电容器的电容(导学案)含答案

1、电容器的电容导学案【学习目标】.知道电容器的概念和平行板电容器的主要构造.理解电容的概念及其定义式.掌握平行板电容器电容的决定式，并能用其讨论有关问题【自主预习】一、电容器1电容器：储存电荷和电能的装置任何两个彼此又相距很近的，都可以看成一个电容器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的电荷的过程，充电过程中，由电源获得的储存在电容器中(2)放电：用导线把充电后的电容器的两极板接通，两极板上的电荷的过程，放电过程中，转化为其他形式的能量二、电容1.定义：电容器所带电荷量Q与电容器两极板间的的比值.2定义式：3.单位：电容的国际单位是，符号为F，

2、常用的单位还有微法和皮法，1F=106=1012pF.4物理意义：电容器的电容是表示电容器容纳电荷本领的物理量，在数值上等于使两极板间的电势差为时电容器需要带的电荷量三、平行板电容器1结构：由两个平行且彼此的金属板构成.电容的决定因素：电容C与两极板间电介质的相对介电常数r成,跟极板的正对面积S成,跟极板间的距离d成.电容的决定式：C=需，斗为电介质的相对介电常数.当两极板间是真空时：C=4Sd，式中k为静电力常4nkdr4nkd量四、常用电容器1分类：从构造上看，可以分为和两类2电容器的额定电压和击穿电压：(1)额定电压：电容器能够时的电压(2)击穿电压：电介质不被时在电容器两极板上的极限电

3、压，若电压超过这一限度，则电容器就会损坏【自主预习参考答案】一、1绝缘、导体，2(1)异号、电能、(2)中和，电场能二、1.电势差U.2.C=U.3.法拉，4.1_V.三、1.绝缘.2.正比，正比，反比.四、1.固定电容器、可变电容器.2.(1)长期正常工作.(2)击穿.【问题探究】一、电容器电容【阅读教材思考并回答下列问题】(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，对电容器进行放电，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0和板间电势差U的比值是否发生变化？【答案】(1

4、)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【知识深化】.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.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.C=U是电容的定义式.电容器的电容决定于电容器本身，与电容器的电荷量0以及电势差U均无关.【例】(多选)下列关于电容的说法正确的是()A.电容是反映电容器容纳电荷本领的物理量B.电容器A的电容比B的大，说明A的带电荷量比B多C.电容在数值上等于使两极板间的电势差为1V时电容器需要带的电荷量D.由公

5、式C=U知，若电容器两极间电压为10V,极板带电荷量为2x10-5C.则电容器电容大小为5x105F【答案】AC【解析】电容反映电容器容纳电荷本领的大小，A对.电容器A的电容比B的大，只能说明电容器A容纳电荷的本领比B强，与带电多少无关，B错；电压为10V,电荷量为2x10-5C时，电容C=U=2x106F,D错.【例】有一充电的电容器，两板间的电压为3V,所带电荷量为4.5x10-4C,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】1.5x10-4F1.5x10-4F3x10-4CQ4.5x10-4【解析】C=U=3F=1.5x10-4F.电容器

6、电压降为2V时，电容不变，仍为1.5x10-4F.此时所带电荷量为Q=CU=1.5x10-4x2C=3x10-4C.二、平行板电容器【实验探究：课堂观察视频】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C4，容C的变化.一【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.实验结论：插入电介质，电势差U减小，电容C增大.【知识深化】1C=UC=端的比较(1)C=U是电容的定义式，对某一电容器来说，Q8U但C=弓不变，反

7、映电容器容纳电荷本领的大小；TOC o 1-5 h zS1(2)C=而是电容的决定式，C8r,C8S,C8d，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：QU.SC=/、E=:和C=7Ud4nkd3平行板电容器的两类典型问题(1)平行板电容器始终连接在电源两端：电势差U不变.由C=4S8*可知C随d、S、的变化而变化.4nkddr由Q=UC=U.4nSd，可知，当U不变时，Q也随d、S、r的变化而变化.由E=U8d可知，当U不变时，E随d的变化而变化.SS(2)平行板电容器充电后，切断与电源的连接：电荷量Q保持不变.由C=4S8餐可知C随d、

