新疆兵团17学年高中物理1.8电容器的电容学案(无答案)新人教版选修3_1
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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。
1. 8 电容器与电容
熟练掌握基础知识:电容器的概念、定义式及影响平行板电容器电容因素。
电容比
描述其所带电荷量,就构
个极板
教
计,现使
.增大两极板之间的距离,静电计指针张角变
板稍微上移,静电计指针张角将变大.若将玻璃板插入两板之间,则静电计指针张
板拿走,则静电计指针张角变为零
中静电计换为接在两极板上的电
距离,板间场强怎么变化?
,电容器带电荷量怎么变
器,下列说法正确的
.将两极板平行错开,使正对面积减小,极板容器充电后不断开电源,逐渐增大两极
_________.
1
_______物理量.。
高中物理第一章1.8 电容器的电容教案新人教版选修3-1一、三维目标1、知识与技能(1)知道电容器的基本构造,了解电容器的充电、放电过程,认识常见的电容器。
(2)理解电容的物理意义,掌握电容的定义公式、单位,并能进行简单的计算。
(3)了解影响平行板电容器电容大小的因素,能利用公式判断平行板电容器电容的变化。
2、过程与方法(1)学生通过分组实验,观察、分析电容器的充、放电过程,在进一步利用实验探究电容器容纳电荷本领的描述过程中,理解物理科学研究的常用方法:比值定义法、类比法。
(2)学生在利用“控制变量法”自主探究影响平行板电容器电容大小因素的过程中,进一步体会科学探究的过程与方法。
3、情感、态度与价值观(1)通过列举电容器的广泛应用,增加学生的感性认识,培养学生探究新事物的兴趣。
(2)通过教师的适时引导和学生的自主探究,促进师生之间、生生之间的合作互动,使学生在体验探究的过程中,感悟科学思想,培养科学精神,实现知识和能力的协调发展。
二、教学重点、难点1. 教学重点及其教学策略重点:电容器电容的概念及物理意义策略:通过实验探究理解电容的比值定义式,进一步运用类比法加深对电容物理意义的理解。
由感性到理性,符合学生的认知规律。
2. 教学难点及其教学策略难点:影响平行板电容器电容大小的因素策略:由实际生活需要出发,引导学生自己提出问题,积极猜想与假设,设计实验方法,改进完善实验,总结结论简单应用,从而完成自主探究的过程,使学生感受深刻,理解透彻。
三、设计思想本节课的设计思想是:突出学生“自主探究、合作学习、互动高效”的教学方式。
首先,本着“从生活走向物理”的理念,让学生充分了解电容器在生活中的广泛应用,从而增加学生的感性认识,激发学习热情。
在教学过程中,将教科书上电容器的充电、放电示意图改为学生的分组实验,促使学生进入自主学习的境界,增强学生之间的交流与合作。
同时多媒体课件、传感器的应用又体现了现代信息技术与物理课程的有机整合。
1.8电容器的电容(一)内容及解析1、内容:本节主要介绍电容器和电容的基本知识。
2、解析:通过这一堂课的教学,让学生知道电容器的结构,明确电容器的作用,了解电容器的工作方式,重点掌握电容器的电容概念,知道它们与电量、电压无关。
(二)目标及其解析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的动态分析。
(三)教学问题诊断分析讨论电容器电容的变化,再来确定电容器所带电量和两极板的电压变化是学生比较难的地方。
(四)、教学支持条件分析启发式、探究式、类比法。
(五)、教学过程设计1、教学基本流程展示各种电容器.并做解释:这是一种能容纳电荷的容器,今天我们来学习它——电容器以及描述它容纳电荷本领的物理量——电容2、教学情景例1:有一充电的平行板电容器,两板间电压为3 V,使它的电荷量减少3×l0-4C,于是电容器两极板间的电压降低1/3,此电容器的电容量μF,电容器原来的带电荷量是C,若把电容器极板上的电荷量全部放掉,电容器的电容量是μF.例2: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 ( )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倍点评:电容器的电容是用比值法定义的,本章中学过的用比值法定义的物理量还有:电场强度、电势差,以前学过的用比值法定义的物理量有:压强、密度等.从中了解在物理学中是怎样来表征事物的某一特性或属性的.例3 (2000年全国高考试题) 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.将两极扳平行错开,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,电容将增大点评:这是一道关于电容器的电容的基本题,电容器的电容是由本身的结构来决定的.空气的介电常数接近于1,其它各种绝缘体的介电常数都大于1,所以空气电容中插入任何绝缘体,其电容都增大.例4连接在电池两极上的平行板电容器,当两极板间的距离减小时,则()A.电容器的电容C变大B.电容器极板的带电荷量Q变大C.电容器两极板间的电势差U变大D.电容器两极板间的电场强度E变大例5 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S闭合,电容器两板间的一质量为m,带电荷量为q的微粒静止不动,下列各叙述中正确的是()A.微粒带的是正电B.电源电动势的大小等于C.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,将向下做加速运动例6(1997年上海市高考试题) 如图所示,A、B为平行金属板,两板相距为d,分别与电源两极相连,两板的中央各有一小孔M和N,今有一带电质点,自A板上方相距为d的P点由静止自由下落(P、M、N在同一竖直线上),空气阻力忽略不计,到达N孔时速度恰好为零,然后沿原路返回,若保持两极板间的电压不变,则()A.把A板向上平移一小段距离,质点自P点自由下落后仍能返回B.把A板向下平移一小段距离,质点自P点自由下落后将穿过N孔继续下落C.把B板向上平移一小段距离,质点自P点自由下落后仍能返回D.把B板向下平移一小段距离,质点自P点自由下落后将穿过N孔继续下落(六)目标检测1.两个相距很近的平行金属板中间夹上一层绝缘物质,就组成一个最简单的电容器,叫做___________.实际上,任何两个__________________ 又_______________ 的导体,都可以看成一个电容器.2.电容器________________与电容器________________的比值,叫做电容器的电容.表达式C=,国际单位制中单位__________,简称____________ ,符号________________.常用较小单位 lμF=________F,l pF=________F.电容是表示电容器____ ____ 的物理量.3.平行板电容器极板正对面积为S,极板间距为d,当两极板间是真空时,电容 C _________,当两极板间充满相对介电常数为εr,的电介质时,电容C ________________.4.常用电容器从构造上看,可分为________________和________________ 两类.常用的固定电容器有______________和_________________ .设计意图:检测目标完成情况A组题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.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,下列判断正确的是 ( )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设计意图:对学生进行基础知识练习B组题3.如图l—7—6中,是描述电容C、带电荷量Q、电势差U之间的相互关系的图线,对于给定的电容器,关系正确的是 ( )4.