2019鲁科版选修(3-1)第四节《电容器 电容》word学案

第4节电容器电容学案【学习目标】1理解电容的概念；掌握影响平行板电容器电容的因素；提高运用其公式进行简单计算的能力2、自主学习、合作探究，学会用控制变量法探究影响平行板电容器电容的方法；3、激情投入，体会电容器在实际生活中的广泛应用，全力以赴培养探究新事物的兴趣。

【重点、难点】掌握电容器的概念、定义式及平行板电容器的电容。

电容器的电容的计算与应用【预习自学】1、电容器构造2、电容器的充电、放电（1 ）画出电容器充电示意图与放电示意图（2）充电后两板间有了电场，具有电场能，电容器在充、放电的过程中的能量转化关系是什么？带电量Q板间电压U、板间场强E如何变化？3、电容（1）甲电容器两板各带2 C电量，板间电压为2000 V，乙电容器两板各带3 C电量，板间电压为4000 V,能否说乙电容器容纳电荷的能力大呢？一个电容器容纳电荷的本领应如何描述呢？（2）电容怎样定义是的？写出电容的定义式、单位，常用单位的转换关系？C由Q U 决定吗?（3）电容大说明电容器容纳的电荷多吗？说明原因。

（4）写出平行板电容器的决定式及各个符号的含义。

4、平行板电容器的两类典型问题：（1）平行板电容器充电后，继续保持电容器两极板与电池两极相连接，电容器的r变化，将引起电容器的C Q U、E怎样变化?（2）平行板电容器充电后，切断与电源的连接，电容器的 容器的C 、Q U E 怎样变化?5、平行板电容器充电后，与电池两极断开连接，当两极板间的距离减小时（）A. 电容器的电容 C 变大B.电容器极板的带电量 Q 变大C. 电容器两极间的电势差 U 变大D.电容器两极板间的电场强度 E 不变6、如图所示，S 闭合的瞬间和平行板电容器充电稳定后增大两极板距离的过程中，对电阻 R 来说，有无电流通过，如果有，方向怎样 ？【例题精析】例1有一充电的平行板电容器，两板间电压为 3 V ,现使它的电荷量减少 3X 10-4C ,于是1电容器两板间电压降为原来的丄，此电容器的电容是多大，电容器原来的带电荷量是多少 3库仑？若电容器极板上的电荷量全部放掉，电容器的电容是多大？变式 当一个电容器所带电荷量为 Q 时，两极板间的电势差为 U ，如果所带电荷量增大为2Q ，则 ( )变式、如图所示，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 合上后,d 、S 、&下标r 变化，将引起电A .电容器的电容增大为原来的2倍，两极板间电势差保持不变 B .电容器的电容减小为原来的1/2倍，两极板间电势差保持不变C .电容器的电容保持不变，两极板间电势差增大为原来的 2倍 D.电容器的电容保持不变，两极板间电势差减少为原来的1/2倍例2、如图所示，先接通 S 使电容器充电，然后断开 S,当增大两极板间距 离时，电容器所带电荷量 Q 电容C 两板间电势差 U 电容器两极板间场 强的变化情况是（ ）A. Q变小，C 不变，U 不变，E 变小 B . Q 变小，C 变小，U 不变，E 不变 C. Q 不变，C 变小，U 变大，E 不变D . Q 不变，C 变小，U 变小，E 变小静电计指针张开一个角度.下述哪些做法可使指针张角增大（）A. 使A 、B 两板靠近一些B. 使A 、B 两板正对面积错开一些C. 断开S 后，使B 板向右平移拉开一些D. 断开S 后，使A 、B 正对面积错开一些例3、对于水平放置的平行板电容器，下列说法正确的是（ ）A. 将两极板的间距加大，电容将增大B. 将两极板平行错开，使正对面积减小，电容将减小C. 在下板的内表面上放置一面积和极板相等、厚度小于极板间距的陶瓷板，电容将增大D. 在下板的内表面上放置一面积和极板相等、厚度小于极板间距的铝板，电容将增大 【巩固练习】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比恒定不变D .电容器的电容是表示电容器容纳电荷本领的物理量, 2. 如图1 — 7— 5所示，在开关 S 闭合时，质量为 m 的带电液滴处于静止状态，那么, F 列判断正确的是（）A. 开关S 断开，极板上电荷量将减小，电压降低B. 开关S 断开，极板间距离减小，则极板上电荷量减小C. 开关S 断开.极板间距离减小，则极板间的电压减小D. 开关S 断开，极板间距离减小，则带电液滴向下运动3.如图所示，两板间距为 d 的平行板电容器与一电源连接，开关间的一质量为 m,带电荷量为q 的微粒静止不动，下列各叙述中正确的是（ ）（小于击穿电压且不为零）成正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S 闭合，电容器两板其大小与加在两板上的电压无图 1 —A .微粒带的是正电B.电源电动势的大小等于mgd「qC .断开开关S,微粒将向下做加速运动D.保持开关S闭合，把电容器两极板距离增大，将向下做加速运动4.如图1 —7—9所示，A、B 是平行板电容器的两个极板，B板接地，A板带有电荷量+Q,板间电场中有一固定点P,若将B板固定，A板下移一些；或者将A板固定，B板上移一些，在这两种情况下，以下说法中正确的是A. A板下移时，P点的电场强度不变,B. A板下移时，P点的电场强度不变,C. B板上移时，P点的电场强度不变,D. B板上移时，P点的电场强度减小,5. . 一个平行板电容器，当其电荷量增加( )+(?百L1P点电势不变P点电势升高”匚一P点电势降低图1 —7—9P点电势降低6△ Q= 1.0 >TO-C时，两板间的电压升高AU=10 V,则此电容器的电容C = __________ F .若两板间电压为35 V,此时电容器的带电荷量______________________ Q______ C.-8 46.平行板电容器两板间距为4cm,带电5.0床0 C,板间电场强度为4.5床0 N/C,则其电容C = ________ F，若保持其他条件不变而使两板正对面积减为原来的__________________ 1/4，则其电容变7.平行金属板A、B组成的电容器，充电后与静电计相连，如图指针张角变大•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之间插入电介质D .使两板带的电荷量减小8•如图I—7—10所示，平行放置的金屑板A、B组成一只平行板电容器，对以下两种情况：(1)保持开关S闭合，使A板向右平移错开一些；(2)S闭合后再断开，然后使A板向上平移拉开些.讨论电容器两扳间的电势差U、电荷量Q、板间场强E的变化1 —7—8，要使静电计情况.。

