人教版高中物理选修(3-1)-1.8《电容器的电容》优教导学案

课题：1.8电容器的电容【学习目标】1.学生 知道什么是电容器以及常用的电容器。

2. 学生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学生.知道平行板电容器的电容公式及其含义，会进行动态分析。

【学习重点】电容的概念；电容的定义和引入；对平行板电容器的动态分析。

【学习难点】电容【学法建议】 阅读、讨论、理论推理、合作探究 【知识衔接】自主学习：（阅读P29 独立完成 、 合作探究等 完成以下问题） 1、 试探究分析电容器有何作用?2、怎样让电容器带上电荷？这个过程叫什么？电容器两极板所带电荷量及电性有何关系?电容器两极板上电荷分布在哪里?何为电容器的电荷量? 怎样让电容器失去电荷？充放电过程中流过电流表电流方向如何？3、 电容器的电容定义，定义式，单位各是什么？物理意义是什么？合作探究：4.平行板电容器的电容会和那些因素有关？如图所示电容器充完电后与电源断开 1）、如果B 不动，改变A B 板间距离，发现静电计指针偏角变大，说明什么？变小呢？ 角变大，电容 ；角变小，电容 ；结论：2）、如果B 不动，A 板竖直向上移动少许，讨论静电计 指针张角变化与对应电容变化的关系角变大，电容 ；角变小，电容 ； 结论：3）如果在两板之间插入某种介质，讨论静电计指针张角变化与C ＋＋＋＋A °· S E＋－A° ·SEU=0对应电容变化关系：角变大，电容 ；角变小，电容 ； 结论：总结：平行板电容器的电容与 有关。

公式： 。

5、请带着这样以下几个问题阅读课本第31页常用电容器部分内容。

⑴常用电容器，从构造上看，可以分为哪两类？⑵电容器常见的损坏原因是什么？【练习检测】1．关于电容器的充放电，下列说法中正确的是( ) A.充放电过程中外电路有瞬间电流 B.充放电过程中外电路有恒定电流C.充电过程中电源提供的电能全部转化为内能D.放电过程中电容器中的电场能逐渐减少★2．电容器A 的电容比电容器B 的电容大，这表明( ) A.A 所带的电荷量比B 多 B.A 比B 能容纳更多的电荷量 C.A 的体积比B 大D.两电容器的电压都改变1 V 时，A 的电荷量改变比B 的大3．根据电容器的定义式 可知( )A.电容器电容越大，电容器所带电荷量就越多B.电容器的两极板间电势差越大，电容越大C.电容器的电容与所带电荷量成正比，与两极板间的电势差成反比D.电容器的电容不随带电荷量及两极板间的电势差的变化而变化Q C=U归纳总结：【达标检测】1．下列关于电容器和电容的说法中，正确的是 ( )A．根据C=Q／U可知，电容器的电容与其所带电荷量成正比，跟两板间的电压成反比B．对于确定的电容器，其所带的电荷量与两板间的电压(小于击穿电压且不为零)成正比C ．无论电容器的电压如何变化(小于击穿电压且不为零)，它所带的电荷量与电压比值恒定不变D．电容器的电容是表示电容器容纳电荷本领的物理量，其大小与加在两板上的电压无关2．关于电容器及其电容的叙述，正确的是( )A．任何两个彼此绝缘而又相互靠近的导体，就组成了电容器，跟这两个导体是否带电无关B．电容器所带的电荷量是指每个极板所带电荷量的代数和C．电容器的电容与电容器所带电荷量成反比D．一个电容器的电荷量增加ΔQ＝1.0×10－6C时，两板间电压升高10 V，则电容器的电容无法确定*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与静电计外壳接地.若极板B稍向A移近一点，则观察到的静电计指针变化和可以做出的结论是( )A.静电计指针张角变大，极板上的电荷量变小B.静电计指针张角变大，极板上的电荷量变大C.静电计指针张角变小，两极板间的电压变小D.静电计指针张角变小，两极板间的电压变大**4.电容器的电容为20μF，原来带有2.0×10-4C的电量。