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有更大的容纳电荷的本领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5.如图1—7—7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E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6.平行金属板A、B组成的电容器,充电后与静电计相连,如图1—7—8,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之间插入电介质D.使两板带的电荷量减小设计意图:提高学生应用知识的能力C组题7.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,P点电势不变B.A板下移时,P点的电场强度不变,P点电势升高C.B板上移时,P点的电场强度不变,P点电势降低D.B板上移时,P点的电场强度减小,P点电势降低8.一个平行板电容器,当其电荷量增加ΔQ=1.0×10-6C时,两板间的电压升高ΔU=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.9.平行板电容器两板间距为4cm,带电5.0×10-8C,板间电场强度为4.5×104N/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,则其电容变为.10.如图l—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的变化情况.11.如图1—7—11中.下列几种电路情况中有无电流?若有电流,电阻R上电流方向如何?①合上开关S瞬间;②合上S后又将电容器C的两板距离增大.设计意图:提高部分学生的的能力教学反思:我深深地体会到,新一轮的课程改革,不是我们所想象的那么简单,只要按照课本给出的知识点,进行一些学生实验就可以了。
第一章 第八节 电容器的电容【学习目标】1.了解电容器的构造、种类及电路符号; 2.掌握电容的概念及电容器的充放电过程; 3.掌握影响平行板电容器电容的因素及公式; 4.认识一些常用电容器。
【学习过程】 学习任务一:手机、电脑、无线路由等电器产品已经在生活中无处不在,这些电器元件中有一个正重要的成员——电容器,阅读课本内容,弄清楚电容器的概念以及电容的概念。
电容器:电容:学习任务二: 小组讨论,了解电容器的充放电过程,画出相应的电路图,并进行对应现象的分析。
充电过程: 放电过程:电荷量Q 电势差U电场强度E能量转化情况充电过程放电过程结论学习任务三:观察演示实验,猜想那些因素能影响平行板电容器的电容。
正对面积S 变小 两板间距离d 变大 插入电介质静电计摆角操 作 现 象两极板间电压U结论:电容C学习任务四:阅读课本,了解电容器的种类。
分类电容器举例材料构造电容大小电容器上的主要参数:学习任务五:完成下列题目,检测学习收获。
1. 一平行板电容器,两板之间的距离d和两板面积S都可以调节,电容器两板与电池相连接,以Q表示电容器的电荷量,则()A.当d增大、S不变时,Q减小B.当S增大、d不变时,Q增大C.当d减小、S增大时,Q增大D.当S增大、d减小时,Q不变2. 两个电容,两极板间的电势差之比为2:3,带电量之比为3:2,则C1/C2等于 ( )A.2:3 B.3:2 C.4: 9 D. 9: 43.某一电容器标注的是“300V,5μF”,则下述说法正确的是()A.该电容器可在300V以下电压正常工作B.该电容器只能在300V电压时正常工作C.电压是200V时,电容仍是5μFD.使用时只需考虑工作电压,不必考虑电容器的引出线与电源的哪个极相连4. 设计一个电容器充放电的实验,画出实验电路图.提供的器材有干电池1个、普通开关2个、微安表2个(量程0-300μA)、电容1个、导线若干. (注:电路图中标明微安表的正负极)高考理综物理模拟试卷注意事项:1. 答题前,考生先将自己的姓名、准考证号填写清楚,将条形码准确粘贴在考生信息条形码粘贴区。
高中物理 1.8 电容器的电容导学案 新人教版选修3-1【学习目标】1.知道什么是电容器及电容器的充、放电。
2.理解电容的物理意义3.知道平行板电容器电容的决定因素。
4.了解常用电容器。
【重点难点】.理解电容的物理意义知道平行板电容器电容的决定因素。
【学习内容】 课前自学1.电容器:两个彼此绝缘又相互靠近的导体组成了 ,这两个导体叫电容器的 。
电容器可以容纳电荷,使电容器带电叫做 ;使电容器失去电荷叫 。
电容器的带电量是 。
2.电容:电容器所带的电量跟 的比值叫电容器的电容,是表示电容器 本领的物理量,在数值上等于使电容器两极板间的电势差为1V时, 。
国际单位制中,电容的单位是 。
1F = μF= P F3.电容器的电容决定于电容器本身,与Q、U无关4.平行板电容器的电容:C =5.常用电容器可分为 和 两 类。
符号分别是 、 ,使用电容器时,加在两极上的电压有能超过某一限度,这个极限电压叫 ,电容器的额定电压是指 ,它比击穿电压要低。
核心知识探究 知识点1电容[例1] 1999年7月12日日本原子能公司所属敦贺湾核电站由于水管破裂导致高辐射冷却剂外流,在检测此次重大事故中应用了非电量变化(冷却剂外泄使管中液面变化)转移为电信号的自动化测量技术.图是一种通过检测电容器电容的变化来检测液面高低的仪器原理图,容器中装有导电液体,是电容器的一个电极,中间的芯柱是电容器的另一个电极,芯柱外面套有绝缘管(塑料或橡皮)作为电介质,电容器的两个电极分别用导线接在指示器上,指示器上显示的是电容的大小,但从电容的大小就可知容器中液面位置的高低,为此,以下说法中正确的是A.如果指示器显示出电容增大了,则两电极正对面积增大,必液面升高B.如果指示器显示电容减小了,则两电极正对面积增大,必液面升高C.如果指示器显示出电容增大了,则两电极正对面积减小,液面必降低D.如果指示器显示出电容减小了,则两电极正对面积增大,液面必降低[思路分析] 该仪器类似于平行板电容器,且芯柱进入液体深度h越大,相当于两平行板的正对面积越大,电容越大.[变式训练]关于给定电容器的电容C,带电量Q,极板间的电压U之间的关系,下图中正确的是( )知识点2平行板电容器[例2]连接在电池两极上的平行板电容器,当两极板间的距离减小时。
第八节、电容器与电容(1课时)教学目标(一)知识与技能1、知道什么是电容器及常见的电容器;2、知道电场能的概念,知道电容器充电和放电时的能量转换;3、理解电容器电容的概念及定义式,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;掌握平行板电容器的决定式并能运用其讨论有关问题。
(二)过程与方法结合实物观察与演示,在计算过程中理解掌握电容器的相关概念、性质。
(三)情感态度与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。
重点:掌握电容器的概念、定义式及平行板电容器的电容。
难点:电容器的电容的计算与应用教具准备:常见的电容器示教板,带电羽的平行板电容器,静电计,介质板,感应起电机,电线教学过程:(一)复习前面相关知识要点:场强、电势能、电势、电势差等。
(二)新课教学----第七节、电容器与电容展示各种电容器.并做解释:这是一种能容纳电荷的容器,今天我们来学习它——电容器以及描述它容纳电荷本领的物理量——电容电容器构造:任何两个彼此绝缘又相隔很近的导体都可以看成一个电容器。
电容器的充电、放电操作:把电容器的一个极板与电池组的正极相连,另一个极板与负极相连,两个极板上就分别带上了等量的异种电荷。
这个过程叫做充电。
现象:从灵敏电流计可以观察到短暂的充电电流。
充电后,切断与电源的联系,两个极板间有电场存在,充电过程中由电源获得的电能贮存在电场中,称为电场能.操作:把充电后的电容器的两个极板接通,两极板上的电荷互相中和,电容器就不带电了,这个过程叫放电.现象:从灵敏电流计可以观察到短暂的放电电流.放电后,两极板间不存在电场,电场能转化为其他形式的能量.提问:电容器在充、放电的过程中的能量转化关系是什么?待学生讨论后总结如下:【板书】充电——带电量Q增加,板间电压U增加,板间场强E增加, 电能转化为电场能放电——带电量Q减少,板间电压U减少,板间场强E减少,电场能转化为电能2、电容与水容器类比后得出。
