2019_2020学年高中物理第一章电场第七八节了解电容器静电与新技术学案粤教版选修3_1
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第七节电容器(第二课时)【自主学习】一、学习目标1.知识与技能(1)掌握电容器所带的电荷量不变以及两端电压不变的规律(2)理解掌握带电粒子在电容器两板间的受力随着电容器变化而变化的规律(3) 理解掌握静电计的规律过程与方法通过分析理解,提高学生的知识应用能力2.情感、态度与价值观培养学生灵活应用知识的能力,并且能将知识点连贯起来的能力3.重点难点理解掌握带电粒子在电容器两板间的受力随着电容器变化而变化4.自主学习1、当电容器保持与电源连接时,电容器的___________________不变。
2、当电容器充电后断开与电源的连接,电容器________________不变。
3、静电计指针的角度大说明连接静电计的电容器________________________,而静电计指针的角度小说明连接静电计的电容器_______________________。
要点透析问题一平行板电容器极板间带电粒子的运动1、如图所示,在与直流电源相接的平行板电容器内部,有一个小带电体P正好处于受力平衡状态,问:(1)当将A板稍微向B板靠拢一些时,P如何运动?(2)断开开关S′后,再让A板向B板靠近,P又如何运动?第七节 电容器(第二课时)【课堂检测】1、如图所示,平行板电容器两极板间电压恒定,带电的油滴在极板间静止,断开开关后,再将极板间距离增大些,则油滴运动将 ( ) A .向上运动 B .仍然静止C .向下运动D .向左或向右运动2、如图所示,将平行板电容器与电池组相连,两板间的带电尘埃恰好处于静止状态.若将两板缓慢地错开一些,其他条件不变,则( ) A .电容器带电荷量不变 B .尘埃仍静止C .检流计中有a →b 的电流D .检流计中有b →a 的电流3、如图所示,用静电计来研究平行板电容器跟哪些因素有关,下列选项中哪些跟实验事实相符( )A.B 板向右移,静电计指针偏角变小B.B 板向上移,静电计指针偏角变小C.保持B 板不动,在两板间插入一块绝缘介质,静电计指针偏角变小D.保持B 板不动,在两板间插入一块绝缘介质,静电计指针偏角变大课 堂 检测案CK课堂训练案第七节电容器(第二课时)【当堂训练】1、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2、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,闭合开关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板向B板靠近,则θ增大B.保持开关S闭合,带正电的A板向B板靠近,则θ不变C.开关S断开,带正电的A板向B板靠近,则θ增大D.开关S断开,带正电的A板向B板靠近,则θ不变3、一平行板电容器充电后与电源断开,负极板接地,在两极板间有一正电荷(电荷量很小)固定在P点,如图所示,以E表示两极板间的场强,U表示电容器的电压,E p表示正电荷在P点的电势能,若保持负极板不动,将正极板移到图中虚线所示的位置,则( )A.U变小,E不变B.E变大,E p变大C.U变小,E p不变D.U不变,E p不变课后拓展案第七节 电容器(第二课时) 【巩固拓展】1、平行板电容器充电后断开电源,然后将两极板间的距离逐渐增大,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2、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3、如图14-138所示,平行板电容器电容为C ,原不带电,板间距为d ,A 板接地,现有质量为m ,带电量为+q 的液滴以初速度v 0由A 板的上孔落到B 板,求落在B 板上的液滴的滴数.