《电容器的电容》教学设计授课年级：高二
教师活动设计意图引入：盛水的容器是水容器，盛电的容器是电容器。

【课件展示】：几种不同规格、型号、外型的电容器。

电容器是电气设备中的一种重要元件，在电子技术、电工技术中
有很重要的应用。

【图片展示】电视机、VCD的内部电路里的电容器。

除了电视机、VCD外，电风扇、日光灯、收音机、等电器中也
有广泛的应用。

本节来认识电容器及其相关问题。

新课教学：
一、电容器
1. 电容器的构造：
【视频展示】一个电容器，并将其拆开，让大家观察它的构造。

学生观察总结,可以得出：该元件有两片锡箔（导体），中间是一层薄膜（绝缘体）。

板书：1、电容器：任何两个彼此绝缘又相距很近的导体都可以看成一个电容器。

板书：2电路图的符号
引申电容器的概念：类似这样，在两个相互靠近的导体中间夹上一层绝缘物质就构成一个电容器。

这两个导体叫做电容器的两个极板，中间的绝缘物质叫电介质。

【思考】两个平行金属板夹上一层绝缘物质能否构成一个电容器？
构成，这种电容器叫平行板电容器，它是一种最简单的电容器。

两平行导体板夹上一层绝缘物质（空气也算）构成平行电容器。

实物的展示与实际生活的联系使学生对电容器充满兴趣。

实物的演示让学生的认识从感性升华到理性。

Q
=
U
简称：法符号：
．物理意义：描述电容器容纳电荷本领的物理量。

【提问】怎么理解呢？。

鲁科版高二物理选修3《电容器电容》教案及教学反思本文是对鲁科版高中物理选修3《电容器电容》课程的教学内容进行总结和反思，希望能够给广大教师提供一些帮助和借鉴。

1. 教学目标通过学习本节课程，让学生掌握以下知识和能力：•理解电容的概念和计算方法；•掌握不同电容器的特点和应用；•能够利用电容器解决实际问题。

2. 教学过程2.1 教学前的准备工作在进行本节课程教学前，需要做好以下准备工作：•准备好教材、教具和实验器材；•复习相关知识，查阅教学资料；•制定详细的教学计划和课堂设计。

2.2 教学步骤本节课程的教学步骤分为以下几个方面：2.2.1 知识导入首先，介绍电容的概念和单位，引导学生理解电容的物理意义和计算方法，可以通过实例和图示进行讲解。

