1.7了解电容器-1.8静电与新技术 学案(2020年粤教版高中物理选修3-1)

1.7了解电容器-1.8静电与新技术学案

（2020年粤教版高中物理选修3-1）

第七节第七节了解电容器了解电容器

第八节第八节静电与新技术静电与新技术学科素养与目标要求物理观念

1.知道什么是电容器及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.了解电容器充电和放电现象及能量转换.

4.了解静电的危害及防止科学探究

1.会正确连接电路，认真观察电容器的充放电过程.

2.通过探究得出平行板电容器电容的影响因素科学思维

1.通过类比建立电容的概念；通过电容的定义进一步体会比值定义法.

2.结合具体问题构建电容器动态分析模型

一.电容器和电容的基本知识1电容器电容器是储存电荷的装置，它由两个互相靠近.彼此绝缘的导体组成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异种电荷的过程，充电过程中，从电源获得的能量储存在电容器中2放电用导线把充电后的电容器的两极板接通，两极板上的电荷中和的过程，放电过程中，电场能转化为其他形式的能量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的比值2公式CQU，其中Q指一个极板上所带电荷量的绝对值3单位法拉，简称法，符号是F,1F1C/V,1F106F1012pF.

二.决定电容的因素1探究平行板电容器电容的决定因素1静电计测量电容器两极板间电势差的仪器2探究方法控制变量法保持Q和d不变，改变极板正对面积；保持Q和S不变，改变极板距离；保持Q.S.d都不变，极板间插入电介质3探究结论平行板电容器的电容C跟介电常数r成正比，跟极板正对面积S成正比，跟极板间的距离d成反比2平行板电容器电容的表达式

CrS4kd，r为电介质的相对介电常数，真空时r1，其他介质r

1.3电容器的两个性能指标1一个是它的电容量；2另一个是它的耐压能力，耐压值表示电容器正常使用时两个电极间所能承受的最大电压

三.静电与新技术1静电在技术上的应用1静电在技术上有许多应用，比如激光打印.喷墨打印.静电除尘.静电喷涂.静电植绒.静电复印等2静电除尘结构将高压电源的正极接在金属圆筒上，负极接到悬挂在管心的金属线上原理正.负极间有很强的电场，使气体分子电离为电子和正离子电子附在空气中的尘埃上，向着圆筒运动而积累到金属圆筒上，尘埃积累到一定程度，在重力的作用下落入下面的漏斗中2防止静电危害1静电产生危害的必要条件是积累足够多的静电荷2防止静电危害的基本原则是控制静电的产生和把产生的静电迅速引走以避免静电的积累常用方法有静电接地.增加湿度.非导电材料的抗静电处理等3举例油罐车尾装

有一条拖在地上的铁链；有些工厂的车间里保持一定的湿度；在橡胶中添加导电材料制成抗静电橡胶判断下列说法的正误1电容器的电容跟它的带电荷量成正比2对于确定的电容器，它所充的电荷量跟它两极板间电压的比值保持不变3将平行板电容器两极板的间距加大，电容将增大4将平行板电容器两极板平行错开，使正对面积减小，电容将减小5在平行板电容器极板间插入电介质，电容将增大6飞机的轮胎用导电橡胶制成，方便在着陆时把静电引入大地

一.电容器电容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，使电容器放电，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3CQU是电容的定义式，由此也可得出CQU.4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1xx哈尔滨三中高二月考下列关于电容器的说法中正确的是A电容器所带的电荷量为两个极板

所带电荷量的绝对值之和B电容器的电容与电容器所带电荷量成

正比C一个电容器的电荷量增加Q

1.0106C时，两极板间的电势差升高U10V，则电容器的电容C

1.0107FD放电后的电容器所带电荷量为零，电容也为零答案

C解析电容器所带的电荷量是指一个极板所带电荷量的绝对值，A 错误；电容器的电容是反映其容纳电荷本领大小的物理量，完全

由电容器本身的属性决定，与电容器是否带电及带电荷量多少无关，

B.D错误；由CQUQU，可得电容器的电容C

1.0107F，C正确例2有一充电的电容器，两板间的电压为

3V，所带电荷量为

4.5104C，此电容器的电容是多少将电容器的电压降为2V，电容器的电容是多少所带电荷量是多少答案

1.5104F

1.5104F3104C解析CQU

4.51043F

1.5104F电容器电压降为2V时，电容不变，仍为

1.5104F此时所带电荷量为QCU

1.51042C3104

C.

二.平行板电容器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如图甲所示，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CQU，分析电容C的变化2如图乙所示，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CQU，分析电容C的变化3如图丙所示，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CQU，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1CQU与CrS4kd 的比较1CQU是电容的定义式，对某一电容器来说，QU但CQU不变，反映电容器容纳电荷本领的大小；2CrS4kd是平行板电容器电容的决定式，Cr，CS，C1d，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CQU.EUd和CrS4kd3平行板电容器的两类典型问题1开关S 保持闭合，两极板间的电势差U恒定，QCUrSU4kdrSd，EUd1d.2充电后断开S，电荷量Q恒定，UQC4kdQrSdrS，EUd4kQrS1rS.例3xx 彭州中学高二月考如图1所示，两块相互靠近彼此绝缘的平行金属板组成平行板电容器，极板N与静电计金属球相连，极板M和静电计的外壳均接地，用静电计测量平行板电容器两极板间的电势差U.在两极板相距为d时，给电容器充电，静电计指针张开一定角度在整个实验过程中，保持电容器所带的电荷量Q不变，下面的操作中将使静电计指针张角变大的是图1A仅将M板向下平移B仅将M板向右平移C仅在M.N之间插入云母板相对介电常数大于