高中物理 1.7-1.8了解电容器 静电与新技术学案(含解析)粤教版选修3-1

1、案例9了解电容器静电和新技术指定学习目标位置 1。知道电容器的概念和行板电容器的主要结构。2。可以理解电容概念及其定义式，并在计算中使用。3。熟悉平行板电容器电容结晶式，讨论相关问题。一、电容器识别电容器由靠近徐璐并徐璐绝缘的两个导体组成，可以在导体之间填充绝缘物质(介质)。二、电容器充放电电容器的阳极板上携带等量的异种电荷的过程称为充电。每个极板上的电荷的绝对值称为电容器所具有的电荷。电容器充电后，阳极板之间存在电场，将从电源中获得的能量存储在电场中，这称为电场能量。使电容器阳极板的电荷中和的过程称为放电。三、电容器电容和决定因素1.电容器具有的电荷量与其阳极板之间的电势之比是牙齿电容器的电

2、容，公式为c=。国际单位制中，电容单位是法拉，简称法是f。1 f=106 f=1012 pf。2.平行板电容器电容与两个平行板正面积S成正比，2极板之间的距离D成反比，与板块之间插入的电介质有关。公式表达式为C=，表达式中，K是静力常数，r是常数，称为介电体的相对介电常数，介电体不同，r的大小也不同。四、静电和新技术1.在静电灰尘去除装置中，高压电源的阳极分别连接在金属圆柱和感兴趣的金属线上，它们之间有很强的电场，使附近的气体分子电离，电子在向金属圆柱两极运动的过程中附着在空气中的灰尘上，使灰尘成为负电荷，并吸附在金属桶上。2.防止静电危险防止静电灾害的基本原则是控制静电的发生，迅速吸引产生的

3、静电，防止静电的积累。通过工艺控制，可以减少摩擦引起的静电。防止静电积累的一般方法包括静电接地、湿度增加、非导电材料的防静电处理等。一、电容器电容问题设计有实验室甲和乙两个电容器，通过实验，甲和乙两个电容器在徐璐不同电压下的电荷值如下表所示。电压(v)电荷(c)甲以1210-4310-42410-4610-43610-4910-4通过数据发现分析，两个电容器具有的电荷量和电压有什么关系？每个电荷和电压的比例不变吗？两个电容器的电荷量和电压的比例是否相同？回复电量与电压成正比。每个电容器的电荷量对电压的比率不变，每个电容器的牙齿比率不同。扩展思维根据公式C=，C和Q可以成正比，与U成反比吗？电容

4、定义表达式可以用c=写吗？回答电容是电容器本身的属性，大小是由电容器本身的构成情况决定的。电容器是否带电，有多少电荷无关。C=，表示电容的定义表达式。点精制1.定义：c=(或c=)；定义方法：定义比率的方法。2.物理意义：电容是电容器存储电荷容量大小的物理量，数值上相当于电容器阳极板之间的电势差异为1 V所需的电荷量。电容C是由电容器本身的结构决定的，与Q，U无关(“相关”或“无关”)，因此C=，二、平行板块电容器电容问题设计平行板电容器由平行放置的两块金属板组成。利用平行板电容器进行以下实验。(1)保持Q和D不变(如图1所示)，增加(或减少)阳极板的正面积S，观察电位差U(静电指针角度)的变

5、化，根据C=分析电容C的变化。图1(2)保持Q和S不变(如图2所示)，增加(或减少)阳极板之间的距离D，观察电位差U(静电指针角度)的变化，根据C=分析电容C的变化。图2(3)保持Q，S，D不变，插入介质，观察电势U(静电指针角度)的变化，根据C=分析电容C的变化。图3答案(1)实验结论：S增加，电势U减少，电容C增加。(2)实验结论：d增加，电势u增加，电容c减少。(3)实验结论：介质插入，电势u减少，电容c增加。点精制1.平行板电容器的电容与两平行极板正大面积S成比例，与传记介质的相对介电常数r成比例，与极板间距离d成反比，其表示为c=，两个板块间真空时相对介电常数r=1，所有其他介质的相

6、对介电常数r大于1。2.c=应用于所有电容器；C=仅适用于平行板块电容器。三、平行板块电容器的动态分析问题设计1.如图4所示，电容器充电后保持与电源连接，电容器阳极板之间的电压保持不变。图4(1)阳极板的正面积S增加时，电容器的C，Q，E如何变化？(2)阳极板间距D增加时，电容器的C，Q，E如何变化？答案(1) c=，s增加时，c增大。根据c=得到q=Cu。因此，当q增加时，电场强度e=不变。(2) C=，D增加时，C减少。Q=CU导致Q减小，电场强度E=减小。2.图4中，电容器充电后与电源分离，电容器的充电量不变。(1)阳极板的正面积增加时，电容器的C，U，E会发生什么变化？(2)阳极板间距

7、D增加时，电容器的C，U，E如何变化？答案(1) C=，S增大时C增大，U=减小U，电场强度减小e=减小。(2) C=，D增加时，C减少。U=，因此U增大，电场强度E=，因此E保持不变。点精制1.分析方法：抓住不变量，分析变化量。其理论依据如下。(1)电容器电容定义c=；(2)平行板块电容器内部为均匀电场，e=；(3)平行板块电容器电容测定c=。2.两种茄子典型的问题类型(1)电压不变时：电容器总是连接到电源时，电容器阳极板之间的电压不变，因此，从牙齿不变出发，可以讨论其他量的变化。(2)电荷不变时：电容器充电后与电源分离，电容器阳极板的电荷保持不变，并在此基础上讨论其他量的变化。一、了解电容

8、器和电容例1一个充电电容器，两个板之间的电压为3 V，电荷为4.510-4C，牙齿电容器的电容？如果将电容器的电压降低到2 V，电容器的电容？你有多少电荷？分析可以c=电容。C=f=1.510-4f。电容器电压降至2 V时，电容(1.510-4f)保持不变，保持为1.510-4f。电荷量为q=Cu=1.510-42c=310-4c。答案1.510-4f 1.510-4f 310-4c示例2(双选择)对于水平放置的平行板电容器，以下说法是正确的()A.增加阳极板间距会增加电容B.平行交错阳极板以减少正面积，增加电容大小C.如果将厚度小于极板等面积和极板间距的陶瓷板放置在底板的内表面上，将增加电容大小D.将厚度小于极板等面积和极板间距的铝板放置在底板的内表面上，会增加电容大小影响平行板块电容器电容大小分析的因素有：(1)随着面积的增加而增加。(2)随着阳极板之间距离的增加而减少。(3)在两极化之间插入介质，电容扩大。如上所述，直接知道C选项是正确的。对于d选项，实际上是减少两极板块之间的距离。因此，牙齿问题的正确选项必须是C，D。答复光盘二、平行板块电容器的两个茄子常见问题例3(双选择)如图5所示，充电平行板电容器阳极板之间的电势U可以用静电测量，当B板正电荷时，以下判断是正确的()图5A.增加阳极板之间的距离，静电指针的长角变大B.将a板稍微向上移动会增大静电指针的倾角C.将玻璃