电容预习案

电容器电容一、电容器1.概念：2.构造：3.充电、放电二、电容1.物理意义：2. 定义：3. 定义式：4. 单位：5.对电容的理解：三、平行板电容器的电容1. 平行板电容器的构造：平行板电容器的电容可能与哪些因素有关四、常见的电容器1.从构造上看，可分为固定电容器和可变电容器2.可变电容器五、关于平行板电容器的两类问题1.充电完毕后，开关闭合时不变（1）平移A板时C Q E （2）上移A板时C Q E （3）插入电解质时C Q E2. 充电完毕后，开关断开时不变（1）平移A板时C U E （2）上移A板时固定电容器电解电容器可变电容器C U E（3）插入电解质时C U E1. 将一个平行板电容器接上电源后再切断电源．然后使两极板间的距离增大一些，则关于电容器两极的电压U 和两极间的场强E的变化，下列说法正确的是 ( )A.U增大，E增大B.U增大，E不变C.U不变，E减小D.U减小，E减小2.如图所示，平行板电容器两极板与电源两极相连．为电流表，若将电容器的两极板靠近，则在这一过程中( )A. 中有电流，方向是a→bB. 中有电流，方向是b→aC. 电容器两极板的带电量都增大D. 电容器两极板间的场强增大3.在如图所示的实验装置中，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，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4.如图所示，水平放置的平行金属板与电源相连，板间距离为d，板间有一质量为m．电量为q的微粒恰好处于静止状态，若再将开关断开，再将两板间距离先增大为2d，再减小到d/2，则微粒将( )A.先向上加速运动，后向下加速运动B.先向下加速运动，后向上加速运动．C.保持静止．D.一直向下运动．5.一平行板电容器充电后与电源断开，正极板接地，在两极板之间有一正点电荷(电量很小)固定在P点，如图所示．以E表示两极板间电场强度，U表示负极板电势，ε表示正点电荷在P点的电势能，将正极板移到图中虚线所示的位置，则( )A.E变大，U降低B.E不变，U升高C.E变小，U变小D.U升高,E变大。

1.8《电容器的电容》学案【学习目标】1.知道什么是电容器以及常用的电容器。

2.理解电容器的电容概念及其定义，并能用来进行有关的计算。

3.知道电容公式及其含义，知道平行板电容器的电容与哪些因素有关。

4.会对平行板电容器问题进行动态分析。

【课前预习】一、电容器1、生活中的电容如右图所示，各种各样的电容器，你知道它们的作用吗？你能举出生活中应用电容的几个实例吗？2、电容器（1）电容器的构成在两个相互靠近的平行金属板中间夹上一层________，就构成了一个平行板电容器，任何两个彼此绝缘又相距很近的导体，即可构成一个______。

（2）电容器的充电放电①充电：电容器两板分别接在电源两端，两板带上_______电荷的过程。

在充电过程中，电路中有短暂的________，充电过程中由电源获得的电能储存在电容中，称为电场能。

②放电：充了电的电容器的两极板用导线连接，使两极板上正、负电荷_______的过程。

在放电过程中，电路中有短暂的________，放电后，两极板间不存在电场，电场能转化为其他形式的能。

说明：当电容器与电源相连时其两板间的电势差不变，当与电源断开时其电荷量不变。

二、电容1、电容器所带电荷量Q：是指_____个极板所带电荷量的_______。

2、电容C思考：实验表明电容器所带电荷量与其两板的电势差成正比，甲电容器两板各带2 C电荷量，板间电压为2000 V，乙电容器两板各带3 C电荷量，板间电压为2000 V，谁容纳电荷的能力大呢？（甲容纳电荷的本领大）结论：①电容：电容器所带_______与电容器两极板间的________的比值。

可用电容器的电容来描述电容器容纳电荷的本领。

②表达式：C＝Q U③在国际制单位中，电容的单位是法拉，符号是F，1F=610μF=1210pF。

其含义是当电容器带1C的电荷量时两板间的电势差为1V。

思考： C由Q、U决定吗？（不是，C是比值定义式，它们仅是数量上的关系式）3、电容的决定因素（1）在课本第30页的演示实验表明，当保持Q和d不变时，电容C随正对面积S的____而______；当保持Q和S不变时，电容C随板间距离d______而______；当保持Q、d和S不变时，在板间放入不同的电介质其电容不同。