例如可以用以下问题来导入：•电容是什么？有什么用途？•如何计算电容？有哪些常见的单位？2.2.2 知识扩展其次，介绍不同类型的电容器和其特点、使用场景。

可以通过实验、演示以及视频来加深学生的理解。

例如可以进行以下实验：•制作一个简单的电容器，观察和测量电容值；•通过示波器观察和测量电容器的充电和放电过程。

2.2.3 知识运用最后，通过应用题和案例，引导学生能够利用电容器解决实际问题。

例如可以使用以下案例：•如何利用电容器为直流电路提供滤波？•如何设计一个简单的光控开关电路？2.3 教学方法在本节课程的教学过程中，采用了以下一些教学方法：•课堂讲解：通过讲解来介绍课程内容、解释概念和原理。

•互动提问：通过提问来促进学生思考和表达。

•实验演示：通过实验演示来加深学生的理解和认识。

•小组讨论：通过小组讨论来激发学生的学习兴趣和思考能力。

•独立思考：让学生独立思考和解决问题，培养学生的创新意识和实践能力。

3. 教学效果通过本节课程的教学，我们取得了以下的教学效果：•学生对电容的概念和原理有了更深入的理解和认识；•学生掌握了不同类型的电容器的特点和应用；•学生能够运用电容器解决实际问题的能力得到了提升。

一. 教学内容：第4节 电容器 电容（一）基础知识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）电容器的工作基础：①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。

②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：UQ C =。

（2）物理意义：电容是表示电容器容纳电荷本领的物理量，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（F μ）和皮法（pF ）。

关系：pF 10F 10F 1126=μ=。

（3）电容器的电容仅由电容器的结构决定，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UQ C =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结构决定的，只是比值U Q 可以来量度电容器的电容。

即使电容器不带电，电容器的容纳电荷的本领也不变，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C U U U -=电越来越小。

电容器电容教材分析：《电容器电容》是本章的重点和难点，在教材中占有重要地位。

它是学完匀强电场后的一个重要应用，也是后面学习交流电路（电感和电容对交流电的影响）的预备知识，在教材中起承上启下的作用。

学习目标：（一）知识与能力：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.理解电容的概念及其定义式C=Q/U，并能用来进行有关的计算。

4.知道平行板电容器的电容与哪些因素有关，有什么关系。

（二）过程和方法：1.知道利用比值法定义物理量，利用类比的方法理解电容器的电容。

2.学会在实验中用控制变量法的实验方法，提高学生综合运用知识的能力。

（三）情感态度价值观：体会电容器在实际生活中的广泛应用，培养学生探究新事物的兴趣。

教学重点：电容的概念和平行板电容器的电容与其影响因素之间的关系。

教学难点：1.电容的定义和引入。

2.对平行板电容器的动态分析。

教学方法：类比法实验探究法教学用具：电视机电路板和楼灯声光控电路板、电源、导线、玻璃棒、橡胶棒、毛皮、丝绸、平行板电容器、静电计、绝缘电介质、多媒体、金属碗具教学模式：“互联网+”微课导学教学模式教学环境：在网络环境下充分运用Hiteach系统智慧课堂教学软件与教师平板形成互联互动的教学环境及智慧课堂IRS抢答器等、QQ高清视频.功能展示：①批注功能；②放大功能；③拍照/实物投影功能；④课堂互动功能；⑤Hiteach抢答功能;⑥Hiteach统计功能；；⑦PPT投影功能；⑧放大功能；课时安排：1课时新课教学：PPT 投影功能 PPT 投影 功能；视频试题推送功能; 课堂互动功能；教师启发提问：两个靠近的同学是否构成一个电容器？两个平行相对放置的金属板能否构成一个电容器？（出示平行板电容器）学生思考作答：能，人体和金属板是导体，中间的空气是绝缘物体。