8、S、r的变化而变化由U=C=电平8*可知，当Q不变时，U也随d、S、的变化而变化.TOC o 1-5 h zCrSrSr由E=U=C=彩87s可知，E随S、的变化而变化，而与d无关dCdrSrSr【例】(多选)如图所示，用静电计可以测量已充电的平行板电容器两极板间的电势差U,现使B板带正电，实验中,电荷量不变,则下列判断正确的是()A.增大两极板之间的距离，静电计指针张角变大B.将A板稍微上移，静电计指针张角将变大C若将玻璃板插入两板之间，则静电计指针张角变大D.若将A板拿走，则静电计指针张角变为零【答案】AB【解析】电容器上所带电荷量一定，由公式C=4S得，当d变大时，C变小.再由C=U得U

9、变大；当AtjndUy板上移时，正对面积S变小，C变小，U变大；当插入玻璃板时，C变大，U变小；当将A板拿走时，相当于使d变得更大，C更小，故U应更大，故选A、B.【题后反思】静电计的使用静电计是在验电器的基础上改造而成的，静电计由相互绝缘的两部分组成，静电计与电容器的两极板分别连接在一起，则电容器上的电势差就等于静电计上所指示的电势差U，U的大小就从静电计的刻度读出，可见，静电计指针偏角的变化表征了电容器两极板电势差的变化【例】（多选）如图所示，两块较大的金属板A、B相距为力平行放置并与一电源相连，开关S闭合后，两板间恰好有一质量为m、带电荷量为q的油滴处于静止状态，以下说法正确的是（）|A

10、i5.白gA.若将A向左平移一小段位移，则油滴仍然静止，G表中有b-a的电流B.若将A向上平移一小段位移，则油滴向下加速运动，G表中有b-a的电流C.若将A向下平移一小段位移，则油滴向上加速运动，G表中有b-a的电流D.若将S断开，则油滴将做自由落体运动，G表中无电流【答案】AB【解析】由于油滴处于静止状态，所以qU=mg.若将A向左平移一小段位移，则电容C变小，电压U不变，则Q=CU变小，所以电流由b-a,此时油滴仍静止，选项A正确.若将A向上平移一小段位移，电容C变小，电压U不变，则Q变小，所以电流由b-a,此时qUmg，油滴向上加速运动，所以选项C错误.若将S断开，由于电容器的电荷量不变

11、，则电压U不变，油滴仍处于静止状态，选项D错误【课堂练习】1（多选）下列说法中正确的是（）A.电容器是储存电荷和电能的容器，只有带电时才称电容器B.电容是描述电容器容纳电荷本领大小的物理量C固定电容器所充电荷量跟加在两极板间的电压成正比D.电容器的电容跟极板所带电荷量成正比，跟极板间电压成反比【答案】BC【解析】电容器是储存电荷和电能的容器，不论是否带电均是电容器，故A错误；电容是描述电容器容纳电荷本领大小的物理量，故B正确；根据Q=CU可知，固定电容器所充电荷量跟加在两极板间的电压成正比，选项C正确；电容器的电容跟极板所带电量无关，与两极板间的电压无关，故D错误.某平行板电容器的电容为。，带

12、电量为0，相距为&今在板间中点放一个电量为q的点电荷，则它受到的电场力的大小为()B4kQq-B4kQq-d2A-d2CQ1C-CQ1C-Cd【答案】C【解析】由电容的定义式C=U得，板间电压为U=C.板间场强大小为E=d点电荷所受的电场力大小为F=qE,U.(多选)如图所示各图描述的是对给定的电容器充电时其电荷量0、电势差U、电容C之间相互关系的图像，其中正确的是()其中正确的是()ABCD【答案】CD【解析】电容器的电容是由电容器本身决定的，与电容器所带电荷量0的大小和两极板间的电势差U的大小无关，不能认为C与0成正比，与U成反比，故D正确，A、B错误.而C图表示电容器所带电荷量与极板间的

13、电势差成正比，其比值为电容器的电容，故C正确.如图所示，电源A两端的电压恒为6V,电源B两端的电压恒为8V,当开关S从左扳到右时，通过电流计的电荷量为1-2x105C,则电容器的电容约为()A.2x10-5FB.1.5x10-6FC.6x10-6FD.8.6x10-7F【答案】D【解析】当开关S接左边时，电容器上极板带正电，所带电荷量0=CUA，当开关S扳到右边时，电容器上极板带负电，所带电荷量0=CUB,该过程中通过电流计的电荷量A0=0+0=C(UA+UB)=1.2x10-5C,解得电容约为8.6x10-7F,选项D正确.(多选)平行金属板A、B组成的电容器，充电后与静电计相连，如图所示，要使静电计指针张角变大.下列措施中可行的是()B.B板向右移