电容器的电容【学习目标】一、知识目标l .知道什么是电容器以及常用的电容器。
2.知道电场能的概念,知道电容器充电和放电时能量的变化。
3.理解电容器电容的概念及其定义C= U Q ,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、能力目标1.进一步培养学生的实验观察、分析的能力。
2.提高学生综合运用知识的能力。
三、德育目标渗透了事物的本质是自身的因素,即内因决定,不由外因决定的观点。
【学习重点】电容的概念。
【学习难点】电容的引入。
【学习过程】一、要点导学本节主要学习电容的概念。
1.两块相互靠近又 的导体组成电容器,电容器能储存电荷。
使电容器带电的过程叫 。
充电后电容器的两极带等量异种电荷, 叫电容器的带电量。
使带电后的电容器失去电荷的过程叫 。
2.电容是用比值的方法定义的: 跟 的比值叫电容,即C= 。
此式与电阻的定义式R=U/I 有对称美。
电容的单位是法,符号是F ,且1F=1C/V 、1F=106μF=1012pF 。
值得注意的是:电容是描述电容器 本领大小的物理量,它由电容器本身的构造因数决定,对于平行板电容器:C=dS k πε4。
此式与电阻的计算式R=S Lρ具有对称美,后式中的ρ与前式中的kπε4都是由材料性质决定的量。
3.从构造上看,常用的电容器分两类: 和 ,前者的电容是固定不变的,后者一般是通过改变两极的正对面积来改变其电容的,当然也可以通过改变两极间的距离或改变电容器所充的 来改变其电容。
4.加在电容器两极间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,这个极限电压叫 。
电容器上一般都标明电容器的 和额定电压的数值,额定电压是指电容器长期工作时所能承受的电压,额定电压比击穿电压要 。
二、范例精析例1 两平行金属板正对放置,充电后两板间的电势差为2V ,两极板带电量分别为+6×10-6C 和-6×10-6C ,求(1)电容C ;(2)若电势差升高1V ,电容C ˊ和电容器所带电量Q ˊ分别为多少?解析 (1)根据电容的定义式得:C=Q/U=6×10-6/2=3×10-6(F );(2)若电势差升高1V ,电容器的电容仍不变,但电容器所带电量Q ˊ=C U ˊ=3×10-6×3=9×10-6(C )。
8 电容器的电容学习目标1.知道什么是电容器,认识常见的电容器,通过实验感知电容器的充、放电现象.2.理解电容概念及其定义方法,掌握电容的定义公式、单位,并会用来进行有关的计算.3.通过实验了解影响平行板电容器的电容与哪些因素有关,了解平行板电容器的电容公式,知道改变平行板电容器的电容大小的方法.自主探究1.电容器的作用:电容器就是的容器.2.电容器的构造:由两个、的导体组成.3.电容器的工作过程:充电:使电容器两个极板带上的过程;放电:使电容器两极板上电荷的过程.4.电容的物理意义:电容是表示电容器本领的物理量.5.电容定义式:,C与电容器是否带电、所装电荷量、两极板间电势差,而是由电容器决定.6.单位:(F),1 F= μF= pF.7.平行板电容器电容的决定式:,其中k为,d为,S 为,εr为(描述两导体间绝缘介质特性).合作探究【活动一】知道什么是电容器,认识常见的电容器,感知电容器的充、放电现象1.请仔细阅读教材“电容器”的内容并观察拆开的一个电容器,完成以下问题:构造:两个相距很近的中间夹上一层,就组成一个最简单的电容器,叫做.实际上,任何两个彼此又的导体,都可以看成一个电容器.2.请观看演示实验,认识充放电过程的特点,完成以下问题:充电:把电容器的一个极板与电池组的正极相连,另一个极板与负极相连,两个极板就分别带上了电荷,这个过程叫充电.充电过程中由电源获得的储存在电容器中.放电:用把充电后的电容器的两极板接通,两极板上的电荷中和,电容器又不带电了,这个过程叫放电.放电后,转化为其他形式的能量.【活动二】理解电容器的电容概念及其定义方法,掌握电容的定义公式、单位,并会用来进行有关的计算请仔细阅读教材“电容”的内容,完成以下问题:(1)定义:一个电容器所带的与电容器两极间的的比值,叫做电容器的电容.(2)定义式:C= .(3)物理意义:电容器的电容在数值上等于使两极板间的电势差为时电容器要带的电荷量,需要电荷量多,表示电容器的电容,电容是表示电容器的物理量.(4)单位:国际单位制中,电容的单位是,简称,符号是.常用的单位还有、.如果一个电容器带1C的电量,两极板间的电势差是1 V时,这个电容器的电容就是.1 μF= F;1 pF= F.特别提醒:电容器的电容大小是由本身的特性决定的,与极板间电势差、电容器带电荷量多少及带不带电荷无关.【活动三】通过实验了解影响平行板电容器的电容与哪些因素有关,了解平行板电容器的电容公式,认识常见的电容器,知道改变平行板电容器的电容大小的方法1.实验探究决定电容大小的因素:实验1:保持极板上的电荷量Q不变,两极板间的距离d也不变,改变两个极板的正对面积S,观察得知两极板间电势差的变化,判断电容C与正对面积S的关系.实验2:保持Q、S不变,改变距离d,采用实验1的方法,判断C与d的关系.实验3:保持Q、S、d都不变,在两极板间插入电介质,判断电介质的存在对电容C的影响.电容决定式:.2.请仔细阅读教材“平行板电容器的电容”的内容,完成以下问题:平行板电容器的电容表达式C=,式中各字母代表的物理量分别是;真空中的相对介电常数等于,所有介质的相对介电常数均1.由静电计的指针偏转可推知两导体间的大小.3.仔细阅读教材“常用电容器”的内容,完成以下问题:电容器在我们当今生活中随处可见,如电脑、电视机、收音机等几乎所有用电器中都有电容器.(1)常用的电容器,从构造上看,可分为和两类.(2)常见的固定电容器有和两种,其表示符号分别为和.教材上所给出的可变电容器是利用的改变来改变电容大小的,其表示符号为.(3)击穿电压是指.电容器上标出的额定电压一般(选填“大于”或“小于”)击穿电压.课堂检测1.对于一个确定的电容器的电容正确的理解是()A.电容与带电量成正比B.电容与电势差成反比C.电容器带电荷量越大时,电容越大D.对确定的电容器,极板带电荷量增加,两板间电势差必增加2.关于电容器的电容,下列说法正确的是()A.电容器所带的电荷量越多,电容就越大B.电容器两极板间电势差越高,电容就越大C.电容器所带电荷量增加一倍,则两极间的电势差也一定增加一倍D.电容表征电容器容纳电荷的本领的物理量3.如图所示,是描述对给定的电容器充电时极板上带电量Q、极板间电势差U和电容C之间的关系的图象,其中正确的是()4.下列措施可以使电介质为空气的平行板电容器的电容变大的是()A.使两极板靠近些B.增大两极板的正对面积C.把两极板的距离拉开些D.在两极板间放入云母5.某电容C=20 pF,那么用国际单位表示,它的电容为F.6.两个电容器电荷量之比为2∶1,电势差之比为1∶2,则它们的电容之比为.7.如图所示,给电容器充电,静电计指针偏转一个角度.以下情况中静电计的指针偏角增大还是减小?(1)把两板间的距离减小;(2)把两板间的正对面积减小;(3)在两板间插入相对介电常数较大的电介质.8.拓展应用:电容式传感器是把非电物理量(如位移、速度、压力、温度、流量等)转换成易于测量、传输、处理的电学量(如电压、电流、电阻、电容等)的一种组件(非电物理量→传感器→电学物理量).电容式传感器是常见的一种,试分析图中的电容式传感器是测量的电容式传感器,原理是.。
2019-2020年高中物理 1.8《电容器的电容学案新人教版选修3-1 【学习目标】1.掌握电容器的结构,电容的定义式和平行板电容器电容的决定式。
2.静电计的构造和指针偏角与电压的关系。