教师总结：这种电容器叫平行板电容器，其中的绝缘物质电介质是空气。

演示：电容器的充电、放电过程，并提醒学生观察灵敏电流计指针的偏转方向。

第4节电容器电容课堂互动三点剖析一、电容器电容的决定因素QU （1）电容器电容的定义式为C= 身的构造因素决定. ，但电容与定义它的物理量Q、U无关，电容C由电容器本（2）平行板电容器的电容C：与平行板的正对面积S、电介质的相对介电常数εr成正比，与极板间的距离d成反比，平行板电容器电容的决定式为：C=εr S k d，式中k为静电力常量.不难看出，电容器的电容大小是由本身的特性决定的.电容是描述电容器的特性的物理量，与电容器带电荷量的多少、带不带电无关.【例1】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3×10-4 C，于是电容器两板间电压降为原来的13，此电容器的电容是多大，电容器原来的带电荷量是多少库仑？若电容器极板上的电荷量全部放掉，电容器的电容是多大？解析：（1）电容器两极间电势差的变化量为ΔU=（1- 13）U=23×3 V=2 V由C=QU ，有C=34102=1.5×10-4 F=150 μF（2）电容器原来的电荷量为Q，则Q＝CU＝1.5×10-4×3C=4.5×10-4 C.（3）电容器的电容是由本身决定，与是否带电无关，所以电容器放掉全部电荷后，电容仍然是150μF.答案：150 μF 4.5×10-4 C150 μF温馨提示Q电容的定义式C= 中的Q是电容器的带电荷量，是其中一个极板上带电荷量的绝对值，UQ 不是两个极板上的电荷量的绝对值之和.另外电容的计算还可以用其定义式的推广式C =U 来计算，其中ΔQ表示带电荷量的变化，ΔU表示电压的变化.二、平行板电容器的两类典型问题1.平行板电容器充电后，继续保持电容器两极板与电池两极相连接，电容器的d、S、εr变化，将引起电容器的C、Q、U、E怎样变化?由于电容器始终连接在电源上，因此两板间的电压U保持不变，可根据下列几式讨论C、Q、E的变化情况：C=Sr 14πkdd，2.平行板电容器充电后，切断与电源的连接，电容器的d、S、εr变化，将引起电容器的C、Q、U、E怎样变化?这类问题由于电容器充电后切断与电源的连接，使电容器的带电荷量Q保持不变，可根据下列几式讨论C、U、E的变化情况：1SSQQ 4πkd d U Q Q 4πkQ 1 C=,U, E.rr4π CSSSkddSS d CdSdrrrrrr4πkd 4πkd【例 2】 如图 2-4-1所示，先接通 S 使电容器充电，然后断开 S ，当增大两极板间距离时，电容器所带电荷量 Q 、电容 C 、两板间电势差 U 、电容器两极板间场强的变化情况是（ ）图 2-4-1A.Q 变小，C 不变，U 不变，E 变小B.Q 变小，C 变小，U 不变，E 不变C.Q 不变，C 变小，U 变大，E 不变D.Q 不变，C 变小，U 变小，E 变小解析：电容器充电后再断开 S ，其所带电荷量 Q 不变，由 C ∝S r d可知，d 增大时，C 变小.又因 U =Q C U Q Q 4kQ 1，所以 U 变大.对于场强 E ，由于 E =.rSdd CdS Srr4kd所以 E 与间距 d 无关，即间距 d 增大，E 不变化. 答案：C 温馨提示U d求解此类问题时一定要经过认真的计算，不能盲目下结论.在分析场强 E 时，从 E =来 看，d 增加，U 也增大，不能直接分析出 E 的变化情况，因此，还要将 U 进行再分析.一般的分 析步骤是先用平行板电容器电容的决定式判断出电容的变化，再应用定义式判断电压或电荷量 的变化.各个击破 类题演练 1根据电容器的定义式 C =Q ／U 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.电容器的电容与其带电荷量成正比，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解析：电容器的电容仅由电容器本身决定，与是否带电及带电多少没有关系，与两板间的电势差也没关系.我们只能通过题给公式计算电容和判断带电多少与两板间电势差的关系.答案：D变式提升1如图2-4-2是描述对给定的电容器充电时电荷量Q、电压U、电容C之间相互关系的图象，其2中正确的是（ ）图 2-4-2解析：无论电容器的带电荷量和两板间的电势差怎么改变，电容器的电容都不会改变. 答案：BCD 类题演练 2（经典回放）对于水平放置的平行板电容器，下列说法正确的是…（ ） A.将两极板的间距加大，电容将增大B.将两极板平行错开，使正对面积减小，电容将减小C.在下板的内表面上放置一面积和极板相等、厚度小于极板间距的陶瓷板，电容将增大D.在下板的内表面上放置一面积和极板相等、厚度小于极板间距的铝板，电容将增大 解析：由 C =Sr4πkd可知各因素对平行板电容器电容大小的影响是：①电容随正对面积的增大而增大；②电容随两极间距离的增大而减小；③在两极板间放入相对介电常数大于 1的电介质， 电容增大.据上面叙述可直接看出、C 选项正确.对 D 选项，实际上是将铝板和下极板作为 一个整体的金属极板，减小了平行板的间距，导致电容增大.所以本题正确选项应为 BCD. 答案：BCD 变式提升 2如图 2-4-3所示，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 合上后， 静电计指针张开一个角度.下述哪些做法可使指针张角增大（ ）图 2-4-3A.使 A 、B 两板靠近一些B.使 A 、B 两板正对面积错开一些C.断开 S 后，使 B 板向右平移拉开一些D.断开 S 后，使 A 、B 正对面积错开一些解析：图中静电计的金属杆接 A 极，外壳和 B 板均接地.静电计显示的 A 、B 两极板间的电压， 指针张角越大，表示两板间的电压越高.当 S 合上后，A 、B 两板与电源两极相连，板间电压等 于电源电压不变，静电计指针张角不变.当 S 断开后，板间距离增大，正对面积减少，都将使3A、B两板间的电容变小，而电容器电荷量不变.由C＝Q/U可知，板间电压U增大，从而静电计指针张角增大.答案：CD4。

