的比值不变。
3、不同电容器,在电势差 U 相同时,电荷量 Q 越大,电容 C 越大;在电荷量 Q 相同时,电势差 U 越小,电容 C 越大。
(二)平行板电容器的电容决定式 C =εS/(4πkd) 的应用1、当 S 增大时,C 增大;当 d 增大时,C 减小;当ε 增大时,C增大。
2、该决定式只适用于平行板电容器,对于其他类型的电容器不适用。
电容器的电容导学案
第八节《电容器的电容》导学案 0915基础导学:一、电容器1.构造:彼此而又的两个________,就构成一个电容器.符号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____________,这个过程叫做电容器充电.与电源正极相连的极板带电,与电源负极相连的极板带电。
(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________就会________,电容器失去了电荷,这个过程叫做放电.3.带电荷量Q:是指.二、电容1.定义:,叫电容器的电容.★2.定义式:C=____________ 在C一定时还可以表示成C=____________。
3.电容在数值上等于4.单位:国际单位制:____________。
符号:,1 F=1 C/V。
更小的单位还有____________和______.换算关系:1 F=________μF=______pF.★5.物理意义:表示6.量性:只有大小,没有方向.[问题延伸]1.根据电容的定义式说电容C与Q成正比、与U成反比,对吗?2.“电容就是电容器的简称”,这种说法对吗?三、平行板电容器的电容(一)了解静电计和验电器(二)电容的决定式1、保持Q和d不变, S越小,静电计的偏转角度越大, 说明电势差U 大,C ;2、保持Q和S不变, d越大,静电计偏转角度越小,说明电势差,C .3、保持Q、d、S都不变,在两极板间插入电介质板,静电计的偏转角度减小,说明电势差U ,电容C .★决定式:C=____________,式中各物理量的意义★(三)电容器的两类问题1.与电源一直连接,电容器两板不变.减小极板间距d,则C ,Q ,E2.充电后,与电源断开,电容器不变.减小极板间距d,则C ,Q ,E四、常用电容器1.从构造上看:可分为________电容器和________电容器.2.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.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________击穿电压(填“大于”“等于”或“小于”).五、针对练习1.关于电容器的电容C 、电压U 和所带电荷量Q 之间的关系,以下说法正确的是( )A .C 由U 确定B .C 由Q 确定C .C 一定时,Q 与U 成正比D .C 一定时,Q 与U 成反比2.对于水平放置的平行板电容器,下列说法正确的是( )A .将两极板的间距加大,电容将增大B .将两极板的间距加大,极板所带电荷量将增大C .将两极板平行错开,使正对面积减小,电容将减小D .将两极板平行错开,使正对面积减小,极板所带电荷量将减小3. 下列关于电容的说法正确的是( )A .电容器简称电容B .电容器A 的电容比B 的大,说明A 所带的电荷量比B 多C .电容在数值上等于使两极板间的电势差为1 V 时电容器所带的电荷量D .由公式C =Q U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4.如图,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 ( )5.如图所示,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 板带正电,则下列判断正确的是( )A .增大两极板之间的距离,静电计指针张角变大B .将A 板稍微上移,静电计指针张角将变大C .若将玻璃板插入两板之间,则静电计指针张角变大D .若贴着A 板内侧插入一块金属板,则静电计指针张角变小6.平行板电容器充电后不断开电源,逐渐增大两极板的正对面积,下列正确的是( )A .电容器电容将逐渐增大B .两极板间的电场强度将逐渐增大C .两极板间电压将保持不变D .