2019-2020年人教版高中选修3-1 第1章第8节电容器的电容（教案）【知识与技能】1．知道什么是电容器及常见的电容器2．知道电容器充电和放电时的电流情况3．理解电容器电容的概念及物理意义【过程与方法】通过观察视频，了解电容器的构造和特点，通过类比法理解电容器的电容概念。

【情感态度与价值观】1．培养学生互相讨论，互相协助，大胆创新的精神。

2．渗透内因决定事物本质的哲学观点,3．展示电容器两极带等量异种电荷，让学生体会物理学中的对称美【教学过程】★重难点一、电容器和电容★一、电容器1．电容器的功能和构造(1)功能：储存电荷和电能的元件(2)构造：两个彼此绝缘又互相靠近的导体组成一个电容器(3)平行板电容器：两块彼此隔开平行放置的金属板构成的最简单的电容器．两块金属板称为电容器的两极．(4)电容器的电荷量：电容器工作时，它的两块金属板的相对表面总是分别带上等量异种电荷＋Q和－Q，任意一块极板所带电荷量的绝对值．叫做电容器的电荷量．2．电容器的充电和放电(1)充电：电源使电容器的两极板带上等量异种电荷的过程．如图甲．(2)放电：用导线将充好电的电容器的两极板相连，使两极板的异种电荷中和的过程，如图乙．(3)电容器充放电时的能量转化：充电后，电容器储存了电能．放电时，储存的电能释放出来，转化为其他形式的能． 二、电容1．定义：电容器所带的电荷量Q 与电容器两极板间电势差U 的比值，叫做电容器的电容． 2．定义式：C ＝Q U.3．物理意义：电容是描述电容器储存电荷能力的物理量．4．单位：法拉，简称法，符号F ，还有微法(μF)和皮法(pF)，关系1 F ＝106μF ＝1012 pF. 5．对电容定义式C ＝QU 的理解(1)电容由电容器本身的构造决定电容器的电容是反映电容器容纳电荷本领大小的物理量，用比值C ＝QU 来定义，但它却与Q 、U 无关，是由电容器自身的构造决定的，即使电容器不带电，其电容仍然存在，并且是一个确定的量．(2)定义式C ＝QU 表明，电容器所带的电荷量由电容器的电容和电容器两极板间的电势差U 决定，Q 与U 成正比．与C 成正比．但不能说电容C 与Q 成正比，与U 成反比． 6．通过Q -U 图象来理解C ＝QU电容的Q -U 图象是一条过原点的直线，其斜率等于电容器的电容．其中Q 为一个极板上所带电荷量的绝对值，U 为两极板间的电势差，可以看出，电容器电容也可以表示为C ＝ΔQΔU ，即电容器的电容的大小在数值上等于两极板间的电压增加(或减小)1 V 所需增加(或减小)的电荷量．三、常见的电容器1．电容器的种类(1)按电容是否可变①固定电容器：固定电容器的电容是固定不变的，如聚苯乙烯电容器和电解电容器．②可变电容器：是一种可以改变电容大小的电容器，通常由两组铝片组成，其中一组固定不动的叫定片，另一组可以转动的叫动片，转动动片时，两组铝片的正对面积发生变化，电容就随着改变．可变电容器的绝缘物质通常为空气或塑料介质．(2)按照电介质不同有纸介电容器、陶瓷电容器和电解电容器等2．电容器的符号(1)固定电容器：符号为“”(2)可变电容器：符号为“”(3)电解电容器：符号为“”3．击穿电压和额定电压(1)击穿电压：加在电容器两极板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．(2)额定电压：电容器长期工作时所能承受的电压．电容器外壳上标的就是额定电压，它比击穿电压要低．【典型例题】如右图所示连接电路，电源电动势为6V，先使开关S与1端相连，电源箱电容器充电，这个过程可以瞬间完成，然后把开关S掷向2端，电容器通过电阻R放电，电流传感器将测得的电流信息传入计算机，屏幕上显示出电流随时间变化的图线如图所示，据此图可估算电容器释放的电荷量，并进而估算电容器的电容为A ．0.2FB ．-21.310F ⨯ C ．-34.510F ⨯ D ．45.510F -⨯ 【答案】D★重难点二、平行板电容器★ 一、平行板电容器 1．平行板电容器(1)基本结构：由两块彼此绝缘、互相靠近的平行金属板组成，是最简单的，也是最基本的电容器．(2)板间电场：板间(除边缘外)形成匀强电场，电场强度大小为E ＝U /d ，方向垂直极板平面． 2．平行板电容器的电容大小的决定因素探究(1)方法：采取控制变量法，在电容器带电荷量Q 不变的情况下，只改变电容器的极板正对面积S ，板间距离d ，板间电介质εr 中的一个量．(2)静电计电势差的意义：由于静电计的金属球与其中一个极板相连，两者电势相等，静电计的金属外壳与另一个极板相连(或同时接地)，两者电势相等．所以静电计的电势差实质上也反映了电容器两极板间的电势差的大小． 3．平行板电容器的电容(实验结论)平行板电容器的电容C 与极板的正对面积S 及板间的电介质的相对介电常数εr 成正比，与极板间距离d 成反比，则C ＝εr S 4πkd .4．C ＝Q U 与C ＝εr S4π kd 的比较【特别提醒】(1)上述实验只能证明电容C 与εr 、S 和d 有关，公式C ＝εr S4πkd 是进一步精确实验得出的．式中的k 为静电力常量．(2)公式中，εr 是一个常数，与电介质的性质有关，称为电介质的相对介电常数．真空的相对介电常数为1，空气的相对介电常数与1十分接近．(3)公式C ＝εr S4πkd 为平行板电容器的决定式，此式表明电容器C 完全由电容器本身决定，与电容器所带电荷量Q 及极板间电压U 无关． 二、平行板电容器的动态分析 1．两类基本问题(1)电容器和一电源相连，让电容器的某一物理量发生变化，求其他物理量的变化。