高中物理学习材料桑水制作第2章 第4节(本栏目内容，在学生用书中以活页形式分册装订！)1．下列关于电容的叙述正确的是( )A ．电容器是储存电荷和电能的容器，只有带电的容器才称为电容器B ．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C ．电容器所带的电荷量是指每个极板所带电荷量的绝对值D ．电容器充电过程是将其他形式能转变成电容器的电能并储存起来；电容器放电过程，是将电容器储存的电能转化为其他形式的能【答案】 BCD2．关于电容器的下列说法中不正确的是( )A ．电容大小与两板间电势差成正比B ．两板间电势差与电容器所带电荷量成正比C ．两板间电势差从10 V 升高到11 V 或从50 V 升高到51 V ，电荷量的增加相等D ．电容大小与两板电势差无关【答案】 A3．(2010年柳州高中)由电容器电容的定义式C ＝Q U可知( )A ．若电容器不带电，则电容C 为零B ．电容C 与电容器所带电荷量Q 成反比，与电压U 成反比C ．电容C 与所带电荷量Q 多少无关D ．电容在数值上等于使两板间的电压增加1 V 时所需增加的电荷量【解析】 电容器电容的大小由电容器自身决定，与带电与否、所带电荷量Q 的多少均无关；根据C ＝Q U 可知，当电容器电压发生变化时，所带电荷量也发生变化，但两者比值保持不变，即C ＝Q ＋ΔQ U ＋ΔU，所以有ΔQ ＝C ·ΔU .综上所述，本题正确选项为C 、D. 【答案】 CD4．一个电容器带电荷量为Q 时，两极板间的电势差为U ，若使其带电荷量增加4×10－7 C ，电势差则增加20 V ，则它的电容是( )A ．1×10－8 FB ．2×10－8 FC ．4×10－8 FD ．8×10－8 F 【答案】 B5．一个电容器的规格是“10 μF,50 V ”，则( )A ．这个电容器加上50 V 电压时，电容才是10 μFB ．这个电容器的最大电容为10 μF ，带电荷量较少时，电容量小于10 μFC ．这个电容器的电容总等于10 μFD ．这个电容器上所加的电压不能低于50 V【答案】 C6.如右图所示为一个平行板电容器，其电容为C ，两极板间距为d ，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 两点间的距离为s ，连线AB 与极板间的夹角为30°，则电场力对试探电荷q 所做的功等于( )A.qCs Qd B.qQs Cd C.qQs 2Cd D.qCs 2Qd【答案】 C7.如右图所示，两块平行带电金属板，带正电的极板接地，两板间P 点处固定着一个负电荷(电荷量很小)．现让两板保持距离不变而水平错开一段距离，则( )A ．两板间电压变大，P 点场强变大B ．两板间电压变小，P 点场强变小C ．P 点电势变大，负电荷的电势能变小D ．P 点电势变小，负电荷的电势能变大【解析】 E ＝U d ＝Q /C d ＝Qεr S /4πkd d ＝4πkQ εr S，由S 减小，致使E 变大；根据－φP ＝Ed ，E p ＝(－q )(－φP )负电荷在此电场中具有的电势能是正的．【答案】 AD8.如右图所示，两板间距为d 的平行板电容器与一电源连接，开关闭合，电容器两板间有一质量为m 、电荷量为q 的粒子静止不动．下列叙述正确的是( )A ．粒子带正电B ．断开开关，粒子将向下加速运动C ．保持开关闭合，将电容器两极板间的距离拉大，粒子将向下加速运动D ．