电容器的电容导学案【学习目标】1.知道电容器的概念和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.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，常用的单位还有微法和皮法，1 F＝106 μF＝1012 pF.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．2．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εr成_______，跟极板的正对面积S成______，跟极板间的距离d成_______3．电容的决定式：C＝εr S4πkd，εr为电介质的相对介电常数．当两极板间是真空时：C＝S4πkd，式中k为静电力常量．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 ＝Q 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【知识深化】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．3．C ＝Q 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Q 以及电势差U 均无关． 【例1】(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1 V 时电容器需要带的电荷量D ．由公式C ＝Q U知，若电容器两极间电压为10 V ，极板带电荷量为2×10－5 C ．则电容器电容大小为5×105 F 【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10 V ，电荷量为2×10－5 C 时，电容C ＝Q U＝2×10－6 F ，D 错． 【例2】有一充电的电容器，两板间的电压为3 V ，所带电荷量为4.5×10－4 C ，此电容器的电容是多少？将电容器的电压降为2 V ，电容器的电容是多少？所带电荷量是多少？【答案】 1.5×10－4 F 1.5×10－4 F 3×10－4 C【解析】 C ＝Q U ＝4.5×10－43F ＝1.5×10－4 F. 电容器电压降为2 V 时，电容不变，仍为1.5×10－4 F ．此时所带电荷量为Q ′＝CU ′＝1.5×10－4×2 C ＝3×10－4 C.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C ＝Q U，分析电容C 的变化．(2)如图所示，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C ＝Q U，分析电容C 的变化．(3)如图所示，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C ＝Q U，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．【知识深化】1．C ＝Q U 与C ＝εr S 4πkd的比较 (1)C ＝Q U 是电容的定义式，对某一电容器来说，Q ∝U 但C ＝Q U不变，反映电容器容纳电荷本领的大小； (2)C ＝εr S 4πkd 是电容的决定式，C ∝εr ，C ∝S ，C ∝1d，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：C ＝Q U 、E ＝U d 和C ＝εr S 4πkd3．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 ＝εr S 4πkd ∝εr S d可知C 随d 、S 、εr 的变化而变化． 由Q ＝UC ＝U ·εr S 4πkd，可知，当U 不变时，Q 也随d 、S 、εr 的变化而变化． 由E ＝U d ∝1d可知，当U 不变时，E 随d 的变化而变化． (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 ＝εr S 4πkd ∝εr S d可知C 随d 、S 、εr 的变化而变化．由U ＝Q C ＝4πkdQ εr S ∝d εr S可知，当Q 不变时，U 也随d 、S 、εr 的变化而变化． 由E ＝U d ＝Q Cd ＝4πkQ εr S ∝1εr S可知，E 随S 、εr 的变化而变化，而与d 无关． 【例3】(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 ＝εr S 4πkd 得，当d 变大时，C 变小．再由C ＝Q U得U 变大；当A 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4】(多选)如图所示，两块较大的金属板A 、B 相距为d ，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 ．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q U d＝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q U d＜mg ，油滴向下加速运动，所以选项B 正确．若将A 向下平移一小段位移，电容C 变大，电压U 不变，则Q 变大，所以电流由a →b ，此时q U d＞mg ，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，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．2．某平行板电容器的电容为C ，带电量为Q ，相距为d ，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( )A.2kQq d 2B.4kQq d 2C.Qq CdD.2Qq Cd【答案】C【解析】由电容的定义式C ＝Q U 得，板间电压为U ＝Q C .板间场强大小为E ＝U d.点电荷所受的电场力大小为F ＝qE ，联立得到F ＝Qq Cd. 3．(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Q 、电势差U 、电容C 之间相互关系的图像，其中正确的是( )A B C D【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Q 的大小和两极板间的电势差U 的大小无关，不能认为C 与Q 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电势差成正比，其比值为电容器的电容，故C 正确．4．如图所示，电源A 两端的电压恒为6 V ，电源B 两端的电压恒为8 V ，当开关S 从左扳到右时，通过电流计的电荷量为1.2×105 C ，则电容器的电容约为 ( )A ．2×10－5 FB ．1.5×10－6 FC ．6×10－6 FD ．8.6×10－7 F【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Q ＝CU A ，当开关S 扳到右边时，电容器上极板带负电，所带电荷量Q ′＝CU B ，该过程中通过电流计的电荷量ΔQ ＝Q ＋Q ′＝C (U A ＋U B )＝1.2×10－5 C ，解得电容约为8.6×10－7 F ，选项D 正确．5．(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 ( )A．A板向上移动B．B板向右移动C．A、B板之间插入电介质D．使两极板带的电荷量减小【答案】AB【解析】由公式C＝εr S4πkd和U＝QC得U＝4πkdQεr S.电容器充电后，与静电计相连，电容器带电荷量Q几乎不变，A板上移，两板的正对面积S减小，U增大，静电计指针张角变大，A正确；B板向右移，d增大，U增大，指针张角变大，B正确；A、B板之间插入电介质，U减小，指针张角变小，C错误；Q减小，U减小，指针张角变小，D错误．。