【重点难点】比值法定义电容,电容的充、放电过程【学法指导】认真阅读教材,观察教材插图,体会电容的物理意义;认真观察演示实验,体会平行板电容器电容的决定因素【知识链接】电场强度、电势差【学习过程】一、电容器电容器的充电:电容器的放电:思考:电容器充放电时的电流是怎样的?二、电容思考: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?如果不是,那么电容器的电容和什么有关?1.物理意义:电容是表示电容器的物理量2.定义式:3.单位:尝试应用1.根据电容器的电容的定义式C=Q/U,可知A.电容器带电的电量Q越多,它的电容C就越大,C与Q成正比B.电容器不带电时,其电容为零C.电容器两极之间的电压U越高,它的电容C就越小,C与U成反比D.电容器的电容大小与电容器的带电情况无关2.一个电容器,充电后电量为Q,两板间电压为U.若向电容器再充进ΔQ=4×10-6C的电量时,它的板间电压又升高ΔU=2 V,由此可知该电容器的电容是___________F.三、平行板电容器:1.基本结构:2.带电特点:3.板间电场:提示:我们用控制变量法来研究平行板电容器和什么因素有关,在实验中,注意静电计的使用方法和原理。
影响电容的三个因素:尝试应用3.平行板电容器的电容C ()A.跟两极板的正对面积S有关,S越大,C越大B.跟两极板的间距d有关,d越大,C越大C.跟两极板上所加电压U有关,U越大,C越大D.跟两极板上所带电量Q有关,Q越大,C越大(拓展与提高):两种不同变化 --------很重要呀!1.有源状态:电键K保持闭合,则电容器两端的电压恒定(等于电源电动势),思考:在有源状态下,电压恒定,改变两极板的距离,则电容如何变化?则电量如何变化,板间场强如何变化?如果要正对面积那?用公式推导一下!(提示:用到的公式:)尝试应用4.平行板电容器保持与直流电源两极连接,充电结束后,电容器的电压为U,电量为Q,电容为C,极板间的场强为E.现将两极板间距离减小,则引起的变化是()A.Q变大 B.C变大 C.E变小 D.U变小2.无源状态:充电后断开K ,保持电容器带电量Q 恒定,思考:在无源状态下,电量不变,改变两极板的距离,则电容如何变化?则电压如何变化,板间场强如何变化?如果要改变正对面积那?用公式推导一下!方法:关键看在两种情况下那个量不变,然后分析其他的量的变化情况尝试应用5.平行板电容器充电后断开电源,然后将两极板间的正对面积逐渐增大,则在此过程中( )A .电容逐渐增大B .极板间场强逐渐增大C .极板间电压保持不变D .极板上电量保持不变五、常见电容器(阅读教材,注意电解电容有正负极)【训练测试】1.(xx·浏阳高二检测)一个平行板电容器,它的电容( ) A .跟正对面积成正比,跟两板间的距离成正比B .跟正对面积成正比,跟两板间的距离成反比C .跟正对面积成反比,跟两板间的距离成正比D .跟正对面积成反比,跟两板间的距离成反比2.(xx·河南宝丰一中高二检测)以下说法正确的是( ) A .由E =F q 可知电场中某点的电场强度E 与F 成正比B .由公式φ=E p q可知电场中某点的电势φ与q 成反比C .由U ab =Ed 可知,匀强电场中的任意两点a 、b 间的距离越大,则两点间的电势差也越大D .公式C =Q /U ,电容器的电容大小C 与电容器两极板间电势差U 无关3.如图所示,当被测物体在左右方向发生位移时,电介质板随之在电容器两极板之间移动.如果测出了电容的变化,就能知道物体位移的变化.若电容器的电容变大,则物体的位移可能的变化是( )A.加速向右移动B.加速向左移动C.减速向右移动 D.减速向左移动4.如图所示,平行板电容器C和电阻组成电路,当增大电容器极板间的距离时,则( )A.在回路中有从a经R流向b的电流B.在回路中有从b经R流向a的电流C.回路中无电流D.回路中的电流方向无法确定5.(xx·苍山高二检测)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之间的电势差U,现使B板带电,则下列判断正确的是( )A.增大两极之间的距离,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零6.(xx·河南宝丰一中高二检测)一平行板电容器电容为C,两极板水平放置,两极板间距为d,接到电压为U的电源上,两极板间一个质量为m的带电液滴处于静止,此液滴的电量q=________,若将两个极板之间的距离变为d/2,带电液滴将向________运动,(填“上、下、左或右”),电容器的电容将________.(填“变大、变小、或不变”)【参考答案】1.答案:B2.答案:D3.答案:BD解析:本题由于相对介电常数ε发生变化而引起电容器的电容C的变化,根据C=εS4πkd 可知:当电容C变大时,ε应该增大,电介质板应向左移动,所以答案B与D正确.4.答案:A解析:依图知电容器a 板带正电,b 板带负电.当d 增大时,由公式C =εS /4πkd 知,电容C 减小.由于电容器一直接在电源上,故电容器两极板间的电压U 不变,所以由公式:C =Q /U ,得Q =UC ,电容器所带电量应减小,即将d 增大时,电容器应放电.电容器放电时,其电流由正极板流向负极板,即从a 板流出经R 流向b 板,所以选项A 正确.5.答案:AB解析:电容器上所带电量一定,由公式C =εr S 4πkd ,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 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A 、B.6.答案:mg d U向上 变大【学习反思】电容的物理意义是什么?采用了怎样的定义方法?你还能说出哪些物理量的定义是采用了这样的方法?。
电容一、电容的充、放电例题一:如图甲所示为观察电容器放电的电路 先将开关S 拨到l 端,再拨到2端,得到了如图乙所示的电流随时间变化曲线 下列说法正确的是( )A. 开关拨到1端后,电容器的上极板带负电B. 开关拨到1端后,电容器的下极板带负电C. 开关拨到2端后,有电流从b 到a 流过电阻RD. 开关拨到2端后,电容器的放电电流随时间均匀减小总结:二、电容的电容例题二:如图所示,四个图象描述了对给定的电容器充电时,电容器电荷量Q 、电压U 和电容C 三者之间的关系,正确的图象有( )A. B. C. D. 总结:思考:充、放电过程中电流的变化三、电容的电容决定因素例题三: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之间的电势差U ,现使B 板带电,则下列判断正确的是( )A. 增大两极之间的距离,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. 减小两极板的距离,极板间的电场强度变大总结:三、电容的两种基本计算例题四:如图所示,先接通电键S 使电容器充电,增大两极板间的距离时,下列选项正确的是( )A.若开关闭合,两极板之间的电场强度减弱B.若开关闭合,两极板之间的电场强度增强C.若开关断开,两极板之间的电场强度增强D.若开关断开,两极板之间的电场强度不变习题:1.平行板电容器电容为C ,充电到电压为U 后断开电源,然后把两极板间距离由d 增大到2d ,则A. 电容器板间场强为U d ,电压增为2U B. 电容器板间场强为U 2d,电压仍为U C. 电容器电容增大为2C ,电量增加为2CU D. 电容器电容减小为2C ,电量为CU 2.如图所示,先接通电键S 使电容器充电,然后断开S ,增大两极板间的距离时,电容器所带电量Q 、电容C 、两极板间电势差U 的变化情况是( )A. Q变小,C不变,U不变B. Q变小,C变小,U不变C. Q不变,C变小,U变大D. Q不变,C变小,U变小3.如图,平行板电容器的两极板竖直放置并分别与电源的正负极相连,一带电小球经绝缘轻绳悬挂于两极板之间,处于静止状态现保持右极板不动,将左极板向左缓慢移动关于小球所受的电场力大小F和绳子的拉力大小T,下列判断正确的是()A. F逐渐减小,T逐渐减小B. F逐渐增大,T逐渐减小C. F逐渐减小,T逐渐增大D. F逐渐增大,T逐渐增大4.带电的平行板电容器与静电计的连接如图所示,要使静电计的指针偏角变小,可采用的方法有()A. 减小两极板间的距离B. 用手触摸极板AC. 在两板间插入电介质D. 将极板B向上适当移动5.传感器是把非电学物理量如位移、速度、压力、角度等转换成电学物理如电压、电流、电量等一种元件图所示中的甲、乙、丙、丁是四种常见的电容式传感器,下列说法正确的是()A. 甲图中两极间的电压不变,若电量增加,可判断出变大B. 乙图中两极间的电压不变,若电量减少,可判断出h变大C. 丙图中两极间的电压不变,若有电流流向传感器的正极,则F变大D. 丁图中两极间的电压不变,若有电流流向传感器的负极,则x变大6.电容器的电容取决于极板的面积、极板间距离以及极板间的电介质这几个因素。
