选修31第一章第8节《电容器的电容》导学案

课时1.8 电容器的电容

1. 知道什么是电容器,了解常用的电容器。

2. 知道电场能的概念,知道电容器充电和放电时能量的转化。

3. 理解电容器电容的概念及其定义式C= ,并能用来进行有关的计算。

4. 通过实验了解影响平行板电容器电容大小的因素,知道平行板电容器电容公式C= ,知道改变平行板电容器的电容大小的方法。

1. 电容器

(1) 在两个相距很近的平行①板之间夹上一层电介质就组成了一个平行板电容器。实际上,任何两个彼此

②又相距很近的导体都可以看成一个电容器。

(2) 把电容器两极板分别与电源正负极相连,使两极板分别带上③ 的异号电荷的过程叫作充电。充电过程中由④获得的电能储存在电容器中。

(3) 用导线连接充电后的电容器的两极板,两极板上的电荷⑤的过程叫作放电,放电过程中⑥能转化为其他形式的能量。

2. 电容

(1) 电容器所带的⑦与两极板间的⑧的比值叫作电容器的电容,用公式表示为C=⑨。

(2) 一个电容器的电容是个常量,它表征了电容器⑩的特性。

(3) 在国际单位制中,电容的单位是,简称,符号,实际中常用的电容单位还有、。

(4) 理论和实验表明,影响一个电容器的电容大小的因素有夹在极板之间的、两极板的和两极板之

间的,这个关系用公式表示为C= ,式中εr 是一个常数,称为电介质的。

3. 常见电容器

(1) 可变电容器通过转动动片,使两组铝片的发生变化来改变电容。

(2) 加在电容器两极板上的电压不能超过某一限度,这个极限电压叫作电压。电容器外壳上标示的是额

定电压,这个数值比电压要低。

主题1:认识电容器

阅读教材中“电容器”标题下的内容,回答下面的问题。

(1) 电容器的主要作用是什么?

(2) 说说平行板电容器的基本构造。电容器两极板上的电荷分布在哪里? 什么是电容器的电荷量?板

间电场强度有哪些特征?

(3) 电容器是如何充放电的? 充放电过程中电流方向、电容器的电荷量、板间电压、板间电场强度各发生怎样的变化?怎样从能量的角度理解电容器的充电和放电?

主题2:电容器的电容

阅读教材中“电容”部分的内容,回答下列问题。

(1) 为什么把电容器所带电荷量Q与电容器两极板间的电势差U的比值定义为电容器的电容C?为什么不直接用电容器所带电荷量Q 来表示电容器容纳电荷的本领?

(2) 图示是一个横截面积为S的圆柱形容器,容器内水的体积V 与盛水的深度H之间有什么关系?能不能说横截面积S越大,容器盛水量V就越多?横截面积S反映了容器的什么本领?如果把电容器容纳电荷与此容器容纳水作类比,那么电容器的电容C与容器的哪一个量类似?

主题3:探究影响平行板电容器电容的因素

问题:阅读教材中“平行板电容器的电容” 部分的内容,回答下列问题。

(1) 在研究“影响平行板电容器电容的因素” 实验中是否直接测量了两板间的电势差U?本实验通过观察什

么来比较电势差的变化?

(2) 本实验并没有直接定量计算电容器的电容C,实验中又是如何知道电容C的变化的?

(3) 电容器的电容与多个因素有关,实验中如何研究各个因素单独对电容的影响?本实验能否得出各个因素对电容的定量影响?

主题4:电容概念的建立

(1) 阅读教材中的相关内容,将电容器与教材图1. 8- 3(不同容器,使其中的水位升高 1 cm,所需的水量是不同的)中盛水容器进行类比,说说你对电容器电容的理解,归纳总结电容器电容的物理意义,写出电容的单位及它们之间的换算关系。

(2) 电容的定义式为C= ,怎样理解这三个量之间的关系?某一电容器的是否变化?为什么电容的定义

式又可写作C= ?

(3) 阅读教材中的相关内容, 谈一谈电容器使用过程中需要注意的问题。击穿电压是不是额定电压?如图所示的电容器的电容是多少?图中的电压值是指什么电压?

1. 电容器是一种常用的电子元件。对电容器认识正确的是 ()

A. 电容器的电容表示其储存电荷的能力

B. 电容器的电容与它所带的电荷量成正比

C. 电容器的电容与它两极板间的电压成正比

3

D.

电容的常用单位有 μF 和pF,1 μF =103 pF

2. 如图所示 ,平行板电容器的电容为 C ,极板带电荷量为 Q ,极板间距为 d 。今在两极板间的正中央放一带电

荷

A .k

B .k

3

. 一个两极板间充满空气的平行板电容器 ,极板间距离为 d ,正对面积为 S ,充以电荷量 Q 后,两极板间电势差

为 U 。为使电容器的电容加倍 ,可采用的办法是 ()。

A.

将电势差变为 B . 将带电荷量变为 2Q

C . 将极板正对面积变为 2S

D . 将两板间充满介电常数为 2εr 的电介质 4. 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时电流

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

、电容器的电容、电荷量、电压之间的关系

. 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- 4 C,于是两板间电压降为原来 则此电容器的电容是 μF,电容器原来所带的电荷量是 C;若把电容器极板上的电荷量全部放掉 , 电容器的 电容是 μF 。

拓展二、平行板电容器的动态问题分析

2. 如图所示 ,平行板电容器与电压为 U 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 ()。

量为 q 的点电荷 ,则它所受到的静电力大小为 ()

。 C .