《电容器的电容》学案4份

1、选修3-1 1.8电容器的电容学案班级 姓名 【课前预习】：1任何_ _组成了电容器。2电容器的带电量是_ _。3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，用C表示，则有_C=_；在国际单位制中，电容的单位是_，符号F，。4平行板电容器的电容的决定式_，其中称为电介质的相对介电常数。【新课教学】创设情景，实例引入：图片展示电视、电脑等线路板 出示电容器示教板（上装各种电容器）提出课题：电容器到底是什么样的元件？它的作用、构造、原理是什么？本节课就要研究这些问题。（一） 电容器 实例探究：出示一纸质电容器并将其拆开，请学生观察。 结论：有两片锡箔（导体），中间是一层薄

2、纸（绝缘）。1、概念：能储存电荷的元件AabsCE2、构造：实际上，任何两个彼此绝缘又相距很近的导体都可以看成一个电容器。问题讨论：两平行导体板夹上一层绝缘物质（空气也算）能否构成电容器？2、充电、放电演示：连接如图的电路现象观察：当接a时，G偏转 当接b时，G反偏分析：充电 充电电流； 电流的方向：流向正极 能量的转化：电能 电场能 放电 放电电流； 电流的方向：流出正极 能量的转化：电场能 其他形式能量（二） 电容提出问题1：既然电容器是用来储存电荷的，而不同电容器容纳电荷的本领是不同的，我们应该用一个物理量表示电容器容纳电荷的能力，这应是一个怎样的物理量呢？定性分析：对一个电容器来说，其

3、储电能力应该是一定的，我们找到的这个物理量对这个电容器来说也应该是不变的。问题2：对一个结构一定的电容器，给它带上一定的电荷量Q，两极间也就有了一定的电势差U，Q与U能用来表示电容器的储存能力吗？学生：（不能，原因分析）进一步研究：实验表明，Q增加为原来的几倍，U也增加为原来的几倍，而两者的比值Q/U，对同一电容器是一定的（这符合我们的要求）。比值大，意味着在相同的电压情况下，能带的电荷量越大，这正能说明其储电能力强。对电容概念的总结：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：，或者 （比值定义）3、物理意义：C是表示电容器容纳电荷本领的物理量。4、单位：在国际

4、单位制中单位是法拉（F），1F=1C/V 1F=10-6F， 1F=10-12F常见电容器，一般是几十pF到几千F之间类比理解：V1S1hV2S25、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 电容器U C Q 【例题1】一个电容器，充电后所带电荷量为Q=410-6C的电荷量时，它的板间电势差U=2V，由此可知，该电 容器的电容是_F。如果再充进410-6C的电荷量，其电容为_F。如果用导线将电容器两极相连，放电后，其电容为_F。 小结：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。过渡：通过上面的学习

5、我们知道电容是电容器储存电荷本领的物理量，与U和Q 都没有关系，只与电容器的本身的构造有关。那么和什么因素有关？有什么知道呢？我们下面研究平行板电容器的电容与什么因素有关（三）研究影响平行板电容器电容大小的因素1、提出课题：平行板电容器是最简单，也是最基本的电容器，几乎所有的电容器都是平行板电容器的变形，所以我们从研究平行板电容器入手，探究决定其电容大小的因素。问题：决定平行板电容器电容的那些因素从哪儿去找？2、定性分析电容是表征电容器容纳电荷本领的物理量，因此它只与电容器自身的内部结构有关，与其它量（Q、U）应该无关，环境因素也可不予考虑两极板大小（用面积S表示）两极板间的距离d两极板间的电

6、介质研究电容器内部的结构因素：方法分析：控制变量法Q不变（离源）U用静电计测实验装置分析：3、实验探究改变平行板两极板的距离d分析C=Q/U结论C与d成 现象：d 偏角 U C d 偏角 U C改变平行板两极板的正对面积SC=Q/U结论C与d成 分析现象：S 偏角 U CS 偏角 U C两极板间插入绝缘介质（保持Q、S、d不变）结论C与电介质 C=Q/U分析现象：插入电介质 偏角 UC4、进一步的研究（引申）以上实验还只是定性分析，从理论角度进行定量研究，表明：当平行板电容器两极板之间是真空时，当板间充满同一种介质时，电容变大为真空时的倍，即5、相对介电常数是一个与电介质性质有关的常数（无单位

7、）。 读表1.81，空气的近似为1（一般性研究中，空气对C的影响可以忽略）（水指纯净水）（四）常见的电容器介绍1、从构造上看，可分为固定电容器和可变电容器2、固定电容器根据材料不同，常见的有：聚苯乙烯电容器；陶瓷电容器 可变电容器固定电容器+电解电容器电解电容器 （电容比较大，有极性），符号：3、可变电容器符号： 演示：动片，定片 问题：试分析变容原理？（五）小结：电容器由两片导体为极板，中间隔以电介质构成。电容C是描述电容器容纳电荷本领的物理量。定义式适用于任何电容器C与Q、U无关决定式只适用于平行板电容器反映C的决定因素（六）巩固练习与应用拓展1、课堂练习：如图所示，给电容器充电，静电计指

