物理3-1 §2.4 《电容器 电容》

高一物理《电容器的电容》知识点总结一、电容器1．基本构造：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．2．充电、放电：使电容器两个极板分别带上等量异种电荷，这个过程叫充电．使电容器两极板上的电荷中和，电容器不再带电，这个过程叫放电．3．从能量的角度区分充电与放电：充电是从电源获得能量储存在电容器中，放电是把电容器中的能量转化为其他形式的能量．4．电容器的电荷量：其中一个极板所带电荷量的绝对值．二、电容1．定义：电容器所带电荷量Q 与电容器两极板之间的电势差U 之比．2．定义式：C ＝Q U. 3．单位：电容的国际单位是法拉，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之间的电势差为1 V 时，电容器所带的电荷量．5．击穿电压与额定电压(1)击穿电压：电介质不被击穿时加在电容器两极板上的极限电压，若电压超过这一限度，电容器就会损坏．(2)额定电压：电容器外壳上标的工作电压，也是电容器正常工作所能承受的最大电压，额定电压比击穿电压低．三、平行板电容器的电容1．结构：由两个平行且彼此绝缘的金属板构成．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 成正比，跟极板的正对面积S 成正比，跟极板间的距离d 成反比．3．电容的决定式：C ＝εr S 4πkd ，εr为电介质的相对介电常数，k 为静电力常量．当两极板间是真空时，C ＝S 4πkd. 四、电容器深度理解1．静电计实质上也是一种验电器，把验电器的金属球与一个导体连接，金属外壳与另一个导体相连(或者金属外壳与另一个导体同时接地)，从验电器指针偏转角度的大小可以推知两个导体间电势差的大小．2．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 是平行板电容器电容的决定式，C ∝εr ，C ∝S ，C ∝1d ，反映了影响电容大小的因素．3．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 4πkd4．平行板电容器的两类典型问题(1)开关S 保持闭合，两极板间的电势差U 恒定，Q ＝CU ＝εr SU 4πkd ∝εr S d ，E ＝U d ∝1d. (2)充电后断开S ，电荷量Q 恒定，U ＝Q C ＝4πkdQ εr S ∝d εr S ，E ＝U d ＝4πkQ εr S ∝1εr S.。

高中物理选修3-1电容器的电容知识点一、电容器1.电容器：任何两个彼此绝缘、相互靠近的导体可组成一个电容器，贮藏电量和能量。

两个导体称为电容器的两极。

2.电容器的带电量：电容器一个极板所带电量的绝对值。

3.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。

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,电场能转化为电能二、电容1.定义：电容器所带的电荷量Q与电容器两极板间的电势U的比值，叫做电容器的电容C=Q/U，式中Q指每一个极板带电量的绝对值①电容是反映电容器本身容纳电荷本领大小的物理量，跟电容器是否带电无关。

常用单位有微法(μF)，皮法(pF)1μF=10-6F，1pF=10-12F2.平行板电容器的电容C：跟介电常数成正比，跟正对面积S成正比，跟极板间的距离d成反比。

3.电容器始终接在电源上，电压不变;电容器充电后断开电源，带电量不变。

(一)预习学习的第一个环节是预习。

有的同学不注重听课前的这一环节，会说我在初中从来就没有这个习惯。

这里我们需要注意，高中物理与初中有所不同，无论是从课程要求的程度，还是课堂的容量上，都需要我们在上课之前对所学内容进行预习。

在每次上课前，抽出一段时间(没有时间的限制，长则20分钟，短则课前的5、6分钟，重要的是过程。

)将知识预先浏览一下，一则可以帮助我们熟悉课上所要学习的知识，做好上课的知识准备和心理准备;二则可以使我们明确课堂的重点，找出自己理解上的难点，从而做到有的放矢地去听课，有的同学感到听课十分吃力，原因就在于此。

电容器与电容教案电容器1电容器是储存的装置，其中两个彼此（电介质）又相隔很近的（两极板）就构成一个电容器。

2. 是最简单的电容器，它由两个彼此又相隔很近的组成。

两板带，板间形成电场。

3.电容器的充电和放电①叫充电（电键在1位置）充电过程中：逐渐向两极板积累，电路中有短暂的，两极板间的增大，电场强度 E ，电势差U ，直到电势差等于电源电压。

充电结束。

②放电：使充电后的电容器失去叫放电。

放电过程中：电路中有短暂的，两极板间的电量，电场强度电势差U ，直到E、U为零。

放电完毕。

③充电后的电容器两个极板上，分别带有电荷，由于两极板相对且靠得很近，正负电荷互相吸引。

电容器以这种方式储存电荷。

二、电容1、定义：电容器所带与电容器的比值，叫做电容器的电容2、定义式：、（pF）1F=1C/V3、单位：（F）、（μF）1μＦ= F 1 Pf= F4、电容的物理意义：反映了电容器容纳物理量。