电容一、电容的充、放电例题一:如图甲所示为观察电容器放电的电路.先将开关S拨到l端||,再拨到2端||,得到了如图乙所示的电流随时间变化曲线.下列说法正确的是()A. 开关拨到1端后||,电容器的上极板带负电B. 开关拨到1端后||,电容器的下极板带负电C. 开关拨到2端后||,有电流从b到a流过电阻RD. 开关拨到2端后||,电容器的放电电流随时间均匀减小总结:二、电容的电容例题二:如图所示||,四个图象描述了对给定的电容器充电时||,电容器电荷量Q、电压U和电容C三者之间的关系||,正确的图象有()A. B. C. D.总结:思考:充、放电过程中电流的变化三、电容的电容决定因素例题三: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之间的电势差U||,现使B板带电||,则下列判断正确的是()A. 增大两极之间的距离||,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. 减小两极板的距离||,极板间的电场强度变大总结:三、电容的两种基本计算例题四:如图所示||,先接通电键S使电容器充电||,增大两极板间的距离时||,下列选项正确的是()A.若开关闭合||,两极板之间的电场强度减弱B.若开关闭合||,两极板之间的电场强度增强C.若开关断开||,两极板之间的电场强度增强D.若开关断开||,两极板之间的电场强度不变习题:1.平行板电容器电容为C||,充电到电压为U后断开电源||,然后把两极板间距离由d增大到2d||,则( )A. 电容器板间场强为U d ||,电压增为2UB. 电容器板间场强为U 2d||,电压仍为U C. 电容器电容增大为2C ||,电量增加为2CU D. 电容器电容减小为2C ||,电量为CU 2.如图所示||,先接通电键S 使电容器充电||,然后断开S ||,增大两极板间的距离时||,电容器所带电量Q 、电容C 、两极板间电势差U 的变化情况是( )A. Q 变小||,C 不变||,U 不变B. Q 变小||,C 变小||,U 不变C. Q 不变||,C 变小||,U 变大D. Q 不变||,C 变小||,U 变小3.如图||,平行板电容器的两极板竖直放置并分别与电源的正负极相连||,一带电小球经绝缘轻绳悬挂于两极板之间||,处于静止状态.现保持右极板不动||,将左极板向左缓慢移动.关于小球所受的电场力大小F 和绳子的拉力大小T ||,下列判断正确的是( )A. F 逐渐减小||,T 逐渐减小B. F 逐渐增大||,T 逐渐减小C. F 逐渐减小||,T 逐渐增大D. F 逐渐增大||,T 逐渐增大4.带电的平行板电容器与静电计的连接如图所示||,要使静电计的指针偏角变小||,可采用的方法有( )A. 减小两极板间的距离B. 用手触摸极板AC. 在两板间插入电介质D. 将极板B 向上适当移动5.传感器是把非电学物理量(如位移、速度、压力、角度等)转换成电学物理(如电压、电流、电量等)一种元件.图所示中的甲、乙、丙、丁是四种常见的电容式传感器||,下列说法正确的是( )A. 甲图中两极间的电压不变||,若电量增加||,可判断出θ变大B. 乙图中两极间的电压不变||,若电量减少||,可判断出h 变大C. 丙图中两极间的电压不变||,若有电流流向传感器的正极||,则F 变大D. 丁图中两极间的电压不变||,若有电流流向传感器的负极||,则x 变大6.电容器的电容取决于极板的面积、极板间距离以及极板间的电介质这几个因素||。
1.8 电容器的电容课前自主预习1.任何两个彼此绝缘而又互相靠近的导体,都可以组成一个 .两块正对着的、互相平行、互相绝缘而又靠近的金属板,是最简单的电容器,叫做 . 2.探究平行板电容器的电容已充电的平行板电容器与静电计连接如图所示,电容器极板上的电荷量不变,当板间距离增大时(如图甲),静电计指针的偏角将 ,板间电势差将 ,电容器的电容将 ,说明电容器的电容跟板间距离成 ,当正对面积减小时(如图乙),静电计的偏角将 ,板间电势差将 ,电容将 ,说明电容器的电容跟正对面积成 。
当两板间插入电介质时(如图丙),静电计的偏角将 ,板间电势差将 ,电容将 ,说明电容器的电容跟两板间的电介质有关.3.常见电容器的名称通常用电介质的名称来命名,例如聚苯乙烯电容器的绝缘介质是聚苯乙烯,陶瓷电容器、云母电容器的绝缘介质分别是 等等.电解电容器则是用浸过电解液的纸作电容器的一个 . 重点难点点拨(一)对电容及电容器的理解例1下面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,两极间电压升高10V ,则电容器的电容无法确定 变式训练1-1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3×10-4C ,于是电容器两极板间电压降为原来的31,此电容器的电容是________μF ,电容器原来的带电荷量是________C ,若电容器极板上的电荷量全部放掉,电容器的电容是________μF. (二)平行板电容器中的电容、电量和电压的关系例2(多选)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,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 变式训练2—1(多选)下列选项描述的是对给定的电容器充电时电荷量Q 、电压U 、电容C 之间相互关系的图像,其中正确的是( )(三)电容器的动态变化分析例3(多选)如图所示,平行板电容器与电动势为E 的直流电源(内阻不计)连接,下极板接地。
第八节电容器课前篇(学会自主学习——不看不清)【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和决定式.3.掌握平行板电容器的决定式,并能用其讨论有关问题.【自主预习】1.电容器的基本结构:.2.电容器的充放电(1)充电;(2)放电.3.电容:(1)定义:;(2)单位:.4.平行板电容器的电容表达式:.【我的困惑】课上篇(学会合作交流——不议不明)【要点突破】1.电容器2.电容3.平行板电容器4.常见的电容器【典例剖析】【例1】两块大小、形状完全相同的金属平板平行放置,构成一平行板电容器,与它相连接的电路如图所示.接通开关S,电源即给电容器充电.则()A.保持S接通,减小两极板间的距离,则两极板间电场的电场强度减小.B.保持S接通,在两极板间插入一块介质,则极板上的电荷量增大.C.断开S,减小两极板间的距离,则两极板间电势差减小.D.断开S,在两极板间插入一块介质,则两极板间电势差增大.【例2】如图所示,一平行板电容器接在U=12 V的直流电源上,电容C=3.0×10-10 F,两极板间距离d=1.20×10-3m,取g=10 m/s2,求:(1)该电容器所带电荷量.(2)若板间有一带电微粒,其质量为m=2.0×10-3 kg,恰在板间处于静止状态,则微粒带电荷量为多少?带何种电荷?三、达标检测1.关于电容的说法正确的是( )A.电容器简称电容B.电容是描述电容器容纳电荷本领大小的物理量C.电容器的电容由电容器本身的因素决定,与电容器是否带电无关D.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2.一个空气平行板电容器,极板间距离为d,正对面积为S,充以电荷量Q后,两极板间电压为U,为使电容器的电容加倍,可采用的办法是( )A.将电压变为U/2 B.将带电荷量变为2QC.将极板正对面积变为2S D.将两极间充满相对介电常数为2的电介质3.如图所示,电路中A、B为两块竖直放置的金属板,C是一只静电计,开关S合上后,静电计指针张开一个角度,下述做法可使静电计指针张角增大的是()A.使A、B两板靠近一些B.使A、B两板正对面积减小一些C.断开S后,使B板向右平移一些D.断开S后,使A、B正对面积减小一些4.平行板电容器的两极板A、B接于电池两极,一带正电小球悬挂在电容器内部,闭合电键S,电容器充电,这时悬线偏离竖直方向的夹角为θ,如图所示则()A.保持开关 S 闭合,带正电的 A 极板向 B 极板靠近则θ角增大B.保持开关 S 闭合,带正电的A极板向 B 极板靠近,则θ角不变C.开关 S 断开.带正电的A极板向B极板靠近则θ角增大D.开关 S 断开,带正电的A极板向 B 极板靠近,则θ角不变5.如图所示,电源A的电压为6 V,电源B的电压为8 V,当开关S从A转到B时(电容器的电容为2 μF),求在此过程中通过电流计的电荷量.。