班级： 姓名：§2.4《电容器与电容》预习案【预习目标】1．知道什么是电容器以及常用的电容器。

2．知道电容器充电和放电时能量的变化。

3．知道平行板电容器的电容与哪些因素有关，有什么关系。

4．知道公式C ＝εr S4πkd.及其含义。

5．理解电容器电容的概念及其定义C ＝QU.，并能用来进行有关的计算。

【重点难点】重点：电容的概念及其公式的应用； 难点：电容器的电容的决定因素。

一、【预习要求】1．电容器的组成电路中，具有 电荷功能的装置叫做电容器，两个彼此绝缘的 即组成一类最简单的电容器，叫做 电容器．2．电容器的充放电过程(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 ，公式为C ＝Q U. (2)物理意义：表示电容器 的物理量． (3)单位：1 F ＝ μF ＝ pF. 4、平行板电容器(1)构成：由两个彼此绝缘的 构成． (2)电容的决定因素①决定因素：两板间 ，两板的 ，两板间电介质的 r . ②关系式： .5、常见电容器 （1）分类.⎩⎪⎨⎪⎧按电介质分：聚苯乙烯电容器、陶瓷电容器、 电解电容器等按电容是否可变分：固定电容器、可变电容器（2）电容器的额定电压(1)额定电压：电容器 时的电压的上限． 二、【问题思考】1．比值定义法是物理上常用定义物体量的方法，列举你所了解的用值定义法定义的物理量．2．根据公式C ＝QU，能否说电容C 与电容器所带的电荷量Q 成正比，与两极板间的电势差U 成反比？3．在选用电容器时应注意什么问题？4．如图1－8－1所示，开关S 与“1”端接触后，再与“2”端接触，灯泡是否发光？怎样解释？若发光，电流方向如何？图1－8－1预习完成后，请把你认为难以解决的问题记录在下面的表格中(1)电容大的电容器带电量一定多．( )(2)电容的单位有F ，μF ，pF,1 F ＝103μF ＝106pF.( )(3)电容为C 的电容器所带电荷量为Q ，若电荷量增大为2Q ，则电容变为2C .( ) (4)电容器所带的电荷量Q 是指电容器的一个极板上所带电荷量的绝对值．( ) (5)电容器放电的过程就是两极板电荷中和的过程．( ) (6)电容器外壳上标的是额定电压．( ) (7)电解电容器使用时，正、负极不能接反．( ) (8)平行板电容器间插入电介质时电容变大．( ) (9)平行板电容器带电量为零时，其电容为零．( )学生分组探究一 对电容的理解(深化理解)第1步 探究——分层设问，破解疑难1．电容器在充、放电的过程中，能量如何转化？ 2．为什么说电容器的电容描述了电容器容纳电荷的本领？ 第2步 结论——自我总结，素能培养 1．对电容的理解(1)电容器容纳电荷的本领相当于直筒形容器容纳水的本领．电容相当于直筒形容器的底面积，底面积越大，水位每上升1个单位高度，水量就增加得越多，而对应的电容越大，类似地两极板间电压每升高1 V ，两板就会容纳更多的电荷量．这里的“容纳”并不是指容器可盛的最大水量或电容器可带的最大电荷量．(2)通过Q －U 图象理解，如图1－8－3所示，Q －U 图象是一条过原点的直线，其中Q 为一个极板上所带电荷量的绝对值，U 为两板间的电势差，直线的斜率表示电容大小．因而电容器的电容也可以表示为C ＝ΔQΔU，即电容的大小在数值上等于两极板间的电压增大(或减小)1 V 所增加 图1－8－3 (或减少)的电荷量．2．公式C ＝Q U 与C ＝εr S4πkd的比较第3步 例证——典例印证，思维深化一个电容器所带的电荷量为4×10－8C ，两极板间的电压是2 V ，那么这个电容器的电容是多少？如果电容器的电荷量减少了1×10－8C ，则板间电压变成多少？【思路点拨】 电容器的电容C 可用公式C ＝Q U计算，且电容与电荷量无关，只由电容器本身决定．电容器电容、电荷量、电压的分析电容器的电容只由电容器本身决定，与电荷量两极电压无关，因此，在分析电荷量、电压时电容器电容不变是分析问题的关键点．第4步巧练——精选习题，落实强化1．电容器A的电容比电容器B的电容大，这说明( )A．A所带的电荷量比B多B．A比B能容纳的电荷量多C．A的体积比B的体积大D．两个电容器的电压都改变1 V时，A的电荷量改变比B大2．(多选)对于给定的电容器，下列是描述电容C、所带电荷量Q、电势差U之间的相互关系的图线，正确的是( )。