三、平行板电容器的电容1.当平行板电容器的两极板间是真空时，电容大小C与极板间的正对面积S、极板间距d的关系是：两极板间充满同一介质时，电容变大为真空时的εr倍。

，表达式为：，其中k为静电力常量，εr为相对介电常数。

四、常用电容器1.常用电容器从构造上看，可以分为和2.击穿电压：加在电容器上的不能超过某一限度，超过这个限度，电解质将被，电容器，这个极限电压称为击穿电压，电容器工作时的电压低于击穿电压。

3.额定电压：电容器长时间工作时所承受的电压，比击穿电压，电容器外壳上标的是（工作电压）。

4.电容器的两种问题①定电压问题：若两板始终与电源连接保持不变②定电量问题：若充电后与电源断开保持不变想一想，通过预习你还有那些知识点有疑问？写在下面的横线上《学案》教学目标：1.知道电容器的概念以及平行板电容器的主要构造2.理解电容器电容的概念及其定义式C=Q/U ，并能用来进行有关的计算。

理解电容器的决定式C=εs/4πkd3.掌握平行板电容器的决定式，并能用其讨论问题【问题与导学】一、电容器1、电容器是一种用来做什么的仪器？它的基本构造如何？①②2.通过自主学习你了解到最简单的电容器叫什么名字？试说说它的基本构造？它带电有哪些特点？板间场强有哪些特征？①基本构造：②带电特点：③板间场强特征：2、电容器的充电和放电（1）把电容器的两极板分别与与电池组的两极相连，会出现怎样的现象？电容器的电荷量、板间电压、板间电场强度各发生怎样的变化？这一过程直到什么时候结束？①电荷量：②板间电压：++ ++ + + ++ +++- - - - - - - - -极板电介质③板间电场强度：（2）把充电后的电容器的两极板接通，会出现怎样的现象？电容器的电荷量、板间电压、板间电场强度各发生怎样的变化？这一过程直到什么时候结束？①电荷量：②板间电压：③板间电场强度：3、电容器储存电荷的方式：充电后的电容器两个极板上，带电有什么特征？由于两极板相对且靠得很近，正负电荷互相吸引。