第八节电容器课前预习【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和决定式.3.掌握平行板电容器的决定式,并能用其讨论有关问题.【自主预习】1.电容器的基本结构:.2.电容器的充放电(1)充电;(2)放电.3.电容:(1)定义:;(2)单位:.4.平行板电容器的电容表达式:.课后复习1.8:电容器的电容一、单选题1.平行板电容器和电源、电阻、开关串联,组成如图所示的电路。
接通开关K,给电容器充电,则()A.保持K接通减小两极板间的距离,则两极板间的电场强度减小B.保持K接通,在两极板间插入一块铝板,则两极板间的电场强度增大C.充电结束后断开K,减小两极板间的距离,则两极板间的电压增大D.充电结束后断开K,在两极板间插入一块电介质,则两极板间的电压增大2.由电容器电容的定义式Q可知()CUA.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成正比,与电压U成反比C.国际单位制中,电容的单位是“库每伏”D.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3.平行板电容器与电源始终保持相连,当右极板由虚线位置平移到如图所示的实线位置的过程中,设两极板间的电压为U、电场强度为E.电容器电容为C.所带电荷量为Q,以下说法正确的是()A.电路是断路,不可能有电荷定向移动B.电流方向为顺时针C.U不变,E变大,C变小,Q变小D.U不变,E变小,C变大,Q变大4.如图所示,平行板电容器与电动势为E的直流电源连接,下极板接地,静电计所带电荷量很少,可被忽略。
一带负电油滴被固定于电容器中的P点。
现将平行板电容器的下极板竖直向下移动一小段距离,则下列说法正确的是()A.平行板电容器的电容将变大B.带电油滴的电势能将减少C.静电计指针张角变小D.若先将上极板与电源正极的导线断开,再将下极板向下移动一小段距离,则带电油滴所受电场力变大5.据国外某媒体报道,科学家发明了一种新型超级电容器,能让手机几分钟内充满电.某同学假日登山途中用该种电容器给手机电池充电,下列说法正确的是A.该电容器给手机电池充电时,电容器的电容变大B.该电容器给手机电池充电时,电容器存储的电能变少C.该电容器给手机电池充电时,电容器所带的电荷量可能不变D.充电结束后,电容器不带电,电容器的电容为零6.如图所示,平行板电容器的两极板A、B接于电池两极,一带正电的小球悬挂在电容器内部,闭合S,给电容器充电,这时悬线偏离竖直方向的夹角为θ,则下列说法正确的是()A.保持S闭合,将A板向B板靠近,则θ增大B.保持S闭合,将A板向B板靠近,则θ不变C.断开S,将A板向B板靠近,则θ增大D.断开S,将A板向B板靠近,则θ减小7.对于给定的电容器,描述其电容C、电荷量Q、电压U之间相应关系的图应是下图中的()A.B.C.D.8.下列电学元件中,属于电容器的是()A.B.C.D.9.下图为研究电容器充、放电的实验电路图.实验时,先使开关S掷向1端,电源E对电容器C充电;经过一段时间,把开关S掷向2端,电容器C与电阻R相连,电容器放电.在开关S接通2端后的极短时间内,下列说法正确的是()A.电容器带电量和两板间电压都增大B.电容器带电量和两板间电压都减小C.电容器带电量增大,两板间电压减小D.电容器带电量减小,两板间电压增大10.下列四个电学器材中,电容器是()A.B.C.D.11.某电容器标注的是“400 V 22F ”,则下列说法正确的是()A.该电容器的额定电压为400 VB.该电容器的击穿电压为400 VC.该电容器接在200 V的电压两端时,电容为11FD.不管哪类电容器,都不用考虑引出线与电源的哪个极相连12.关于电容器,下列说法正确的是()A.电容器所带的电荷量为两个极板所带电荷量的绝对值之和B.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C.某电容器所带电荷量越多,两极板间的电势差就越小D.电容器的电容跟它是否带电无关13.电子眼系统通过路面下埋设的感应线来感知汽车的压力。
1.8 电容器的电容[学习目标]1、了解电容器的构造和常用电容器。
2、知道电容器充电和放电过程是能量转化的过程。
3、了解电容器的电容。
4、经历影响平行板电容器电容因素的实验探究过程,知道决定平行板电容器电容大小的因素。
[学习重点]:电容器的概念、定义式及影响平行板电容器电容因素。
[学习难点]:电容的定义和引入;对平行板电容器的动态分析。
[知识梳理]1. 电容器:任何两个彼此靠近又相互绝缘的导体组成一个电容器。
使电容器带电(或电量增加)的过程叫充电,使充电后的电容器失去电荷(或电量减少)的过程叫放电。
2. 电容(1)定义:电容器所带的电量跟它两极间的电势差的比值叫电容器的电容。
(2)公式:C=Q/U,电容在数值上等于使电容器的两极板间的电势差增加1V所需的电量,与Q、U无关,只取决于电容器本身。
(3)单位:法拉(F)。
(4)平行板电容器的电容:随两极板间正对面积的增大而增大,随两极板间距离的减小而增大,随两极板间电介质的介电常数的增大而增大。
平行板电容器的电容的决定式是:[典型例题]例1. 关于电容器和电容,以下说法正确的是A.电容器充电后,两极板总带等量异种电荷B.电容器的带电量是两极板带电量之和C.电容器电容的大小与其带电量及两极板间电势差有关D.电容器两极板间电势差每增加1V,电容器的带电量即增加1C解答:电容器的带电量等于任一极板带电量的绝对值,所以B错误;电容器的电容仅由本身性质决定,与其他外界因素无关,所以C错误。
[答案]AD点评:注意,Q为一板电量且可推出,电容的大小与Q、U无关,仅由电容器本身性质决定,比如平行板电容大小,由、S、d决定。
变式1. 要使平行板电容器的电容增大:A、增大电容器的带电量B、增大电容器两级间的电压C、增大电容器两级板的正对面积D、增大电容器两级板的距离解答:平行板电容大小,与电量和电压无关,所以ABD错。
[答案]C变式2. 如图2-4-1所示,四个图像描述了对给定的电容器充电时,电容器电量Q 、电压U 和电容C三者的关系,正确的图象有图2-4-1解答:根据,且电容的大小与Q、U无关,仅由电容器本身性质决定,所以CD正确。
第一章静电场第八节电容器的电容【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。
【重点、难点】重点:掌握电容的概念、定义式及平行板电容器的电容的决定因素。
难点:电容器的电容的计算与应用预习案【自主学习】知识点一、电容器1.组成:两个彼此又的导体,组成一个电容器。
2.电容器的充电:(1)电路连接:如图1.8-1,单刀双掷开关S接(填“1”或“2”)(2)充电结果:两个极板分别带上了电荷,两极板之间产生了,由电源获得的储存在电容器中。
3.请在图中标出极板上电荷的电性,画出极板间电场线的方向。