第七节 电容器(第二课时) 参考答案课前先学案 自主学习 1、两端电压 2、所带电荷量 3、两板间电压大 两板间电压小要点透析:问题一:1. 答案:(1)向上运动 (2)仍保持平衡解析:(1)电源没有断开,A 、B 板之间的电势差(电压)保持不变.因为平行板间的电场是匀强电场,故dUE.现U 不变,A 靠拢B 时d 变小,则E 增大.P 所受的电场力qE 0将大于重力,故会向上运动. (2)S′断开后,电容器极板上带的电荷量Q 不再变化,这时需寻找场强E 与Q 间的关系才便于作出判断dSk C U Q ε0=•=,整理为S k dQ U ε0=,代入dUE =得S k Q E ε0=与A 、B 板间距离已无关系.因Q 不变,k 0为常数,由题意知ε和S 不变,故E 不变,故P 受力情况没有变化,仍保持平衡. 课堂检测案1、B 2、BC 3、C 课堂训练案1、CD 2、AD 3、AC 课后拓展案 1、D 2、AB3、解析:当+q 落到B 板,使B 板带正电,由于静电感应,A板带正电,于是A 、B 板间形成了自B 向A 的匀强电场,液滴在电场中受到竖直向上的电场力开始做减速运动,到达B 板时速度为零,由动能定理得:-+=-而===则:-+=-即+=所以:=+qEd mgd 0mv /2 E U /d Q /Cd nq /Cd(nq /Cd)qd mgd mv /2 mgd mv /2nq /d n mC(gd v /2)/q0202022022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。
第七、八节了解电容器__静电与新技术1.电容的定义式为C=QU,电容的大小仅取决于电容器本身,与Q 和U无关。
2.平行板电容器的电容决定式为C=εr S4πkd,即C由εr、S、d共同来决定。
3.静电在技术上有许多应用,比如激光打印、喷墨打印、静电除尘、静电喷涂、静电植绒、静电复印等。
4.防止静电危害的基本原则是:控制静电的产生,把产生的静电迅速引走以避免静电的积累。
一、电容器及电容器的充放电1.电容器的组成电容器由两个互相靠近、彼此绝缘的导体组成,电容器的导体间可以填充绝缘物质(电介质)。
常见的平行板电容器就是由两块正对而又相距很近的金属板组成的。
2.电容器的充放电过程充电过程放电过程定义使电容器的两个极板带上等量异种电荷的过程使电容器两极板上的电荷中和的过程过程示意图电荷运动方向正电荷向A板移动,负电荷向B板移动正电荷由A板向B板移动(或负电荷由B板向A板移动)电流方向由负极板经导线、电源到正极板由正极板经导线到负极板特点①每一极板所带电荷量的绝对值称为电容器所带的电荷量②电容器充电后,两极板间存在电场,从电源获得的能量储存在电场之中,称为电场能。
电场具有能量是电场物质性的重要表现③小灯泡闪亮一下,说明充放电电流短暂④两个过程互逆,电容器的电荷量、场强、能量变化趋势相反二、电容器的电容1.定义电容器所带的电荷量跟它的两极板间的电势差的比值。
2.定义式C =Q U。
3.物理意义电容是表示电容器储存电荷本领大小的物理量。
4.单位在国际单位制中,电容的单位是法拉,在实际使用中还有其他单位,如微法、皮法,它们之间的换算关系是:1 F =106μF=1012pF 。
三、决定电容器的因素 1.实验探究由于平行板电容器的电容与多种因素有关,故可以采取控制变量法探究。
2.平行板电容器的电容(1)平行板电容器的电容与两极板的正对面积成正比,与两极板间的距离成反比,并跟板间插入的电介质有关。
(2)公式:C =εr S4πkd 。
第七、八节了解电容器__静电与新技术1.电容的定义式为C=QU,电容的大小仅取决于电容器本身,与Q和U无关。
2.平行板电容器的电容决定式为C=εr S4πkd,即C由εr、S、d共同来决定。
3.静电在技术上有许多应用,比如激光打印、喷墨打印、静电除尘、静电喷涂、静电植绒、静电复印等。
4.防止静电危害的基本原则是:控制静电的产生,把产生的静电迅速引走以避免静电的积累。