8、针偏转一个角度。以下情况中静电计的指针偏角增大还是减小？把两板间的距离减小；把两板间的正对面积减小；在两板间插入相对介电常数较大的电介质。学生活动：（减小；增大；减小）2、拓展应用：电容式传感器介绍传感器是把非电物理量(如位移、速度、压力、温度、流量等)转换成易于测量、传输、处理的电学量(如电压、电流、电阻、电容等)的一种组件。非电物理量传感器电学。电容式传感器是常见的一种，试分析图中的电容式传感器是测_的电容式传感器，原理是_.（答案要点：测量压力F。当待测压力F作用于可动膜片电极上的时候，膜片发生形变，使极板间距离d发生变化，引起电容C发生变化.知道C的变化，就可以知道F的变化情况.） 课

9、后练习1如下图所示，是描述对给定的电容器充电时电量Q、电压U、电容C之间相互关系的图像，其中正确的是（ ）2如图所示，将充好电的平行板电容器与静电计连接，静电计指针偏转的角度为。在如下的变化中，关于静电计指针偏转角度的变化，说法正确的是（ ）A若仅使两极板间的距离增大，则变大 B若仅使两极板相互错开一些，则变小 C若仅在两极板间插入玻璃板，则变大 D若仅在两极板间插入玻璃板，则不变3传感器是一种采集信息的重要器件，如图所示，是一种测定压力的电容式传感器， 当待测压力F作用于可动膜片电极上时，可使膜片产生形变，引起电容的变化，将 电容器、灵敏电流计和电源串接成闭合电路，那么以下说法正确的是（ ）

10、A当F向上压膜片电极时，电容将减小B若电流计有示数，则压力F发生变化C若电流计有向右的电流通过，则压力F在增大 D电流计有向右的电流通过，则压力F在减小4如图所示，平行板电容器A、B间有一带电油滴P正好静止在极板正中间，现将两极板稍错开一些，其它条件不变。则（ ）A油滴将向上加速，电流计中电流由b流向aB油滴将向下加速，电流计中电流由a流向bC油滴将静止不动，电流计中电流由b流向aD极板带电量减少，两板间电势差和场强不变5如图所示，平行板电容器的两个极板为A、B，B板接地，A板带电量+Q，板间电场有一固定点P，若将B板固定，A板下移一些，或者将A板固定，B板上移一些，在这种情况下，以下说法正确

11、的是（ ）AA板下移时，P点的电场强度不变，P点电势不变BA板下移时，P点的电场强度不变，P点电势升高CB板上移时，P点的电场强度不变，P点电势降低DB板上移时，P点的电场强度减小，P点电势降低6如下图所示，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，闭合开关s，电容器充电，这时悬线偏离竖直方向的夹角为，则（ ）A保持开关S闭合，带正电的A板向B板靠近，增大B保持开关S闭合，带正电的A板向B板靠近，不变C开关S断开，带正电的A板向B板靠近，增大D开关S断开，带正电的A板向B板靠近，不变7如图所示，在某一真空空间，有一水平放置的理想平行板电容器充电后与电源断开，正极板

12、 A以固定直线OO为中心沿竖直方向作微小振幅的缓慢振动时，恰有一质量为m带负电荷的粒子(不计重力)以速度v沿垂直于电场方向射入平行板之间，则带电粒子在电场区域内运动的轨迹是(设负极板B固定不动，带电粒子始终不与极板相碰) （ ）A直线 B正弦曲线 C抛物线D向着电场力方向偏转且加速度作周期性变化的曲线8传感器是指非电学量（如速度、温度、压力等）的变化的一种元件，在自动控制中有着广泛的应用，如图所示是一种测定液面高度的电容式传感器的示意图，金属芯线与导电液体形成一个电容器。从指示器显示的电容的大小的变化就能反映液面的升降情况，两者的关系是（ ）AC增大表示h增大 BC增大表示h减小CC减小表示h

13、减小 DC减小表示h增大第八节 电容器及电容（一）【基础达标】1某电解电容器上标有“25v470F”的字样，对此，下述说法中正确的是A.此电容器只能在直流25v以下电压才能正常工作B.此电容器必须在直流25v的电压时才能正常工作C.当工作电压是直流25v时，电容才是470FD.这种电容器使用时，必须考虑电容器的两根引线的极性2平行板电容器保持与直流电源两极连接，充电平衡后，两极板间的电压是U，充电荷量为Q，两极板间场强为E，电容为C现将两极板间距离减小，则引起变化的情况是A.Q变大B.C变大C.E不变D.U变小3上题中，如果电容器充电平衡后与电源断开.将两板间距离减小，引起变化情况是A.Q变大