两极板所带的电荷量不变7.两块大小、形状完全相同的金属平板平行放置,如图所示构成一平行板电容器,与它相连接的电路如图所示,接通开关S ,电源即给电容器充电.则( )A .保持S 接通,减小两极板间的距离,则两极板间电场的电场强度减小B .保持S 接通,在两极板间插入一块介质,则极板上的电荷量增大.C .断开S ,减小两极板间的距离,则两极板间的电势差减小D .断开S ,在两极板间插入一块介质,则两极板间的电势差增大8.两个较大的平行金属板A 、B 相距为d ,分别接在电压为U 的电源正、负极上,这时质量为m ,带电荷量为-q 的油滴恰好静止在两板之间,如图所示,在其他条件不变的情况下,如果将两板非常缓慢地水平错开一些,那么在错开的过程中( )A .油滴将向上加速运动,电流计中的电流从b 流向aB .油滴将向下加速运动,电流计中的电流从a 流向bC .油滴静止不动,电流计中的电流从b 流向aD .油滴静止不动,电流计中的电流从a 流向b9.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3×10-4C ,于是电容器两极板间的电压降为原来的13,此电容器的电容是多少?电容器原来的带电荷量是多少?。
《电容器 电容》 导学案
《电容器电容》导学案一、学习目标1、知道什么是电容器以及常见的电容器种类。
2、理解电容的概念,掌握电容的定义式、单位及其物理意义。
3、了解电容器的充电和放电过程,理解其规律。
4、学会运用电容的定义式解决相关问题。
二、学习重点1、电容的概念及其物理意义。
2、电容器的充电和放电过程。
三、学习难点1、对电容定义式的理解和应用。
2、分析电容器在电路中的工作状态。
四、知识回顾1、电场强度的定义式:E = F / q ,其中 F 是电场力,q 是试探电荷的电荷量。
2、电势差的定义式:U = W / q ,其中 W 是电场力做功,q 是电荷量。
五、新知识讲解(一)电容器1、定义:电容器是能够储存电荷的装置。
2、构造:由两个彼此绝缘又相互靠近的导体组成。
3、常见电容器(1)纸质电容器(2)电解电容器(3)可变电容器(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,叫做电容器的电容。
2、定义式:C = Q / U3、单位:法拉(F),常用单位还有微法(μF)、皮法(pF)。
1 F = 10⁶ μF = 10¹² pF4、物理意义:电容是描述电容器容纳电荷本领的物理量。
电容越大,表示电容器容纳电荷的本领越强。
(三)电容器的充电和放电1、充电过程(1)特点:电荷量增加,电势差增大,电能转化为电场能。
(2)电流方向:电源正极流向电容器正极板。
2、放电过程(1)特点:电荷量减少,电势差减小,电场能转化为其他形式的能。
(2)电流方向:电容器正极板流向负极板。
六、典型例题例 1:一个电容器,当所带电荷量为 2C 时,两极板间的电势差为4V,求该电容器的电容。
解:根据电容的定义式 C = Q / U ,可得 C = 2C / 4V = 05F例 2:某电容器的电容为5μF,当两极板间的电势差为 10V 时,求电容器所带的电荷量。
解:由 C = Q / U ,可得 Q = CU = 5×10⁻⁶ F×10 V = 5×10⁻⁵C七、课堂练习1、一个电容器的电容为10μF,充电后两极板间的电势差为 12V,求电容器所带的电荷量。
新课标人教版物理1.8电容器的电容导学案
18 电容器的电容课前篇(学会自主学习——不看不清)【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和决定式.3.掌握平行板电容器的决定式,并能用其讨论有关问题.【自主预习】1.电容器的基本结构:.2.电容器的充放电(1)充电;(2)放电.3.电容:(1)定义:;(2)单位:.4.平行板电容器的电容表达式:.【我的困惑】课上篇(学会合作交流——不议不明)【要点突破】1.电容器2.电容3.平行板电容器4.常见的电容器【典例剖析】【例1】两块大小、形状完全相同的金属平板平行放置,构成一平行板电容器,与它相连接的电路如图所示.接通开关S,电源即给电容器充电.则()A.保持S接通,减小两极板间的距离,则两极板间电场的电场强度减小.B.保持S接通,在两极板间插入一块介质,则极板上的电荷量增大.C.