一、电容器及电容器的充放电1.电容器的组成电容器由两个互相靠近、彼此绝缘的导体组成,电容器的导体间可以填充绝缘物质(电介质)。
常见的平行板电容器就是由两块正对而又相距很近的金属板组成的。
2.电容器的充放电过程二、电容器的电容1.定义电容器所带的电荷量跟它的两极板间的电势差的比值。
2.定义式C =Q U。
3.物理意义电容是表示电容器储存电荷本领大小的物理量。
4.单位在国际单位制中,电容的单位是法拉,在实际使用中还有其他单位,如微法、皮法,它们之间的换算关系是:1 F =106μF =1012pF 。
三、决定电容器的因素 1.实验探究由于平行板电容器的电容与多种因素有关,故可以采取控制变量法探究。
2.平行板电容器的电容(1)平行板电容器的电容与两极板的正对面积成正比,与两极板间的距离成反比,并跟板间插入的电介质有关。
(2)公式:C =εr S4πkd 。
3.电容器的两个性能指标 (1)一个是它的电容量;(2)另一个是它的耐压能力,耐压值表示电容器正常使用时两个电极间所能承受的最大电压。
四、静电与新技术1.静电除尘的原理:先使空气中的尘埃带上负电,并在电场力的作用下被吸附到金属线上,当尘埃累积到一定程度时,可以在重力的作用下落入漏斗中,实现了除尘的作用。
2.静电的危害与防止静电产生危害的必要条件是积累足够多的静电荷,因此,防止静电危害的基本原则是:控制静电的产生和把产生的静电迅速移走以避免静电的积累。
常用方法有静电接地、增加湿度、非导电材料的抗静电处理等。
第七节了解电容器第八节静电与新技术[学习目标] 1.知道电容器的概念,认识常见的电容器,了解电容器的充、放电现象.(重点) 2.理解电容的定义式并能进行有关计算.(重点) 3.知道平行板电容器的决定因素,并会分析、解决平行板电容器的两类问题.(重点、难点) 4.了解静电现象,关注生活、生产中的静电现象,知道静电在技术上的应用及防止静电危害的方法.一、电容器和电容1.电容器:由两个相互靠近,彼此绝缘的导体组成,其间可以填充绝缘物质.2.电容器的充、放电(1)定义:Q 与U 的比值,公式为C =QU.(2)物理意义:表示电容器容纳电荷本领的物理量. (3)单位:1 F =106μ F =1012pF . 二、决定电容的因素 1.实验探究由于平行板电容器的电容与多种因素有关,故可以采取控制变量法探究. 2.平行板电容器的电容(1)平行板电容器的电容与两极板的正对面积成正比,与两极板间的距离成反比,并跟板间插入的电介质有关.(2)公式:C=εr S4πkd.3.电容器的两个性能指标(1)一个是它的电容量.(2)另一个是它的耐压能力,耐压值表示电容器正常使用时两个电极间所能承受的最大电压.三、静电与新技术1.静电在技术上的应用(1)静电在技术上有许多应用,比如激光打印、喷墨打印、静电除尘、静电喷涂、静电植绒、静电复印等.(2)静电除尘结构:将高压电源的正极接在金属圆筒上,负极接到悬挂在管心的金属线上.原理:正、负极间有很强的电场,使气体分子电离为电子和正离子.电子附着在空气中的尘埃上向着圆筒运动而积累到金属圆筒上,尘埃积累到一定程度而落入下面的漏斗中.2.静电的防护:有些工厂的车间里空气保持适当的湿度,油罐车车尾装有一条拖在地上的铁链等.1.正误判断(1)电容器是储存电荷和电场能的元件.(√)(2)电容器的电容与电量成正比,与电压成反比.(×)(3)研究电容器电容的实验,采用的是控制变量法.(√)(4)家用电器接地线是防静电.(×)(5)静电除尘的原理是让灰尘带上电荷,然后在电场力的作用下奔向并吸附到异性电极上.(√) 2.下列属于静电应用的是( )A.油罐车后面装一条拖地的铁链B.汽修作业中的静电喷漆C.飞机轮上装搭地线D.印刷车间中保持适当的湿度B[油罐车在运输过程中,不断的相互摩擦,从而产生大量的静电,通过后面装一条拖地的铁链,及时导走,这是防止静电危害,故A错误;汽修作业中的静电喷漆是利用静电,故B正确;飞机在飞行时,与空气摩擦产生大量的静电,所以着落时通过飞机轮上装搭地线,将静电导走,这是防止静电,故C错误;印刷车间中,纸张间摩擦产生大量静电,由于有一定的湿度,能及时导走静电,也是防止静电,故D错误;故选B.]3.