D．对于确定的电容器，它所充的电荷量跟它两极板间所加电压的比值保持不变 3、如图电路中，A、B 为两块竖直放置的金属板，G 是一只静电计，开关 S 合上时， 静电计张开一个角度，下述情况中可使指针张角增大的是（ A、合上 S，使 A、B 两板靠近一些 B、合上 S，使 A、B 正对面积错开一些 C、断开 S，使 A、B 间距增大一些 ）
-8
2、对电容 C＝Q/U，以下说法正确的是( A．电容器充电荷量越大，电容增加越大 B．电容器的电容跟它两极所加电压成反比 C．电容器的电容越大，所带电荷量就越多
6、如图所示，相距为 d，水平放置的两平行金属板 a、b 的电容为 C，开始时两板 均不带电，a 板接地且中央有孔。现将电荷量为 q、质量为 m 的带电液一滴一滴地 从小孔正上方 h 处无初速的滴下，竖直落到 b 板上层，电荷全部被 b 板吸收（重力 加速度为 g，不计空气阻力），试求：①能够到达 b 板的液滴数不会超过多少？② 若能够到达 b 板的液滴数为 k，则第 k+1 滴液将如何运动？
【典例分析】
1、 一个平行板电容器， 当其电荷量增加 Δ Q＝1.0×10 C 时， 两板间的电压升高 Δ U ＝10 V，则此电容器的电容 C＝ 电荷量 Q＝ C. ）
-5 -6
F．若两板间电压为 35 V，此时电容器的带
S
C
V H
Q U
2、某电容器上标有“1.5μ F，9V”，则该电容器（ A、所带电荷量不能超过 1.5×10 C C、所加的电压不应超过 9V
课题 【自主学习】
一、电容器 1、平行板电容器的构造： 2、电容器的充电过程 充电现象： 能量如何转化： 充电结果：电容器两极板带
电容器
电容
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。 。 。 三、探究影响平行板电容器电容的因素 1、探究影响平行板电容器电容的因素 ①如课本 P42 图 2—31a，若保持 Q 和 d 不变，减小 S，发现 U 增大；反之增大 S，发 现 U 减小。 结论： S 减小时 C ； S 增大时， C ， 即S与C成 。