断开S,减小两极板间的距离,则两极板间电势差减小.D.断开S,在两极板间插入一块介质,则两极板间电势差增大.【例2】如图所示,一平行板电容器接在U=12 V的直流电源上,电容C=3.0×10-10F,两极板间距离d=1.20×10-3m,取g=10 m/s2,求:(1)该电容器所带电荷量.(2)若板间有一带电微粒,其质量为m=2.0×10-3 kg,恰在板间处于静止状态,则微粒带电荷量为多少?带何种电荷?三、达标检测1.关于电容的说法正确的是( )A.电容器简称电容B.电容是描述电容器容纳电荷本领大小的物理量C.电容器的电容由电容器本身的因素决定,与电容器是否带电无关D.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2.一个空气平行板电容器,极板间距离为d,正对面积为S,充以电荷量Q后,两极板间电压为U,为使电容器的电容加倍,可采用的办法是( )A.将电压变为U/2 B.将带电荷量变为2QC.将极板正对面积变为2S D.将两极间充满相对介电常数为2的电介质3.如图所示,电路中A、B为两块竖直放置的金属板,C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两板正对面积减小一些C.断开S后,使B板向右平移一些D.断开S后,使A、B正对面积减小一些4.平行板电容器的两极板A、B接于电池两极,一带正电小球悬挂在电容器内部,闭合电键S,电容器充电,这时悬线偏离竖直方向的夹角为θ,如图所示则()A.保持开关 S 闭合,带正电的 A 极板向 B 极板靠近则θ角增大B.保持开关 S 闭合,带正电的A极板向 B 极板靠近,则θ角不变C.开关 S 断开.带正电的A极板向B极板靠近则θ角增大D.开关 S 断开,带正电的A极板向 B 极板靠近,则θ角不变5.如图所示,电源A的电压为6 V,电源B的电压为8 V,当开关S从A转到B时(电容器的电容为2 μF),求在此过程中通过电流计的电荷量.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。
电容器的电容导学案
电容器的电容导学案广水一中 李海华学习目标1.了解电容器的构造和常用电容器;2.知道电容器充电和放电过程及其本质;3.掌握电容器的电容;4.经历影响平行板电容器电容因素的实验探究过程,掌握理解决定平行板电容器电容大小的因素。
学习重点1. 电容器的电容及其决定因素;2. 平行板电容器电容的决定因素的实验探究及结果分析。
学习难点1. 电容器的充放电过程本质的理解与分析;2. 电容器的电容的理解。
教师引导一、电容器的充放电1.充电电容器两板分别接在电池两端,两板带上等量异种电荷的过程;2.放电充了电的电容器的两板用导线相连使两板上正、负电荷中和的过程。
总结:充放电的本质是自由电荷在两极板间发生转移的过程,也是电场能和电能的相互转化。
二、电容器电容1.电容器电容的理解(1)电容是反映电容器容纳电荷本领的的物理量;(2)该式是比值定义式,不能认为U C Q C ∝∝、;(3)电容器可与水容器类比:水桶装水的多少与桶的本身结构有关;装不装水与能装多少水无关;(4)电容器概念的拓展:任何两个相互靠近的导体组成的系统都可以看成一个电容器.2.平行板电容器(1)它是一种特殊的电容器,它既满足电容器的定义式,也满足平行板电容器的决定式;(2)在平行板电容器的电容的决定因素的探究和分析时,要采用控制变量法。
自主学习一、电容器1、构造做 .这两个金属板叫作电容器的 .实际上,任何两个彼此 又相距______的导体,都可以看成一个电容器。
2、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 的异号电荷,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.3、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 ,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。
二、电容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。
《1.8电容器的电容》导学案