电容器与电容课后巩固提升1．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的体积大D．两电容器的电压都改变1V时，A的电荷量改变比B的大解析电容是电容器的固有属性，由电容器本身的构造决定，电容描述了电容器容纳电荷的本领(电容器两极间的电压每改变1V所改变电荷量的多少)大小，而不表示容纳电荷的多少或带电荷量的多少．答案 D2．下列关于电容器和电容的说法中，正确的是( )A．根据C＝QU可知，电容器的电容与其所带电量成正比，与两板间的电压成反比B．对于确定的电容器，其带电量与两板间的电压成正比C．无论电容器的电压如何变化(小于击穿电压且不为零)，它所带的电量与电压的比值恒定不变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解析电容器的电容C＝εr S4πkd与两极板间的电压与极板所带电量无关，故A选项错误；由C＝QU可知，对确定的电容器来说，Q与U成正比，故B选项正确，C、D选项也正确．答案BCD3．水平放置的平行板电容器与一电池相连，在电容器的两板间有一带正电的质点处于静止状态．现将两极板间的距离增大，则( )A．电容变大，质点向上运动B．电容变大，质点向下运动C．电容变小，质点保持静止D．电容变小，质点向下运动解析当平行板电容器两极板距离增大时，电容器电容变小，与电源相连极板电压不变，其间电场强度减小，电场力变小，合外力向下，质点向下运动，故D选项正确．答案 D4．一平行板电容器充电后，把电源断开，再用绝缘工具将两板距离拉开一些，则( ) A．电容器的带电荷量增加B．电容增大C．电容器电压增加D．两板间电场强度增大解析由C＝εr S4πkd可知，当d增大时，C变小，故B选项错误；充电后与电源断开，所带电量不变，故A选项错误；由C＝QU，当C减小，Q不变时，U增大，故C选项正确；其间电场强度E＝Ud＝QCd＝4Qπkdεr Sd＝4Qπkεr S，故D选项错误．答案 C5．一空气平行板电容器，极板间正对面积为S，极间距离为d，充以电量Q后两板间电压为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/2B ．电量变为2QC ．将极板正对面积变为2SD ．两极间充以介电常数为2的电介质 解析 由C ＝εr S4πkd可知C 、D 选项正确． 答案 CD6．平行板电容器的电容C ，两极板间电压U ，两板间场强E 和带电荷量Q ，在下列情况下怎样变化？(1)保持两板与电源相连，只增大两板间距离，则C _________，U ____________，Q ____________，E ____________.(2)给电容器充电后与电源断开，再减小电容器极板间距离，则C ____________，U ____________，Q ____________，E ____________.解析 (1)电容器与电源相连，故U 不变，根据C ＝εr S4πkd和C ＝Q U，d 增大→C 减小→Q减小，由E ＝U d，知E 减小．(2)电容器充电后断开电源，故Q 不变，由公式C ＝εr S 4πkd 和C ＝QU，知d 减小→C 增大→U 减小，此时电场强度用E ＝U d不好讨论，有两种方法可处理．①是用推论E ＝4πkQ εr S ，(此式由E ＝U d ，C ＝Q U 和C ＝εr S4πkd 三式导出)，可见E 与d 无关，故E 不变．②是熟记极板上电荷密度不变，其电场强度不变，故E 不变． 答案 (1)减小 不变 减小 减小(2)增大减小不变不变提升能力7．传感器是一种采集信息的重要器件，如图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，可使膜片产生形变，引起电容的变化，将电容器、灵敏电流计和电源串联接成闭合电路，那么( )A．当F向上压膜片电极时，电容将减小B．当F向上压膜片电极时，电容将增大C．若电流计有示数，则压力F发生变化D．若电流计有示数，则压力F不发生变化解析当压力向上时，膜片电极将向上弯曲，使电容器两个极之间距离减小，电容增大，故A错误，B正确．当压力F发生变化时，电容器的电容发生变化，电容器会不断的充放电，所以电流计有示数，当压力不变时，因为电压恒定，电容器带电量不会发生变化，电流计无示数，故C正确，D错误．答案BC8．如图所示是一个平行板电容器，两板间距离为d，其电容为C，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点移动到B点，A、B两点间的距离为l，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.qCl QdB.qQl CdC.qQl2CdD.qCl2Qd解析 根据U ＝Q C，E ＝U d可得E ＝Q Cd ，所以，从A →B 电场力做功，W ＝qEl sin30°＝qQl2Cd. 答案 C9．如下图是一个由电池、电阻R 与平行板电容器组成的串联电路，在增大电容器两极板间距离的过程中( )A ．电阻R 中没有电流B ．电容器的电容变小C ．电阻R 中有从a 流向b 的电流D ．电阻R 中有从b 流向a 的电流解析 平行板电容器的电容和带电荷量分别为C ＝εr S4πkd，Q ＝CU .当两板间距离d 增大时，电容C 减小，极板的带电荷量Q 也减小，由于原来电容器的上板A 带正电，下板B 带负电，带电荷量减小，B 板的电子在电源的作用下将输送到A 板中和部分正电荷，所以电阻R 中会有从a 流向b 的电流．答案 BC10．如图①是某同学设计的电容式速度传感器原理图，其中上板为固定极板，下板为待测物体．在两极板间电压恒定的条件下，极板上所带电量Q 将随待测物体的上下运动而变化．若Q 随时间t 的变化关系为Q ＝b t ＋a(a 、b 为大于零的常数)，其图像如图②所示，那么图③、图④中反映极板间场强大小E 和物体速率v 随t 变化的图线可能是( )A ．a 和cB ．a 和dC ．b 和cD ．b 和d解析 由于C ＝Q U且C ＝εr S 4πkd 结合题中条件Q ＝bt ＋a联立以上三式解得 d ＝εr SU 4k πb (a ＋t )，可见d 与t 成线性关系，利用E ＝U d 可得E ＝4k πbεr Sa ＋t，因此图线②正确，即C选项正确．答案 C11．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①)，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②)，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③)，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．答案增大增大减小反比增大增大减小正比减小减小增大12．如下图所示，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，现将带电荷量为q，质量为m的带电液滴一滴一滴地从小孔正上方h处无初速度滴下，竖直流到b板上层，电荷全部被b板吸收，(重力加速为g，不计阻力)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，第k＋1滴液滴将如何运动？解析设第k滴液滴恰好能够到达b板，则第k滴液滴进入两板间时，前(k－1)滴液滴已建立电场，对第k滴液滴应用动能定理(1)前(k－1)滴液滴已建立的电场为U＝QC＝k－1qC，E＝Ud＝k－1qCd.对第k滴液滴应用动能定理有：mg(h＋d)－qEd＝0，mg(h＋d)－q k－1qCdd＝0.解得k＝mgC h＋dq2＋1.(2)由题意，第(k＋1)滴液滴进入两板间后做减速运动，无法到达b板，反向运动跳出a 板小孔，然后再无初速滴下，所以(k＋1)滴液滴将在板内外做往复运动．答案见解析。