保持开关闭合，将电容器两极板错开，使正对面积减小，粒子仍静止【解析】 粒子处于静止状态，说明粒子所受到的电场力与重力方向相反，而电容器内部场强方向向下，故该粒子带负电；若断开开关而不调节电容器，则电容器内部场强不变，故此时粒子仍静止；若保持开关闭合，则电容器极板间电压不变；当将电容器极板间距拉大时，极板间场强大小减小，故此时粒子将加速向下运动；当保持开关闭合，仅减小两极板的正对面积时，则板间场强不变，此时粒子仍静止．【答案】 CD9.传感器是一种采集信息的重要器件，如右图所示的是一种测定压力的电容式传感器，当待测压力F 作用于可动膜片电极上时，以下说法中正确的是( )A ．若F 向上压膜片电极，电路中有从a 到b 的电流B ．若F 向上压膜片电极，电路中有从b 到a 的电流C ．若F 向上压膜片电极，电路中不会出现电流D ．若电流表有示数，则说明压力F 发生变化E ．若电流表有示数，则说明压力F 不发生变化【解析】 F 向上压膜片电极，使得电容器两板间的距离减少，电容器的电容增加，又因电容器两极板间的电压不变，所以电容器的电荷量增加，电容器继续充电．【答案】 BD10．如下图所示电路中，A 、B 为两块竖直放置的金属板，G 是一只静电计，开关S 合上后，静电计指针张开一个角度．下述哪些做法可使指针张角增大( )A ．使A 、B 两板靠近一些B ．使A 、B 两板正对面积错开一些C ．断开S 后，使B 板向右平移拉开一些D ．断开S 后，使A 、B 正对面积错开一些【解析】 图中静电计的金属杆接A 极，外壳和B 板均接地，静电计显示的是A 、B 两极板间的电压，指针张角越大，表示两极板间的电压越高，当合上S 后，A 、B 两板与电源两极相连，板间电压等于电源电压，不变，静电计指针张角不变；当断开S 后，板间距离增大，正对面积减小，都将使A 、B 两板间的电容变小，而电容器电荷量不变，由C ＝Q U 可知，板间电压U 增大，从而静电计指针张角增大，答案为C 、D.【答案】 CD11．一个平行板电容器，使它的每极板所带电荷量从Q 1＝30×10－6C 增加到Q 2＝36×10－6C 时，两板间电势差从U 1＝10 V 增加到U 2＝12 V ，这个电容器的电容是多大？如要使两板电势差从10 V 降为U 2′＝6 V ，则每板需减少多少电荷量．【解析】 电荷量的增加量和电势差的增加量分别为：ΔQ ＝Q 2－Q 1＝36×10－6C －30×10－6C ＝6×10－6C ，ΔU ＝U 2－U 1＝12 V －10 V ＝2 V.根据电容的定义式，它等于每增加1V 电势差所需增加的电荷量，即C ＝ΔQ ΔU ＝6×10－62F ＝3×10－6 F ＝3 μF. 要求两极板间电势差降为6 V ，则每板应减少的电荷量为：ΔQ ′＝C ΔU ′＝3×10－6×(10－6) C ＝12×10－6 C ＝1.2×10－5 C.【答案】 3 μF 1.2×10－5 C12．水平放置的平行板电容器的电容为C ，板间距离为d ，极板足够长，当其带电荷量为Q 时，沿两板中央水平射入的带电荷量为q 的微粒恰好做匀速直线运动．若使电容器电荷量增大一倍，则该带电微粒落到某一极板上所需时间为多少？ 【解析】 利用平衡条件得mg ＝qE ＝qQ Cd .根据运动学公式有d 2＝at 22，由牛顿第二定律得，qE ′－mg ＝ma ，又E ′＝2Q Cd，解得t ＝d g . 【答案】 d g。