班级姓名座位《1.8电容器的电容》导学案一、学习目标:1.知道什么是电容器和电容器的功能.2.理解电容是表征电容器容纳电荷本领的物理量.3.会计算平行板电容器的电容.4.知道常用的电容器有固定电容器和可变电容器两大类.二、学习重点和难点:电容的概念和电容的引入三、新课学习:(一)电容器:1.构成:两个__________又____________的金属板2.作用:______电荷3.最简单的电容器:两块平行金属板构成,中间夹上一层绝缘物质——介质两块金属板称为电容器的两个极符号: C4.电容器的充电和放电:按图连接电路(注意电源电压不得超过电容器的最大耐压值).当S接a和接b时,观察电流表指针的偏转情况.[现象]:当S接a时,电流表指针发生偏转.当S接b时,电流表指针反向偏转.图一图二分析:当s与a电源接通时(图一),电路中有电流通过,使电容器的两个极板,分别带上了_________,这个过程叫充电。
当s与b 接通时(图二)用导线把已经充电的电容器的两极板连接起来时,导线中有电流通过,最后两极板上的电荷_______,这一过程就叫放电a.充电:使电容器带电b.放电:使带电的电容器不带电。
5.充电和放电过程中能的变化:充电后,电源断开,两个极板上都保存有电荷,两板间有电场存在,电源的电能就储存在电场当中,我们称之为电场能a.充电过程,电源的______转化为电容器的________放电后,两极板不再有电荷,所以不存在电场,也就没有了电场能b.放电过程,电容器的_______转化为其他形式的能总结:1、充电时,2、放电时,(二)电容1.电容器所带电量:2.电容器的电容充电后,两极板有了电荷,两极板间就存在电势差,而且两极板的电荷越多,电势差就越大,这个电势差跟电容器所带的电荷量有什么样的定量关系呢?a.概念:_______________________________________b.公式:C=_______c.单位:国际单位_____符号();常用单位微法(μF);皮法(PF)换算 1F=_____μF=______PFd.电容是__________________________的物理量对于一个容器,容纳水的本领是由容器本身结构决定的,那么电容器的电容和什么因素有关呢?现在我们就来研究最简单的电容器——平行板电容器的电容与那些因素有关?(三)平行板电容器的电容【实验演示】看课本30页图1.8-5:决定平行板电容器电容大小的因素(1)[演示]利用静电计讨论电容器的决定因素:静电计是在验电器的基础上制成的,用来测量电势差.从指针的偏转角度可以量出两个导体之间的电势差U.(2)同学们注意观察现象并思考下列问题:(a)保持Q和S不变,d越大,静电计的偏转角度如何变化?C =Q/U,电容C如何变化?(b)保持Q和d不变,S越小,静电计的偏转角度如何变化?C =Q/U,电容C如何变化?(c)保持Q、d、S都不变,在两极板间插入电介质板, 静电计的偏转角度如何变化?C=Q/U,电容C如何变化?(3)结论:平行板电容器的决定式:结论:平行板电容器的电容C跟__________成正比,跟_________成正比,跟_______成反比。
《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常见的电容器类型。
3、掌握电容器电容的决定式,能分析影响电容大小的因素。
4、理解电容器的充电和放电过程,以及其在电路中的作用。
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),常用单位还有微法(\(\mu F\))、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距很近的导体组成。
2、常见类型:平行板电容器:由两块平行金属板构成。
电解电容器:有正负极之分。
可变电容器:通过改变极板间的正对面积或距离来改变电容。
(三)电容器电容的决定式1、平行板电容器的电容决定式:\(C =\frac{\epsilon S}{4\pi kd}\),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、影响电容大小的因素:电容器的电容与电容器所带电荷量无关。
电容器的电容与两极板间的电势差无关。
电容大小由电容器本身的结构决定,如极板的正对面积、极板间的距离和电介质的介电常数。