4.电容器充电后,切断与电源的联系,两个极板上的电荷是否改变?5.电容器的放电:(1)电路连接:如图1.8-2,单刀双掷开关S接(填“1”或“2”)(2)放电结果:两极板上的电荷,两极板之间不再,转化为其他形式的能。
知识点二、电容1.定义:电容器所带电荷量Q与 U的比值,定义式为。
这是又一个采用法定义的物理量。
2.“电容器所带的电荷量”是指一个极板所带电荷量的。
3.物理意义:表示电容器本领的物理量。
4.单位:在国际单位制中的单位是,简称法,符号是。
1F= μF= PF。
知识点三、平行板电容器的电容平行板电容器的电容C与极板的正对面积S、极板间的距离d、电介质的相对介电常数εr 的关系式为C= ,即平行板电容器的电容C与电介质的相对介电常数εr成,与极板的正对面积S成,与极板间的距离d成。
当两极板间是真空时,C= 。
知识点四、常用电容器1.分类:从构造上可以分为电容器和电容器两类。
2.电容器的额定电压:电容器能够时的电压。
电容器的击穿电压:电介质被时加在电容器极板上的极限电压。
电压超过这一限度,电容器就会损坏。
【学始于疑】同学们,通过你的自主学习,你还有哪些疑惑?探究案【合作探究一】如何理解教材P 29“同一个电容器,比值UQ 是一个常量”,“电容是表示电容器容纳电荷本领的物理量”?问题1:如图1.8-3,柱形水容器中的水量V 与水深H 的比值表示的是容器的哪个量?同一个容器,比值H V 是常量还是变量?不同的容器,比值H V 是否相同?比值H V 越大,容器容纳水的本领是越大还是越小?问题2:将电容器与柱形水容器进行类比,则电荷量Q 、电势差U 、电容c分别类比于水容器的哪个量?【合作探究二】“研究影响平行板电容器电容大小的因素”的实验现象分析问题1:“研究影响平行板电容器电容大小的因素”的实验过程及现象如下图所示,实验过程中电容器的电荷量Q 如何变化?静电计测量的是哪个物理量?静电计的指针偏角变大,这个量怎样变化?问题2:试根据上图中的现象分析影响平行板电容器电容大小的因素:图甲:保持 不变, 两板间正对面积S ,观察到静电计指针偏角 ,即电势差U ,则电容C 。
1.8 电容器与电容课前预习学案一、预习目标1知道什么是电容器以及常用的电容器2知道公式及其含义,知道平行板电容器的电容与哪些因素有关。
二、预习内容1.两个相距很近的平行金属板中间夹上一层绝缘物质,就组成一个最简单的电容器,叫做.实际上,任何两个又的导体,都可以看成一个电容器.2.电容器与电容器的比值,叫做电容器的电容.表达式C=,国际单位制中单位,简称,符号.常用较小单位lμF=,l =.电容是表示电容器的物理量.3.常用电容器从构造上看,可分为和两类.常用的固定电容器有和.三、提出疑惑同学们,通过你的自主学习,你还有哪些疑惑,请把它填在下面的表格中疑惑点疑惑内容课内探究学案一、教学目标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的动态分析。
二、学习过程1、电容器(1)构造: .(2)电容器的充电、放电操作:把电容器的一个极板与电池组的正极相连,另一个极板与负极相连,两个极板上就分别带上了等量的异种电荷。
这个过程叫做。
现象:。
操作:把充电后的电容器的两个极板接通,两极板上的电荷互相中和,电容器就不带电了,这个过程叫 .现象:。
提问:电容器在充、放电的过程中的能量转化关系是什么?小结:。
2、电容与水容器类比后得出。
说明:对于给定电容器,相当于给定柱形水容器,C(类比于横截面积)不变。
这是量度式,不是关系式。
在C一定情况下,,Q正比于U。
(1)定义:。
(2)公式:。
(3)单位:。
(4)电容的物理意义:。
3、平行板电容器的电容(1)[演示]感应起电机给静电计带电说明:静电计是在验电器的基础上制成的,用来测量电势差.把它的金属球与一个导体相连,把它的金属外壳与另一个导体相连,从指针的偏转角度可以量出两个导体之间的电势差U.三、反思总结1.2.3. 结论:。
平行板电容器的决定式:真空介质四、当堂检测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小2.一平行板电容器始终与电池相连,现将一块均匀的电介质板插进电容器恰好充满两极板间的空间,与未插电介质时相比( ).A.电容器所带的电荷量增大 B.电容器的电容增大C.两极板间各处电场强度减小 D.两极板间的电势差减小3.下列关于电容器的说法中,正确的是( ).A.电容越大的电容器,带电荷量也一定越多B.电容器不带电时,其电容为零C.由C=Q/U可知,C不变时,只要Q不断增加,则U可无限制地增大D.电容器的电容跟它是否带电无关课后练习与提高1.两块水平放置的平行金属板A和B(A在上,B在下),两板间的电压200V,要使一个质量为5g ,带电量为力-5×10-6C 的微粒恰能在两板间的某点静止,g 取102,(1)试确定A 极板的带电性质;(2)求两极板间的距离。
1.8 电容器的电容【学习目标】1. 知道电容器的概念,认识常见的电容器,通过实验感知电容器的充、放电现象。
2. 理解电容的概念及定义方法,掌握电容的定义公式、单位,并会应用定义式进行简单计算。
3. 通过实验了解影响平行板电容器电容大小的因素,了解平行板电容器的电容公式,知道改变平行板电容器的电容大小的方法。
【学习内容】【典型例题】【例1】 根据电容器电容的定义式C =Q U,可知 ( ) A .电容器所带的电荷量Q 越多,它的电容就越大,C 与Q 成正比B .电容器不带电时,其电容为零C .电容器两极板之间的电压U 越高,它的电容就越小,C 与U 成反比D .以上说法均不对【例2】绝缘金属平行板电容器充电后,静电计的指针偏转一定角度,若减小两极板a 、b 间的距离,同时在两极板间插入电介质,如图所示,则( )A .电容器的电势差会减小B .电容器的电势差会增大C .静电计指针的偏转角度会减小D .静电计指针的偏转角度会增大【课后巩固】1.电容器是一种常用的电子元件.对电容器认识正确的是( )A .电容器的电容表示其储存电荷的能力B .电容器的电容与它所带的电荷量成正比C .电容器的电容与它两极板间的电压成正比D .电容的常用单位有μF 和pF,1 μF =103 pF2.有一只电容器的规格是“1.5 μF,9 V ”,那么( )A .这只电容器上的电荷量不能超过1.5×10-6 CB .这只电容器上的电荷量不能超过1.35×10-5 CC .这只电容器的额定电压为9 VD .这只电容器的击穿电压为9 V3.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 与所带的电荷量Q 成正比,与电压U 成反比C .电容C 与所带的电荷量Q 多少无关D .电容在数值上等于使两极板间的电压增加1 V 时所需增加的电荷量4.要增大电容器的电容,可采用的方法有()A.将电容器两极板的间距加大B.将两极板平行错开,使正对面积减小C.将可变电容器的动片旋入一些D.将可变电容器的动片旋出一些E.在下极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F.在下极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5.如图所示,要使静电计的指针偏角变小,可采用的方法是()A.使两极板靠近B.减小正对面积C.插入电介质D.用手碰一下负极板6.用控制变量法,可以研究影响平行板电容器电容的因素(如图所示).设两极板正对面积为S,极板间的距离为d,静电计指针偏角为θ.实验中,极板所带电荷量不变,若() A.保持S不变,增大d,则θ变大B.保持S不变,增大d,则θ变小C.保持d不变,减小S,则θ变小D.保持d不变,减小S,则θ不变7.一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 F B.2×10-8 F C.4×10-8 F D.8×10-8 F8.一个电容器带电Q=5.0×10-4C时,两极板间的电压U=40V。
1.8 电容器的电容
课前自主预习
1.任何两个彼此绝缘而又互相靠近的导体,都可以组成一个 .两块正对着的、互相平
行、互相绝缘而又靠近的金属板,是最简单的电容器,叫做 .