高中物理学习材料唐玲收集整理第4节电容器__电容1．电路中具有储存电荷功能的装置叫电容器，最简单的电容器叫平行板电容器。

2．电容是反映电容器容纳电荷本领的物理量，数量上等于电容器电量与两端电压的比值，即C ＝Q U。

3．电容器和电源相连，极板电压不变，电容器和电源断开，极板电荷量不变。

电 容 器[自学教材]1．电容器由两个彼此绝缘又相隔很近的导体组成。

2．平行板电容器(1)结构：由两块彼此绝缘的平行金属板组成。

(2)带电特点：两板带等量异种电荷，分布在两板相对的内侧。

某一极板所带电荷量的绝对值规定为电容器的带电荷量。

3．电容器的充放电过程(1)充电：电容器的充电是指使电容器带电的过程，充电电流流向正极板，充电后两极板带等量异种电荷。

(2)放电：电容器的放电是指使充电后的电容器失去电荷的过程，放电电流流向负极板。

4．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，即C ＝Q U。

(2)单位：在国际单位制中是法拉，符号是F,1 F ＝1_C/V ，还有微法(μF)、皮法(pF)等，1 F ＝106μF ＝1012pF 。

[重点诠释]1．电容器充电、放电过程的特点(1)充电过程特点(如图2－4－1所示)：①充电电流方向为从电源正极流向电容器。

②电容器所带电荷量增加。

图2－4－1③电容器两极板间电压升高。

④电容器中电场强度增加。

⑤充电后，电容器从电源中获取的能量称为电场能。

[特别提醒]当电容器充电结束后，电容器所在电路中无电流，电容器两极板间电压与充电电压相等。

(2)放电过程特点(如图2－4－2所示)：图2－4－2①放电电流方向是从正极板流出。

②电容器上电荷量减少。

③电容器两极板间电压降低。

④电容器中电场强度减弱。

⑤电容器的电场能转化成其他形式的能。

[特别提醒]放电的过程实际上就是电容器极板正、负电荷中和的过程，当放电结束时，电路中无电流。

2．对电容的定义式C ＝Q U 的理解(1)电容由电容器本身的构造决定。

第4节 电容器 电容[先填空] 1．电容器(1)定义：电路中具有储存电荷功能的装置叫做电容器．(2)组成：由两个互相靠近，彼此绝缘的导体组成．如平行板电容器． 2．电容(1)定义：电容器所带的电荷量Q 跟两极板间电势差U 的比值．(2)公式：C ＝Q U ，又可表示为C ＝ΔQΔU.(3)物理意义：反映电容器容纳电荷的能力．(4)单位：法拉(F)，微法(μF)，皮法(pF)；1 F ＝106 μF ＝1012pF. (5)标量：只有大小，没有方向． [再判断]1．电容和电容器是一回事．(×)2．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 .(×) 3．电容器的一个极板带正电荷，另一极板带等量负电荷，其带电荷量指的是一个极板上电荷量的多少．(√)[后思考]给电容器充电时，电容器所带电荷量增加，两极板间的电场强度怎样变化？储存的电能怎样变化？【提示】 电场强度增大，储存的电能增加．[合作探讨]照相机的电子闪光灯能发出强烈的闪光，这时通过闪光灯的电流相当大，有时可达几千安．探讨1：照相机的电源能够提供的电流却非常小，为何电子闪光灯能发出强烈的闪光？ 【提示】 这是因为照相机中有电容器，照相机中的电源先给电容器充电，当闪光灯被触发后，电容器中储存的能量瞬间释放出来，从而使灯管内气体发出耀眼的白光．探讨2：电子闪光灯发光的过程是充电还是放电？其电容变吗？ 【提示】 放电过程；不变． [核心点击]1．电容器的充放电过程2.对电容的定义式C ＝U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的物理量，用比值C ＝Q U来定义，但电容的大小与Q 、U 无关，是由电容器本身的构造决定的．(2)通过Q ­U 图象理解，如图2­4­1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加(或减小)1 V 所增加(或减小)的电荷量．图2­4­11．下列关于电容的说法正确的是( ) A ．电容器简称电容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，电容器的电容与电容器两极板间的电压成反比，与电容器所带的电荷量成正比【解析】 电容器和电容是两个不同的概念，A 错；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，与是否带电、带电多少无关，B 错；电容器的电容大小和它的两极板所带的电荷量、两极板间的电压无关，D 错．【答案】 C2．一个平行板电容器，使它每板电荷量从Q 1＝30×10－6C 增加到Q 2＝36×10－6C 时，两板间的电势差从U 1＝10 V 增加到U 2，求：(1)这个电容器的电容多大？ (2)U 2为多少？(3)如要使两极板电势差从10 V 降为U 2′＝6 V ，则每板需减少多少电荷量？