(四)电容器的充电和放电1、充电过程:电源使极板上的电荷量增加,极板间的电势差增大,电能转化为电场能。
2、放电过程:电容器将储存的电场能转化为其他形式的能。
三、重难点解析(一)对电容定义式的理解电容\(C =\frac{Q}{U}\)是用比值定义法定义的物理量,\(C\)的大小与\(Q\)和\(U\)无关,而是由电容器本身的结构决定的。
就像一个容器的容量大小,是由容器自身的形状和大小决定的,而不是由装了多少东西决定。
例如,一个给定的电容器,无论充电多少,其电容都是固定不变的。
电容器的电容 导学案1—2021-2022学年高二上学期物理人教版(2019)必修第三册
电容器的电容预习案预习目标1.知道什么是电容器。
2.知道电容器的应用。
3.了解电容充放电的原理。
预习内容预习教材38~39页,思考下列问题:1.什么是电容器?2.电容器充放电的原理是什么?预习检测1.电容器的作用:电容器就是___________的容器。
2.下列电学符号表示电容器的是()A B C D3.用6V干电池对一个电容器充电,下列说法正确的是()A.只要电路不断开,电容器的电荷量就会不断增加B.接电源正极的极板带正电,接负极的极板带负电C.国际单位制中,电容的单位是库仑D.充电后电容器两极板之间存在电场,放电后电容器的电容为零4.下列关于电容器的叙述正确的是()A.电容器是储存电荷的容器,只有带电的容器才能称为电容器B.两个彼此绝缘而又相互靠近的导体,当带电时构成电容器,不带电时不是电容器C.电容器所带的电荷量是指每个极板所带电荷量的代数和探究案学习目标1.掌握电容器的基本构造。
2.知道常用的电容器。
3.知道电场能的概念。
4.掌握电容器充电和放电时能量的变化。
课堂探究 考点一:电容器水可以用容器储存起来,电荷也可以用一个“容器”储存起来。
图中的元件就是这样的“容器” ——电容器。
那么,它内部的构造是怎样的?它是怎样“装进”和“倒出”电荷的呢?电容器是电气设备中的一种很重要的元件,在电子技术和电工技术中有很重要的应用。
电容器从外形上来看有很多种,有方的,扁的,圆柱型的定义:在两个相距很近的平行金属板中间夹上一层绝缘物质——电介质(空气也是一种电介质),就构成了一个最简单的电容器,叫做平行板电容器。
任何两个彼此绝缘又相互靠近的导体都可以构成电容器。
典例精析某同学从废旧音响中拆得了一个电学元件,如图所示,该元件是( )A .电阻B .干电池C .验电器D .电容器 变式训练下列器材属于电容器的是( )A B C D 考点二:电容器的充电和放电过程(1)充电:使电容器的两个极板分别带上等量的异种电荷,这个过程叫充电。
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电容器的电容导学案【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.【自主预习】一、电容器1.电容器:储存电荷和电能的装置.任何两个彼此_____又相距很近的________,都可以看成一个电容器.2.电容器的充放电(1)充电:把电容器的两极板分别与电池组的两极相连,两个极板分别带上等量的_______电荷的过程,充电过程中,由电源获得的________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________的过程,放电过程中,________转化为其他形式的能量.二、电容1.定义:电容器所带电荷量Q与电容器两极板间的_________的比值.2.定义式:_________3.单位:电容的国际单位是________,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,在数值上等于使两极板间的电势差为_____时电容器需要带的电荷量.三、平行板电容器1.结构:由两个平行且彼此_______的金属板构成.2.电容的决定因素:电容C与两极板间电介质的相对介电常数εr成_______,跟极板的正对面积S成______,跟极板间的距离d成_______3.电容的决定式:C=εr S4πkd,εr为电介质的相对介电常数.当两极板间是真空时:C=S4πkd,式中k为静电力常量.四、常用电容器1.分类:从构造上看,可以分为__________和___________两类.2.