电容器和电容导学案(选修31,15)

电容器和电容（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、了解电容器的电容。

4、经历影响平行板电容器电容因素的实验探究过程，知道决定平行板电容器电容大小的因素。

合作探究一、了解电容器
提问1、电容器的构造是怎样的？
提问2、什么是电容器的充电、放电？
提问3:电容器在充、放电的过程中的能量转化关系是什么?
小结：充电:带电量Q ,板间电压U ,板间场强E , 能转化为能
放电:带电量Q ,板间电压U ,板间场强E , 能转化为能
二、理解电容的概念
电容器与水容器类比：
电容器的带电量相当于水容器的；电容器的的板间电压相
当比水容器中水的；电容器的电容相当于水容器的；
电容器的耐压值相当于水容器的。

对于给定电容器，相当于给定柱形水容器，其电容C（类比于横截面积）不变。

这是
量度式，不是决定式。

在C一定情况下，Q=CU，Q正比于U。

1、定义：。

2、公式：。

3、单位：。

4、电容的物理意义：。

三、探究平行板电容器的电容
1、静电计实质是一种验电器。

如图，电容器的一个极
板与静电计的金属球（金属杆、指针）相连，另一个极板与
静电计的外壳相连（或都接地），则两极板间的电压就等于。

2、探究平行板电容器的电容（控制变量法）
合
作
探
究
内容：（1）保持带电量Q、板间距d不变，改变两极板的正对面积s
现象：
结论：
（2）保持带电量Q、正对面积s不变，改变d
现象：
结论：
（3）保持Q、s、d都不变，在两极板间插入电介质
现象：
结论：
归纳总结：
3、平行板电容器的电容公式：
说明：电容的决定式，电容器的电容由其自身构造决定，与Q、U无关
4、介电常数是反映介质的物理量。

四、认识常见电容器
1、常见的固定电容器有和，其符号分别是、
2、可变电容器是改变从而改变其电容的，其符号是
3、电容器的额定电压一般击穿电压
五、电容器的两类动态变化过程分析
1.主要的理论论据
(1)平行板电容器的电容C与板距d、正对面积S、介质介电常数ε间的关系
C=εS/4kπd .
(2)平行板电容器内部是匀强电场,所以场强 E=U/d .
(3)电容器所带电荷量Q=CU.
(4)由以上三式得E=4kπQ/εS ,该式常用于Q保持不变的情况中.
2.电容器的动态分析的两种情况
(1)定电压问题:平行板电容器充电后,继续与电源的两极相连,因此两极板间的电压
不变,当电容器的d、S、ε变化时,将引起电容器的C、Q、E的变化.(U不变)
C= Q= E=
(2)定电量问题:平行板电容器充电后,切断与电源的连接,因此电容器带电荷量Q不
变,当电容器的d、S、ε变化时,将引起电容器的C、U、E变化.(Q不变)
C= U= E=
例
题
分
析
一、对电容器电容的理解
【例题1】、关于电容的说法中正确的是（）
A. 由C＝Q／U可知．电容器的电容与它的带电量、两板间电压有关．
B. 电容器带电量多，说明它容纳电荷的本领大．
C．由Q＝CU可知，当U增大时．Q可以无限增大．
D. 两个相互靠近彼此绝缘的人，虽然不带电，但它们之间有电容．
【例题2】、有一电容器，带电量为10-5C时，两板间的电压为200V，如果使它带的电量再
增加10-6C．这时，它的电容是_______法拉，两板间的电压是____ ___V
二、平行板电容器的两类动态问题分析
【例题3】、如图所示,一平行板电容器充电后与电源断开,负极
板接地,在两极板间有一正电荷(电荷量很小)固定在P点.以E表
示两极板间的场强,U表示电容器的电压,Ep表示正电荷在P点的
电势能.若保持负极板不动,将正极板移到图中虚线所示位置,
则：( )
年级班级姓名科目课型课题课时
高2015届物理新授 1.6 2
例题分析A.U变小,E不变 B.E变大,Ep不变
C.U变大,Ep不变
D.U不变,Ep不变
【例题4】如图所示，平行板电容器竖直放置，A板上用绝缘线悬挂
一带电小球，静止时绝缘线与固定的A板成θ角，移动B板，下列说
法正确的是：( )
A．S闭合，B板向上平移一小段距离，θ角变大
B．S闭合，B板向左平移一小段距离，θ角变大
C．S断开，B板向上平移一小段距离，θ角变大
D．S断开，B板向左平移一小段距离，θ角不变
三、静电计问题
【例题5】如图所示为研究平行板电容器电容的实
验。

电容器充电后与电源断开，电量Q将不变，与电
容器相连的静电计用来测量电容器的________。

在
常见的电介质中，由于空气的[______________是最
小的，当极板间插入其它的电介质板时，电容器的
电容将_________（填“增大”、“减小”或“不变”），
于是我们发现，静电计指针偏角将__________。

