山东科技版物理选修3-1第二章 电势能与电势差 第4节电容器 电容（学案）

1、.年 级高二学 科物理版 本鲁教版内容标题第4节 电容器 电容【本讲教育信息】一. 教学内容：第4节 电容器 电容一根底知识 1. 电容器 1平行板电容器：在两个正对的平行板中间夹一层绝缘介质，就组成一个最简单的电容器。实际上，任何两个彼此绝缘又相隔很近的导体，都可以看成是一个电容器。 2电容器的工作根底：充电：使电容器带电的过程称为充电，充电后两板带等量异种电荷，电容器储存了电场能。放电：使充电后的电容器失去电荷叫放电。 3电容器的带电荷量：一个极板所带电荷量的绝对值。 2. 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。公式：。 2物理意义：电容是表示

2、电容器包容电荷本领的物理量，数值上等于使两极间的电势差为1V时电容器所带的电荷量。单位：法，符号F，还有微法和皮法pF。关系：。 3电容器的电容仅由电容器的构造决定，与所带电荷量Q或所加电压U无关。 3. 常见电容器 常见电容器按导体极板间所用的电介质的不同来分类，有空气电容器、云母电容器、纸质电容器、陶瓷电容器、涤纶电容器、电解电容器等。按电容器的电容是否可变来分类，有可变电容器、固定电容器等。 4. 电容器的应用 1用于照相机的电子闪光灯中。 2利用电容测水位。 3用于高能物理实验或工程中。4驻极体话筒。二方法点拨 1. 电容的定义式的正确理解 关于电容的定义式利用了比值定义法，看起来好象

3、C由Q和U来决定，其实C与Q和U无关。C的大小是由电容器本身的构造决定的，只是比值可以来量度电容器的电容。即使电容器不带电，电容器的包容电荷的本领也不变，其电容仍为C。 2. 关于电容器的充电、放电 1充电过程：如以下图所示，原来不带电的电容器与电源连接后，有逆时针方向的电流，使电容器上板带正电。下板带负电，且电荷量越来越大。电压也越来越高，已充电的电容器相当于一个电源，这样电路中的总电压越来越小。充电电流也将越来越小。经过足够长的时间后，电容器两板间的电压等于电源电压，电路中的电流为零，电容器充电完毕。 在充电过程中，电容器两板间电压越来越高，板间场强越来越大。从能量的观点看，充电过程就是电

4、源的电能转化为电容器的电场能的过程。 电场具有能量，这是新大纲刚增加的内容，应引起重视。 2放电过程：如以下图所示，已充电的电容器两板间有电压，储存有电场能，当把电容器与电阻连成回路时，电路中将有顺时针方向的电流流过，电场能转化为电能并最终转化为内能。随着电容器电荷量的减小，两端电压减小，放电电流也要减小，经过足够长的时间，电容器上的等量异种电荷全部中和，电压为零，电路中不再有电流，电容器放电完毕。三疑难辨析 1. 电容器的额定电压和击穿电压 加在电容器上的电压不能超过某一限度，超过这个限度，电介质将被击穿，电容器损坏。这个极限电压称为击穿电压，电容器工作的电压低于击穿电压。 额定电压是指电容

5、器长期工作时所能承受的电压。比击穿电压要低。电容器上一般都标明电容器的电容和额定电压的数值。 2. 电容器的极性 一般的电容器是没有极性的，但有些是有极性的，如电解电容器，在使用时极性不能接错。 3. 易错易混点 1电容器所带电荷量是一个极板所带电荷量的绝对值，不是两极板所带电荷量绝对值的和。2电容器的电容，由电容器本身的构造决定，不要认为C与Q成正比，C与U成反比。【典型例题】 例1. 一个电容器，其电容是，用12V的直流电源给它充电，每个极板上带多大的电荷量？解析：，U=12V，由得，每个极板上带的电荷量为答案： 例2. 有一充电的平行板电容器，两板间电压为3V，现使它的电荷量减少，于是电

6、容器两极板间电压降为原来的1/3，此电容器的电容是_，电容器原来的带电荷量是_C，假设电容器极板上的电荷量全部放掉，电容器的电容是_.解析：1电容器两极板间电势差的变化量为2电容器原来的电荷量为Q，那么3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。答案：150 150 例3. 如以下图所示为一个平行板电容器，其电容为C，带电荷量为Q，上极板带正电，现将一个试探电荷q由两极板间的A点移到B点，A、B两点间的间隔 为s，连线AB与极板间的夹角为30°，那么电场力对试探电荷q所做的功等于 A. B. C. D. 思维分析：以带电粒子在电场中的运动

7、为背景，考察电容的概念，电场强度与电势差的关系，电场力做功。由于电场力恒定，可以利用公式计算。解析：由电容，两极板间的场强，方向垂直于板面由上极板指向下极板，电场力，得到，由图中AB方向可知，电场力对试探电荷做的功，故C正确。答案：C 例4. 如以下图所示，两板间距为d的平行板电容器与一电源连接，开关S闭合，电容器两极板间有一质量为m、带电荷量为q的微粒静止不动，以下各表达中正确的选项是 A. 微粒带的是正电 B. 电源电动势的大小等于 C. 断开开关S，微粒将向下做加速运动 D. 保持开关S闭合，把电容器两极板间间隔 增大，微粒将向下做加速运动 解析：图中电容器极板间场强方向向下，由微粒静止的平衡条件mg=qE知，电场力应向上，微粒带负电。 因电容器上、下两极板分别与电源正、负极等电势，所以电源电动势