电容器的额定电压和击穿电压:(1)额定电压:电容器能够_________________时的电压.(2)击穿电压:电介质不被__________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.【自主预习参考答案】一、1.绝缘、导体,2.(1)异号、电能、.(2)中和,电场能.二、1.电势差U .2.C =Q U. 3.法拉,4.1_V .三、1.绝缘.2.正比,正比,反比.四、1.固定电容器、可变电容器.2.(1)长期正常工作.(2)击穿.【问题探究】一、电容器 电容【阅读教材思考并回答下列问题】(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电路的内能.(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是电容的定义式.电容器的电容决定于电容器本身,与电容器的电荷量Q 以及电势差U 均无关. 【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【解析】 C =Q U =4.5×10-43F =1.5×10-4 F. 电容器电压降为2 V 时,电容不变,仍为1.5×10-4 F .此时所带电荷量为Q ′=CU ′=1.5×10-4×2 C =3×10-4 C.二、平行板电容器【实验探究:课堂观察视频】平行板电容器由两块平行放置的金属板组成.利用平行板电容器进行如下实验:(1)如图所示,保持Q 和d 不变,减小两极板的正对面积S ,观察电势差U (静电计指针偏角)的变化,依据C =Q U,分析电容C 的变化.(2)如图所示,保持Q 和S 不变,增大两极板间的距离d ,观察电势差U (静电计指针偏角)的变化,依据C =Q U,分析电容C 的变化.(3)如图所示,保持Q 、S 、d 不变,插入电介质,观察电势差U (静电计指针偏角)的变化,依据C =Q U,分析电容C 的变化.【答案】 (1)实验结论:S 减小,电势差U 增大,电容C 减小.(2)实验结论:d 增大,电势差U 增大,电容C 减小.(3)实验结论:插入电介质,电势差U 减小,电容C 增大.【知识深化】1.C =Q U 与C =εr S 4πkd的比较 (1)C =Q U 是电容的定义式,对某一电容器来说,Q ∝U 但C =Q U不变,反映电容器容纳电荷本领的大小; (2)C =εr S 4πkd 是电容的决定式,C ∝εr ,C ∝S ,C ∝1d,反映了影响电容大小的因素. 2.平行板电容器动态问题的分析方法抓住不变量,分析变化量,紧抓三个公式:C =Q U 、E =U d 和C =εr S 4πkd3.平行板电容器的两类典型问题(1)平行板电容器始终连接在电源两端:电势差U 不变.由C =εr S 4πkd ∝εr S d可知C 随d 、S 、εr 的变化而变化. 由Q =UC =U ·εr S 4πkd,可知,当U 不变时,Q 也随d 、S 、εr 的变化而变化. 由E =U d ∝1d可知,当U 不变时,E 随d 的变化而变化. (2)平行板电容器充电后,切断与电源的连接:电荷量Q 保持不变.由C =εr S 4πkd ∝εr S d可知C 随d 、S 、εr 的变化而变化.由U =Q C =4πkdQ εr S ∝d εr S可知,当Q 不变时,U 也随d 、S 、εr 的变化而变化. 由E =U d =Q Cd =4πkQ εr S ∝1εr S可知,E 随S 、εr 的变化而变化,而与d 无关. 【例3】(多选)如图所示,用静电计可以测量已充电的平行板电容器两极板间的电势差U ,现使B 板带正电,实验中,电荷量不变,则下列判断正确的是( )A .增大两极板之间的距离,静电计指针张角变大B .将A 板稍微上移,静电计指针张角将变大C .若将玻璃板插入两板之间,则静电计指针张角变大D .若将A 板拿走,则静电计指针张角变为零【答案】 AB【解析】 电容器上所带电荷量一定,由公式C =εr S 4πkd 得,当d 变大时,C 变小.再由C =Q U得U 变大;当A 板上移时,正对面积S 变小,C 变小,U 变大;当插入玻璃板时,C 变大,U 变小;当将A 板拿走时,相当于使d 变得更大,C 更小,故U 应更大,故选A 、B.