班级姓名座位《1．8电容器的电容》导学案审核组：高二物理组编写人：周到寄语：自己最大的敌人就是自己，我们一定要勇于战胜自己。

一、学习目标：1．知道什么是电容器和电容器的功能．2．理解电容是表征电容器容纳电荷本领的物理量．3．会计算平行板电容器的电容．4．知道常用的电容器有固定电容器和可变电容器两大类．二、学习重点和难点：电容的概念和电容的引入三、新课学习：（一）电容器：1．构成：两个__________又____________的金属板2．作用：______电荷3．最简单的电容器：两块平行金属板构成，中间夹上一层绝缘物质——介质两块金属板称为电容器的两个极符号： C4．电容器的充电和放电：按图连接电路(注意电源电压不得超过电容器的最大耐压值)．当S接a和接b时，观察电流表指针的偏转情况．[现象]:当S接a时,电流表指针发生偏转．当S接b时,电流表指针反向偏转．图一图二分析：当s与a电源接通时（图一），电路中有电流通过，使电容器的两个极板，分别带上了_________，这个过程叫充电。

当s与b接通时（图二）用导线把已经充电的电容器的两极板连接起来时，导线中有电流通过，最后两极板上的电荷_______，这一过程就叫放电a.充电：使电容器带电b.放电：使带电的电容器不带电。

5．充电和放电过程中能的变化：充电后，电源断开，两个极板上都保存有电荷，两板间有电场存在，电源的电能就储存在电场当中，我们称之为电场能a．充电过程，电源的______转化为电容器的________放电后，两极板不再有电荷，所以不存在电场，也就没有了电场能b．放电过程，电容器的_______转化为其他形式的能总结：1、充电时，2、放电时，（二）电容1．电容器所带电量：2．电容器的电容充电后，两极板有了电荷，两极板间就存在电势差，而且两极板的电荷越多，电势差就越大，这个电势差跟电容器所带的电荷量有什么样的定量关系呢？a．概念：_______________________________________b．公式：C=_______c．单位:国际单位_____符号（）；常用单位微法（μF）；皮法（PF）换算 1F=_____μF=______PFd.电容是__________________________的物理量对于一个容器，容纳水的本领是由容器本身结构决定的，那么电容器的电容和什么因素有关呢？现在我们就来研究最简单的电容器——平行板电容器的电容与那些因素有关？（三）平行板电容器的电容【实验演示】看课本30页图1.8-5：决定平行板电容器电容大小的因素（1）[演示]利用静电计讨论电容器的决定因素：静电计是在验电器的基础上制成的,用来测量电势差.从指针的偏转角度可以量出两个导体之间的电势差U.（2）同学们注意观察现象并思考下列问题：（a）保持Q和S不变，d越大，静电计的偏转角度如何变化？ C＝Q／U，电容C如何变化？（b）保持Q和d不变， S越小,静电计的偏转角度如何变化？ C＝Q／U，电容C如何变化？（c）保持Q、d、S都不变,在两极板间插入电介质板, 静电计的偏转角度如何变化？C＝Q／U，电容C如何变化？（3）结论:平行板电容器的决定式：结论：平行板电容器的电容C跟__________成正比，跟_________成正比，跟_______成反比。