【导学号：34022018】【解析】 (1)电容器的电容C ＝Q 1U 1＝30×10－610F ＝3×10－6 F ＝3 μF. (2)因为电容器的电容不变所以U 2＝Q 2C ＝36×10－63×10－6V ＝12 V.(3)根据电容的定义，它等于每增加(或减少)1 V 电势差所需增加(或减少)的电荷量，即C ＝ΔQΔU，要求两极板间电势差降为6 V ，则每板应减少的电荷量为ΔQ ′＝C ΔU ′＝3×10－6×(10－6) C ＝12×10－6C.【答案】(1)3 μF (2)12 V (3)12×10－6 C电容问题的解题技巧(1)电容由电容器本身的性质决定，与带电量及两极板间电压无关．(2)电容器充、放电时的工作电压不能超过其额定电压．[先填空]1．平行板电容器的电容(1)决定因素：平行板电容器的电容与两极板的正对面积S成正比，与两极板间距离d 成反比．(2)平行板电容器的决定式：C＝εS4πkd，其中k为静电力常量．2．常用电容器的分类及额定电压(1)分类：从构造上可以分为固定电容器和可变电容器．(2)额定电压：电容器外壳上标的电压称额定电压，额定电压是电容器安全工作时电压的上限．3．电容器的应用：照相机的电子闪光灯，测量水位，高能物理实验或工程、驻极体话筒等．[再判断]1．加在电容器两极板间的电压不能超过击穿电压．(×)2．电容器外壳上标的是额定电压．(√)3．将电介质插入平行板电容器时，电容器的电容将变小．(×)[后思考]在选用电容器时应注意什么问题？【提示】要注意电容器上所标的两个参数即电容和额定电压．[合作探讨]在研究“影响平行板电容器电容大小的因素”的实验中，连入了静电计．图2­4­2探讨1：静电计的作用是什么？【提示】 用静电计测量已经充电的平行板电容器两极间的电势差U ，从指针偏转角度的大小可推知U 的大小．探讨2：d 变时，极板上电荷量有何特点？ 【提示】 保持不变． [核心点击]1．板间电场强度的两个公式(1)板间电压与电场强度的关系公式：E ＝Ud.(2)板间电场强度的决定公式：E ＝4πkQ εS (或E ∝QS )，即板间电场强度正比于电荷的面密度．(公式的推导：E ＝U d ＝Q Cd ＝4πkQ εS ，所以E ∝QS) 2．平行板电容器的两类典型问题3．(多选)如图2­4­3所示，用静电计可以测量已充电的平行板电容器两极板之间的电势差U ，现使B 板带正电，则下列判断正确的是( )【导学号：34022019】图2­4­3A ．增大两极板之间的距离，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【解析】 电容器上所带电荷量一定，由公式C ＝εS4πkd知，当d 变大时，C 变小，再由C ＝QU得U 变大；当A 板上移时，正对面积S 变小，C 也变小，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，故选项A 、B 正确，选项C 、D 错误．【答案】 AB4．如图2­4­4所示，先接通开关S 使电容器充电，然后断开开关S.当增大两极板间距离时，电容器所带电荷量Q 、电容C 、两板间电势差U 、电容器两极板间场强E 的变化情况是( )图2­4­4A ．Q 变小，C 不变，U 不变，E 变小B ．Q 变小，C 变小，U 不变，E 不变 C ．Q 不变，C 变小，U 变大，E 不变D ．Q 不变，C 变小，U 变小，E 变小【解析】 电容器充电后再断开开关S ，其所带的电荷量不变；由C ∝εSd 可知，d 增大时，C 变小；又因为U ＝Q C ，所以U 变大；对于场强E ，由于E ＝U d ，U ＝Q C＝QεS 4πkd，所以E ＝U d＝4πkdQ εSd ＝4πkQ εS.由以上分析可知，间距d 增大，E 不变．因此C 正确． 【答案】 C5．(多选)如图2­4­5所示，闭合开关S ，电容器的两极板和电源的正、负极相连，下列说法正确的是( )图2­4­5A ．两极板的正对面积减小，则电容器所带的电荷量变大B ．两极板的正对面积减小，两极板间的场强变大C ．两极板间的距离减小，两极板间的场强变大D ．两极板间插入电介质，则电容器所带的电荷量增大【解析】 电容器两极板间的电压不变，当两极板正对面积减小时，电容器的电容减小，由公式Q ＝CU 知，电容器上的电荷量减小，选项A 错误；正对面积减小，不影响两极板间的距离，所以两极板间的场强不变，选项B 错误；由E ＝Ud知选项C 正确；两极板间插入电介质，电容变大，因板间电压不变，故带电荷量增加，D 对．【答案】 CD对平行板电容器定性分析的解题步骤(1)确定不变量．电容器与电源相连时，电压U 不变；电容器充电后与电源断开时，所带电荷量Q 不变．(2)根据决定式C ＝εS 4πkd 和S 、ε、d 的变化分析平行板电容器电容的变化．(3)根据定义式C ＝Q U分析电容器所带电荷量Q 或两极板间电压U 的变化．(4)用E ＝U d 或E ∝Q S分析电容器两极板间场强的变化，或根据电容器带电量Q 的变化分析回路中的电流方向．。