【题后反思】静电计的使用静电计是在验电器的基础上改造而成的,静电计由相互绝缘的两部分组成,静电计与电容器的两极板分别连接在一起,则电容器上的电势差就等于静电计上所指示的电势差U ,U 的大小就从静电计的刻度读出,可见,静电计指针偏角的变化表征了电容器两极板电势差的变化.【例4】(多选)如图所示,两块较大的金属板A 、B 相距为d ,平行放置并与一电源相连,开关S 闭合后,两板间恰好有一质量为m 、带电荷量为q 的油滴处于静止状态,以下说法正确的是( )A .若将A 向左平移一小段位移,则油滴仍然静止,G 表中有b →a 的电流B .若将A 向上平移一小段位移,则油滴向下加速运动,G 表中有b →a 的电流C .若将A 向下平移一小段位移,则油滴向上加速运动,G 表中有b →a 的电流D .若将S 断开,则油滴将做自由落体运动,G 表中无电流【答案】 AB【解析】 由于油滴处于静止状态,所以q U d=mg .若将A 向左平移一小段位移,则电容C 变小,电压U 不变,则Q =CU 变小,所以电流由b →a ,此时油滴仍静止,选项A 正确.若将A 向上平移一小段位移,电容C 变小,电压U 不变,则Q 变小,所以电流由b →a ,此时q U d<mg ,油滴向下加速运动,所以选项B 正确.若将A 向下平移一小段位移,电容C 变大,电压U 不变,则Q 变大,所以电流由a →b ,此时q U d>mg ,油滴向上加速运动,所以选项C 错误.若将S 断开,由于电容器的电荷量不变,则电压U 不变,油滴仍处于静止状态,选项D 错误.【课堂练习】1.(多选)下列说法中正确的是 ( )A .电容器是储存电荷和电能的容器,只有带电时才称电容器B .电容是描述电容器容纳电荷本领大小的物理量C .固定电容器所充电荷量跟加在两极板间的电压成正比D .电容器的电容跟极板所带电荷量成正比,跟极板间电压成反比【答案】BC【解析】电容器是储存电荷和电能的容器,不论是否带电均是电容器,故A 错误;电容是描述电容器容纳电荷本领大小的物理量,故B 正确;根据Q =CU 可知,固定电容器所充电荷量跟加在两极板间的电压成正比,选项C 正确;电容器的电容跟极板所带电量无关,与两极板间的电压无关,故D 错误.2.某平行板电容器的电容为C ,带电量为Q ,相距为d ,今在板间中点放一个电量为q 的点电荷,则它受到的电场力的大小为( )A.2kQq d 2B.4kQq d 2C.Qq CdD.2Qq Cd【答案】C【解析】由电容的定义式C =Q U 得,板间电压为U =Q C .板间场强大小为E =U d.点电荷所受的电场力大小为F =qE ,联立得到F =Qq Cd. 3.(多选)如图所示各图描述的是对给定的电容器充电时其电荷量Q 、电势差U 、电容C 之间相互关系的图像,其中正确的是( )A B C D【答案】CD【解析】电容器的电容是由电容器本身决定的,与电容器所带电荷量Q 的大小和两极板间的电势差U 的大小无关,不能认为C 与Q 成正比,与U 成反比,故D 正确,A 、B 错误.而C 图表示电容器所带电荷量与极板间的电势差成正比,其比值为电容器的电容,故C 正确.4.如图所示,电源A 两端的电压恒为6 V ,电源B 两端的电压恒为8 V ,当开关S 从左扳到右时,通过电流计的电荷量为1.2×105 C ,则电容器的电容约为 ( )A .2×10-5 FB .1.5×10-6 FC .6×10-6 FD .8.6×10-7 F【答案】D【解析】当开关S 接左边时,电容器上极板带正电,所带电荷量Q =CU A ,当开关S 扳到右边时,电容器上极板带负电,所带电荷量Q ′=CU B ,该过程中通过电流计的电荷量ΔQ =Q +Q ′=C (U A +U B )=1.2×10-5 C ,解得电容约为8.6×10-7 F ,选项D 正确.5.(多选)平行金属板A 、B 组成的电容器,充电后与静电计相连,如图所示,要使静电计指针张角变大.下列措施中可行的是 ( )A.A板向上移动B.B板向右移动C.A、B板之间插入电介质D.使两极板带的电荷量减小【答案】AB【解析】由公式C=εr S4πkd和U=QC得U=4πkdQεr S.电容器充电后,与静电计相连,电容器带电荷量Q几乎不变,A板上移,两板的正对面积S减小,U增大,静电计指针张角变大,A正确;B板向右移,d增大,U增大,指针张角变大,B正确;A、B板之间插入电介质,U减小,指针张角变小,C错误;Q减小,U减小,指针张角变小,D错误.。