（填
“增大”、“减小”或“不变”）
四、电容器的实际应用问题
【例题6】传感器是自动控制设备中不可缺少的元件，已经应用到宇宙开发、环境保护、
交通运输以及家庭生活等各种领域．如下图所示为几种电容式传感器，其中通过改变电
容器两极间距离而引起电容变化的是( )
A B
C D
巩
固
提
高
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小
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C
1
/C
2
等于( )
A．2:3 B．3:2
C．4:9 D．9:4
3．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．电容器带电量越大时，电容越大
D．对确定的电容器,每板带电量增加,两板间电势差必增加
4．对电容器C＝Q／U，以下说法正确的是( )
A．电容器充电量越大，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，所带电量就越多
D．对于确定的电容器，它所充的电量跟它两极板间所加电压的比值保持不变
5．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5μF
D．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
6．关于电容器和电容的概念下列说法正确的是( )
A．任何两个彼此绝缘又互相靠近的导体都可以看成是一个电容器
B．用电源对平板电容器充电后，两极板一定带有等量异种电荷
C．某一电容器带电量越多，它的电容量就越大
D．某一电容器两板间的电压越高，它的电容就越大
7、如图所示，A、B为两块平行带电金属板，A带负电，B带正电且与大地相
接，两板间P点处固定一负电荷，设此时两极间的电
势差为U，P点场强大小为E
p
,电势为
P
ϕ，负电荷的电
势能为ε，现将A、B两板水平错开一段距离（两板间
距不变），则( )
A．U变大，E
p
变大 B．U变小，
P
ϕ变小
C．
P
ϕ变小，ε变大 D．
P
ϕ变大，ε变小
8．一平行板电容器始终与电池相连，现将一块均匀的电介质板插进电容器恰
好充满两极板间的空间，与未插电介质时相比( )
A．电容器所带的电荷量增大 B．电容器的电容增大
巩固提高C．两极板间各处电场强度减小 D．两极板间的电势差减小
9．一个电容器，带了电量Q后，两极板电势差为U，若它带的电量减少Q/2，
则( )
A．电容为原来的1/2，两极板电压不变
B．电容为原来2倍，两极板电压不变
C．电容不变，两极板电压是原来的1/2
D．电容不变，两极板电压是原来的2倍
10. 将一个平行板电容器接上电源后再切断电源．然后使
两极板间的距离增大一些，则关于电容器两极的电压U和两极间的场强E的
变化，下列说法正确的是( )
A.U增大，E增大
B.U增大，E不变
C.U不变，E减小
D.U减小，E减小
11. 如图，两块平行正对的金属板M、N分别与电源相连，N板接地.在两板中
的P点固定一正检验电荷.现保持M板不动，将N板向下平行移动，则在N板
下移过程中，正检验电荷在P点的电势能变化情况是( )
A.不变
B.变大
C.变小
D.无法确定
12．如图所示，平行金属板A与B相距5cm，电源电压为10v，则与A板相距
1cm的C点的场强为( )
A.1000V／m
B.500V／m
C.250V／m
D.200V／m
13．如图所示的电路中C是平行板电容器，在S先触1后又扳到2，这时将平
行板的板间距拉大一点，下列说法正确的是( )
A.平行板电容器两板的电势差不变
B.平行扳电容器两板的电势差变小
C.平行板电容器两板的电势差增大
D.平行板电容器两板间的的电场强度不变
14．如图所示，将平行板电容器与电池组相连，两板间的带电尘
埃恰好处于静止状态．若将两板缓慢地错开一些，其他条件不变，
则( )
A．电容器带电量不变 B．尘埃仍静止
C．检流计中有a→b的电流D．检流计中有b→a的电流
15．电容是表征___________________的物理量，如果某电容器的电量每增加
10-6C，两板之间的电势差就加1V，则该电容器的电容为___________。

16．连接在电源两极板上的平行板电容器，当两极板间的距离减小时，电
容器的电容C将_______，带电量Q将______，电势差U将_______，极板
间的电场强度E将________。

（填“增大”、“减小”或“不变”）
17．如图所示，用静电计测量电容器两板间的电势差，不改变两板的带电量，
巩
固
提
高
把A板向右移，静电计指针偏角将________；把A板竖直向下移，静电计指针
偏角将________；把AB板间插入一块电介质，静电
计指针偏角将_________．
18．有一电容器，带电量为1.0×10-5C，两板间电压
力200V，如果使它的带电量再增加1.0×10-6C，这时
它的电容是___________F，两板间电压是
___________V．
19．如图所示,平行的两金属板M、N与电源相连,一个带负电的小球悬挂在两
板间,闭合电键后,悬线偏离竖直方向的角度为θ,若N板向M
板靠近,θ角将_________；把电键K断开，再使N板向M板
靠近，θ角将__________。

20．一平行板电容器，板间距离为d，电容为C，接在电源
电压为U的电源上，充电完成后撤去电源，求：
（1）充电后电容器的带电量；
（2）充电后两极板间的电场强度；
（3）若再拉开两板，使板间距离增大为2d，则电容器的电容变为多少？电量
变为多少？电压变为多少？板间电场强度变为多大？
21．如图所示，A、B为不带电平行金属板，间距为d，构成的电容器电容为C．质
量为m、电量为q的带电液滴一滴一滴由A板上小孔以v
初速射向B板．液滴
到达B板后，把电荷全部转移在B板上.求到达B板上的液滴数目最多不能超
过多少？。