14、B.C变大C.E不变D.U变小4如图所示的电路中，电容器的两极板始终和电源相连，若将两极板间的距离增大，电路中将出现的情况是A.有电流流动，方向从a顺时针流向bB.有电流流动，方向从b逆时针流向aC.无电流流动 D.无法判断5电容器两极板间电压一定，若正极板不动，将负极板远离正极板移动，则极板间某一给定的点与负极板间的电势差将A.变大B.变小C.不变D.以上结论均有可能6. 如图实验装置中，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.若极板B稍向上移动一点，由观察到的静电计指针变化做出平行板电容器电容变小的结论的依据是A.两极板间的电压不变，极板上的电荷量变小B.两极板间的电压不变，

15、极板上的电荷量变大C.极板上的电荷量几乎不变，两极板间的电压变大D.极板上的电荷量几乎不变，两极板间的电压变小7.有一个电容器，带电荷量为110-5C，两极板间电压为200V，电容器电容为_F.如果使它带电荷量再增加110-6C，此时它的电容为_F，两极板间的电压为_V【能力提升】8.如图，电源A的电压为6V,电源B的电压为8V，当开关S从A转到B时(电容器的电容为2F)，通过电流计的电荷量为A.410-6CB.1210-6CC.1610-6CD.2810-6C9如图平行板电容器的电容为C，带电荷量为Q，板间距离为d，今在两板的中点d/2处放一电荷q，则它所受电场力的大小为ABC. Qq/Cd

16、 D10.要使平行板电容器两极板间的电势差加倍，同时极板间的场强减半，可采用： A两板电量加倍，距离为原来的4倍 B两板电量加倍，距离为原来的2倍C两板电量减半，距离为原来的4倍 D两板电量减半，距离为原来的2倍ABP11如图平行板电容器中悬浮一带电微粒P，今把A、B两半方形金属盒相对插入，当A、B合拢时，对微粒运动情况的结论是A向上运动B向下运动 C仍保持静止 D条件不足，无法判断12有一已充电的平行板电容器，两板间电压为3V，现设法使它带的电荷量减少310-4C，其电压降为原来的三分之一，则电容器原来带的电荷量为_C,若电容器极板上的电荷量全部放掉，电容器的电容是_F13.平行板电容器，两

17、极板足够长，水平放置，充电后断开开关，一带电粒子以速度v0水平射入，恰能做匀速直线运动.若将两板距离增大，则粒子在板内做_运动；若增大距离后再合上开关，则粒子将在板内做_运动，其轨迹向_方偏转【高考名题】K14. 如图平行板电容器与电源相接充电后，切断电源，然后将电介质插入电容器两极板间，则两极板间的电势差U及 板间场强E的变化情况为 AU变大，E变大 ；BU变小，E变小 ； CU不变，E不变 ； DU变小，E不变；BA重复删除15. 如图实验中，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，若极板B稍向上移动一点，由观察到的静电计指针变化做出平行极电容器电容变小的结论的依据是A两极板

18、间的电压不变，极板上的电量变小B两极板间的电压不变，极板上的电量变大C极板上的电量几乎不变，两极板间的电压变小D极板上的电量几乎不变，两极板间的电压变大16一平行板电容器，两板之间的距离d和两板面积S都可以调节，电容器两板与电池相连接，以Q表示电容器的电荷量，E表示两极板间的电场强度，则A.当d增大，S不变时，Q减小，E减小B.当S增大，d不变时，Q增大，E增大C.当d减小，S增大时，Q增大，E增大D.当S减小，d减小时，Q不变，E不变17水平放置的平行板电容器与一电池相连。在电容器的两板间有一带正电的质点处于静止平衡状态。现将电容器两板间的距离增大，则A电容变大，质点向上运动 B电容变大，质

19、点向下运动C电容变小，质点保持静止 D电容变小，质点向下运动18真空中有一对平行金属板，两板的电势差为60V一个电荷为2e的粒子从正极板的小孔进入电场，到达负极板这个粒子在两极板间运动的过程中获得的动能为多少？基础达标1答案:AD 2答案:AB 3答案:BCD4答案:B 5答案:A 6. 答案:C 7. 答案:510-8;510-8;220能力提升8. D 9C10【解析】由公式U=Ed可知，要使U加倍，而E 减半，板间距离必须为原来的4倍。由电容C与d成反比可知， 当d为原来的4倍时，C减为原来的1/4 。由Q=CU可知，当U加倍，而C为原来的1/4时，Q必减半。 【答案】C 11.B 12答案:4.510-4 150F 13. 答案:匀速直线；平抛运动；下高考名题14【解析】（一般思路）