(多选)对于给定的电容器,描述其电容C、电荷量Q、电压U之间的相应关系的图象正确的是( )BC[对于一个给定的电容器,电容是确定的,不会随电荷量、电压的改变而改变;由电容的定义式可以知道,电荷量跟电容器两端的电压成正比,因而是过坐标原点的一条直线.]值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.电容由电容器本身的构造决定,与Q 、U 无关.由公式C =εr S4πkd 知,影响电容器电容大小的因素是电介质的相对介电常数εr 、电容器两极板的正对面积S 和两极板间的距离d .3.C =Q U 与C =εr S4πkd的比较C =Q U 是电容的定义式,对某一电容器来说,Q ∝U 但C =QU不变,反映电容器容纳电荷本领的大小;C =εr S 4πkd 是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.【例1】 一个平行板电容器,使它每板电荷量从Q 1=3×10-5 C 增加到Q 2=3.6×10-5C 时,两板间的电势差从U 1=10 V 增加到U 2=12 V ,这个电容器的电容多大?如要使两极板电势差从U 1=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=3.6×10-5 C -3×10-5 C =6×10-6 C , ΔU =U 2-U 1=12 V -10 V =2 V.根据电容的定义,它等于每增加1 V 电势差所需增加的电荷量,即C =ΔQ ΔU =6×10-62F=3×10-6F =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 ′=CΔU ′=3×10-6×(10-6) C =1.2×10-5C.[答案] 3 μF 1.2×10-5C求解电容器的电容的两点注意(1)电容器的电容可以根据C =QU 或C =ΔQΔU求出,但电容器的电容是电容器的属性,与电容器所带电荷量Q 以及两极板间的电压U 均无关.(2)定义式的推广式C =ΔQΔU,在电压U 变化问题中求电容更快捷.训练角度1.对电容定义式的理解1.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系图线,若将该电容器两端的电压从40 V 降低到36 V ,对电容器来说,下列说法正确的是( )A .是充电过程B .是放电过程C .该电容器的电容为5.0×10-2F D .该电容器的电量变化量为0.20 CB [由Q =CU 知,U 降低,Q 减小,故为放电过程,A 错,B 对;由C =Q U =0.240F =5×10-3F ,可知C 错;ΔQ =CΔU =5×10-3×4 C=0.02 C ,D 错.] 训练角度2.C =Q U 和C =εr S4πkd的比较2.板间距为d 的平行板电容器所带电荷量为Q 时,两极板间电势差为U 1,板间场强为E 1,现将电容器所带电荷量变为2Q ,板间距变为12d ,其他条件不变,这时两极板间电势差为U 2,板间场强为E 2,下列说法正确的是( )A .U 2=U 1,E 2=E 1B .U 2=2U 1,E 2=4E 1C .U 2=U 1,E 2=2E 1D .U 2=2U 1,E 2=2E 1C [当平行板电容器的其他条件不变,板间距离变为12d 时,电容器的电容为C ′=εr S4πkd2=2C ,又知电容器的带电量变为2Q ,则得知U 2=2Q2C ,即U 2=U 1.根据匀强电场中电势差与场强之间的关系式E =U d 得E 2=U 212d =2E 1,因此选项C 正确,其他选项都错误.]关于平行板电容器的动态分析抓住不变量,分析变化量,紧抓三个公式:C =Q U 、E =U d 和C =εr S 4πkd2.