2.探究平行板电容器的电容已充电的平行板电容器与静电计连接如图所示,电容器极板上的电荷量
不变,当板间距离增大时(如图甲),静电计指针的偏角将 ,板间电势差将 ,电容器
的电容将 ,说明电容器的电容跟板间距离成 ,当正对面积减小时(如图乙),静电计
的偏角将 ,板间电势差将 ,电容将 ,说明电容器的电容跟正对面积
成 。
当两板间插入电介质时(如图丙),静电计的偏角将 ,板间电势差
将 ,电容将 ,说明电容器的电容跟两板间的电介质有关.
3.常见电容
器的名称通
常用电介质
的名称来命
名,例如聚苯乙烯电容器的绝缘介质是聚苯乙烯,陶瓷电容器、云母电容器的绝缘介质分别是 等等.电解电容器则是用浸过电解液的纸作电容器的一个 .
重点难点点拨
(一)对电容及电容器的理解
例1下面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,两极间电压升高10V ,则电容器的电容无法确定 变式训练1-1
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3×10-4C ,于是电容器两极板间电压降为原来的3
1,此电容器的电容是________μF ,电容器原来的带电荷量是________C ,若电容器极板上的电荷量全部放掉,电容器的电容是________μF.
(二)平行板电容器中的电容、电量和电压的关系
例2(多选)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,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
变式训练2—1
(多选)下列选项描述的是对给定的电容器充电时电荷量Q 、电压U 、电容C 之间相互关系的图像,其中正确的是( )
(三)电容器的动态变化分析
例3(多选)如图所示,平行板电容器与电动势为E 的直流电源(内阻不计)连接,下极板接地。
一带电油滴位于电容器中的P 点且恰好处于平衡状态.现将
平行板电容器的上极板竖直向上移动一小段距离( )
A .带电油滴将沿竖直方向向上运动
B .p 点的电势将降低
C .带电油滴运动时电势能将增大
D .电容器的电容减小,极板所带电荷量增大
变式训练3—1 一平行班电容器先与电源相连接,充电后将电源断开,再用绝缘工具将两极板拉开一些,则( )
A.电容器的带电荷量增加
B.电容器的电容增大
C.电容器电压增加
D.两极板间电场强度增大
课堂知识演练
1.关于平行板电容器的电容,下列说法中正确的是( )
A B C
D
A.电容器不带电时,其电容为零
B.电容器带电荷量越多,其电容越大
C.电容器两极板间电压越低,其电容越小
D.电容器的电容只由本身的性质决定
2.关于电容器,下列说法中正确的是()
A.电容器所带的电荷量越多,电容就越大
B.电容器两极板间电介质的性质不会影响电容器的电容
C.其他条件不变,电容器极板间的正对面积越大,电容就越大
D.其他条件不变,电容器极板间的距离越大,电容就越大
3.如图所示的电容式键盘,是通过改变电容器的哪个因素来改变电容的()
A.两板间的距离
B.两板间的电压
C.两板间的电介质
D.两板的正对面积
4.在一块半导体基板上陈列了10万颗金属颗粒,每一颗粒充当电容器的一极,外表面绝缘,手指贴在其上构成电容器的另一极,这就组成了指纹传感器.当手指的指纹一面与绝缘表面接触时,由于指纹深浅不同,对应的峪和嵴与颗粒间形成一个个电容大小不同的电容器,则()
A.指纹的嵴处与半导体基板上对应的金属颗粒距离近,电容小
B.指纹的峪处与半导体基板上对应的金属颗粒距离远,电容大
C.对每个电容感应颗粒都充电至某一参考电压,在手指靠近时,各金属电极所带电荷量增大D.对每个电容感应颗粒都充电至某一参考电压,在手指远离时,各金属电极均处于充电状态
5.(多选)如图所示为某一电容器中所带电荷量和两端电压之间的关于图线,若将该电容器两端的电压从40V降低到36V,对电容器来说正确的是()
A.是充电过程
B.是放电过程
C.该电容器的电容为5.0×10-3F
D.电容器的电量变化量为0.020C
课后巩固提高
6.用一个8V的直流电源对一个电容器充电,充满之后电容器通过电阻R放电,放电的I—t图像如图所示,则可估算该电容器的电容最接近的是()
A.200μF
B.400μF
C.600μF
D.800μF 为
7.(多选)在探究平行板电容器电容量的实验中,对一个电容量为C 、正对面积为S 、两极板之间距离为d 的电容器,充电Q 后,( )
A .若带电量再增加△Q ,其它条件不变,则电容器两极板之间的电压一定增加△Q/C
B .若带电量再增加△Q ,其它条件不变,则电容器两极板之间的电场强度可能不变
C .保持带电量Q 不变,若电容器两极板之间的距离增大到2d ,其它条件不变,则电场强度增加到原来的2倍
D .保持带电量Q 不变,若电容器正对面积减小到原来的
2
1,其它条件不变,则电场强度增加到原来的2倍
8.一平行板电容器充电后与电源断开,负极板接地。
两极板间有一个负试探电荷固定在P 点,如图所示。
以C 表示电容器的电容,E 表示两极板间的场强,φ表示P 点的电势,E p 表示电荷在P 点的电势能,若正极板保持不动,将负极板缓慢向右平移一小段距离x 0的过程中,各物理量与负极板移动距离x 的关系图象中正确的是( )
9.如图所示是一平行板电容器,其电容为C ,带电荷量为Q ,上极板带正电,两极板间距为d 。
现将一个试探电荷+q 由两极板间的A 点移动到B 点,如图所示.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( ) Qd
Cs D Cd Qs
C Cd Qs
B Qd Cs
A 2q .2q .q .q . 10.如图所示,D 是一只理想二极管,它的作用是只允许电流从a 流向b ,不允许电流从b 流向a ,平行板电容器A
B 内部原有电荷P 处于静止状态,则( )
A.当两极板A 和B 的间距稍减少一些的瞬间,P 将向上运动
B.当两极板A 和B 的间距稍减少一些的瞬间,P 将向下运动
A B C
D
C.当两极板A和B的间距稍增大一些的瞬间,P将向上运动
D.当两极板A和B的间距稍增大一些的瞬间,P将向下运动
11.如图,一平行板电容器的两个极板竖直放置,在两极板间有一带电小球,小球用一绝缘轻线悬挂于O点.先给电容器缓慢充电,使两级板所带电荷量分别为﹢Q和-Q,此时悬线与竖直方向的夹角为π/6,再给电容器缓慢充电,直到悬线和竖直方向的夹角增加到π/3 ,且小球与两极板不接触.求第二次充电使电容器正极板增加的电荷量。
12.如图所示,两块水平放置的平行金属板a、b,相距为d,组成一个电容为C的平行板电容器,a 板接地,a板的正中央有一小孔B.从B孔正上方h处的A点,一滴一滴地由静止滴下质量为m、电量为q的带电油滴,油滴穿过B孔后落到b板,把全部电量传给b板,若不计空气阻力及板外电场。
问:
(1)第几滴油滴将在a、b板间作匀速直线运动?
(2)能达到b板的液滴不会超过多少滴?。