电容器和电容
教材首先讲解了电容的功用，通过介绍电容器的构造及使用，使学生认识电容器有储存电荷的本领，同时介绍了电容的概念、定义式，再讲解电容器的电容与哪些因素有关．整个这一节的内容，是后面学习LC振荡电路的必备知识，是学习交变电路和电子线路的基础，关于电容器的充放电现象和电容概念，是高中物理教学的重点和难点之一，又比较抽象，因此再教学中，可以多增设实验，让学生易于理解和接受，同时培养学生的实验观察能力和科学探究能力。

2.4.电容器的电容【学习目标】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过程是能量转化的过程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、知道平行板电容器电容决定因素及关系；掌握平行板电容器的决定式并能运用其讨论有关问题【学习重点】电容的概念、定义式及平行板电容器电容的决定式【学习难点】对平行板电容器的动态分析自主学习一、教材助读一、电容器问题1：电容器的用途是什么？问题2：电容器的充电、放电过程是怎样进行的？二、电容问题1：什么叫电容器的电容？定义式如何？单位是什么？单位之间的换算关系如何？三、平行板电容器问题1：影响平行板电容器电容的因素有哪些？他们之间的关系如何？问题2：平行板电容器间的电场具有什么样的特点？二、自学检测1、对于一个确定的电容器的电容理解正确是( )A．电容与带电量成正比 B．电容与电势差成反比C．电容器带电量越大时电容越大 D．对确定的电容器,每板带电量增加,两板间电势差必增加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、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〖合作探究〗基础知识梳理一、电容器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。

2、充电——能转化为能；放电——能转化为能。

二、电容1、定义：电容器与电容器的比值，叫做电容器的电容。

2、表达式：C＝ .3、单位：国际单位制中单位，简称，符号。

lμF＝ F，l pF＝ F。

4、物理意义：电容是表示电容器的物理量，是由电容器的性质决定的,与电容器是不是带电。

三、平行板电容器1、平行板电容器电容的决定因素有：、、。

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。

高二物理选修3-1电容器重要知识点1.带电粒子在电场中的加速(Vo=0)：W=ΔEK或qU=mVt2/2,Vt=(2qU/m)1/22.带电粒子沿垂直电场方向以速度Vo入入匀强电场时的偏转(不考虑重力作用的情况下)类平垂直电场方向:匀速直线运动L=Vot(在带等量异种电荷的平行极板中：E=U/d)抛运动平行电场方向:初速度为零的匀加速直线运动d=at2/2,a=F/m=qE/m注:(1)两个完全相同的带电金属小球接触时,电量分配规律:原带异种电荷的先中和后平分,原带同种电荷的总量平分;(2)电场线从正电荷出发终止于负电荷,电场线不相交,切线方向为场强方向,电场线密处场强大,顺着电场线电势越来越低,电场线与等势线垂直;(3)常见电场的高中物理知识点总结电场线分布要求熟记;(4)电场强度(矢量)与电势(标量)均由电场本身决定,而电场力与电势能还与带电体带的电量多少和电荷正负有关;(5)处于静电平衡导体是个等势体,表面是个等势面,导体外表面附近的电场线垂直于导体表面,导体内部合场强为零,导体内部没有净电荷,净电荷只分布于导体外表面;(6)电容单位换算：1F=106μF=1012PF;(7)电子伏(eV)是能量的单位,1eV=1.60×10-19J;(8)其它相关内容：静电屏蔽、示波管、示波器及其应用、等势面高二物理选修3-1重要知识点磁感线的特点1、磁感线的疏密表示磁场的强弱。

2、磁感线上的切线方向为该点的磁场方向。

3、在磁体外部，磁感线从N极指向S极;在磁体内部，磁感线从S极指向N极。

4、磁感线是闭合的曲线(与电场线不同)。

5、任意两条磁感线一定不相交。

6、常见磁感线是立体空间分布的。

7、磁场在客观存在的，磁感线是人为画出的，实际不存在。

安培分子环流假说(一)分子电流假说任何物质的分子中都存在环形电流——分子电流，分子电流使每个分子都成为一个微小的磁体。

(二)安培分子环流假说对一些磁现象的解释：①未被磁化的铁棒，磁化后的铁棒。