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 Sd可知C 随d 、S 、εr 的变化而变化. 由Q =UC =U ·εr S4πkd,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 Sd 可知C 随d 、S 、εr 的变化而变化.由U =Q C=4πkd Q εr S∝dεr 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2】 如图所示,A 、B 为两块竖直放置的平行金属板,G 是静电计,开关S 闭合后,静电计指针张开一定角度.下述做法可使静电计指针张角增大的是( )A .使A 板向左平移以增大板间距离B .在A 、B 两板之间插入一块陶瓷板C .断开S 后,使B 板向左平移以减小板间距离D .断开S 后,使B 板向上平移以减小极板正对面积D [开关S 闭合,电容器两端的电势差不变,则指针的张角不变,故A 、B 错误.断开S ,电容器所带的电量不变,当B 板向左平移减小板间距,根据平行板电容器的表达式可知电容增大,根据U =Q C知,电势差减小,则指针张角减小,故C 错误.断开S ,电容器所带的电量不变,使B 板向上平移减小正对面积,电容减小,根据U =Q C知,电势差增大,则指针张角增大,故D 正确.]分析电容器动态变化问题的三个步骤(1)明确电容器与电源的连接情况,从而确定是电压不变还是电荷量不变. (2)由C =εr S4πkd ,根据εr 、S 、d 的变化确定C 的变化.(3)由C =Q U 确定Q 或U 的变化,根据E =U d =4πkQεr S判断E 的变化.3.研究与平行板电容器电容有关因素的实验装置如图所示,下列说法正确的是( )A .实验前,只用带电玻璃棒与电容器a 板接触,能使电容器带电B .实验中,只将电容器b 板向上平移,静电计指针的张角变小C .实验中,只在极板间插入有机玻璃板,静电计指针的张角变大D .实验中,只增加极板带电量,静电计指针的张角变大,表明电容增大A [当用带电玻璃棒与电容器a 板接触,由于静电感应,从而在b 板感应出等量的异种电荷,从而使电容器带电,故选项A 正确;根据电容的决定式C =εS4πkd ,将电容器b 板向上平移,即正对面积S 减小,则电容C 减小,根据C =Q U可知,电量Q 不变,则电压U 增大,则静电计指针的张角变大,故选项B 错误;根据电容的决定式C =εS4πkd ,只在极板间插入有机玻璃板,则介电系数ε增大,则电容C 增大,根据C =Q U可知,电量Q 不变,则电压U 减小,则静电计指针的张角减小,故选项C 错误;根据电容决定式C =εS4πkd 可知,电容C 变化与电量并无关系,因此电量的改变并不会导致电容的变化,故选项D 错误.]电极或带电体上,理解这一原理是解决这类问题的关键.2.强电场电离空气后,电子在电场力作用下向高电势运动,从而使微粒吸附电子而带负电.4.下列属于利用静电现象的是( )A.采用导电橡胶做飞机轮胎B.油轮上的工作人员穿导电材料做的衣服;输油管每隔100~300 m接地一次C.办公用的打印机D.在地毯中夹杂一些导电纤维C[飞机在飞行时,与空气摩擦产生大量的静电,所以采用导电橡胶做飞机轮胎,落地时可将静电导走,这是防止静电,选项A错误;油轮上的工作人员穿导电材料做的衣服,这样会把衣服上的静电导入大地,输油管每隔100~300 m接地一次,这都是防止静电,选项B错误;办公用的打印机是利用静电现象来工作的,选项C 正确;在地毯中夹杂一些导电纤维,是防止出现静电,选项D 错误.]1.(多选)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,其所带电荷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),它所带的电荷量与电压的比值都恒定不变D .电容器的电容是表示电容器容纳电荷本领的物理量,其大小与加在两板间的电压无关 BCD [电容器的电容是表示电容器容纳电荷本领的物理量,是电容器的一种特性.一个电容器对应唯一的电容值,不能说电容器的电容与其所带电荷量成正比,与两极板间的电压成反比,因此A错误,C、D正确;由于电容是定值,由Q=CU知,其所带电荷量与两板间的电压成正比,故B正确.]2.如图为某规格的电容器,下列关于该电容器的说法正确的是( )A.该电容器只有接80 V的恒定电压时才能工作B.给该电容器充电或放电过程中有电荷流过电容器C.电容器上不带电,其电容也是1000 μFD.外壳上所标的80 V指的是击穿电压C[由标称值可知,该电容器用于直流80 V及以下电压时才能正常工作,故A错误;给该电容器充电或放电过程中,电荷不能经过电容器,因为两个极间有绝缘介质,电容器不是电阻,故B错误;电容器的电容与电荷量无关,故电容器上不带电,其电容也是1000 μF,故C正确;外壳上所标的80 V指的是额定电压,小于击穿电压,故D错误.]3.由于人们行走时鞋子和地板摩擦产生静电,带电的离子会在地板表面对空气中的灰尘产生吸引,对于电脑机房、电子厂等单位会造成一定的影响,防静电地板又叫做耗散静电地板(如图所示),当它接地或连接到任何较低电势点时,使电荷能够耗散,地板在施工中,地板下面要铺设铝箔,铝箔要连接到地下预埋导体,下列关于防静电地板的说法正确的是( )A .地板下面要铺设铝箔的作用是防潮B .地板必须是绝缘体材料C .地板必须是导电的,如地板中含有导电纤维D .只要地板下面铺设铝箔,地板材料无所谓绝缘体或导体C [在该情景中,地板在施工中,地板下面要铺设铝箔,铝箔要连接到地下预埋导体就是要将地板上的静电导走,所以防静电地板必须是导电的,如地板中含有导电纤维,这样才能将静电通过地板下面铺设的铝箔导走,故选项C 正确,A 、B 、D 错误.]4.平行金属板A 、B 组成的电容器,充电后与静电计相连,如图,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 .A 、B 之间插入与平行金属板等大的金属板C .A 、B 之间插入电介质D .使两板带的电荷量减小A [A 板上移时,正对面积减小,则由C =εr S 4πkd 可知,电容减小,则由C =QU 可知,电势差增大,故张角变大,故A 正确;插入金属板相当于减小板间距离,则C 增大,电势差减小,张角减小,故B 错误;当A 、B 间插入电介质时,C 增大,则由C =Q U可知,电势差减小,故张角变小,故C 错误;减小电荷量时,C 不变,则由C =Q U可知,电势差减小,故张角减小,故D 错误;故选A.]。
粤教版高中物理选修《了解电容器静电与新技术》word 学案[学习目标定位] 1.明白电容器的概念和平行板电容器的要紧构造.2.明白得电容的概念及其定义式,并能用来进行有关运算.3.把握平行板电容器电容的决定式,并能用其讨论有关问题.一、识别电容器电容器由两个互相靠近、彼此绝缘的导体组成,导体间能够填充绝缘物质(电介质). 二、电容器的充放电使电容器的两极板上带上等量异种电荷的过程叫充电,每个极板所带电荷量的绝对值称为电容器所带的电荷量.电容器充电后,两极板间存在电场,从电源获得的能量储存在电场中,称为电场能.使电容器两极板上的电荷中和的过程叫放电. 三、电容器的电容及决定因素1.电容器所带的电荷量跟它的两极板间的电势差的比值叫做那个电容器的电容,用公式表示为C =QU.在国际单位制中,电容的单位是法拉,简称法,符号是F. 1 F =106μF=1012pF.2.平行板电容器电容与两平行板正对面积S 成正比,与两极板间的距离d 成反比,并与板间插入的电介质有关.公式表达式为C =εr S4πkd ,式中k 为静电力常量,εr 是一个常数,称为电介质的相对介电常数,电介质不同,εr 的大小也不同. 四、静电与新技术1.在静电除尘装置中,高压电源的正、负极分别接到金属圆筒和管心的金属线上,它们之间有专门强的电场,使邻近的气体分子被电离,电子在向着金属圆筒正极运动的过程中,附在空气中的尘埃上,使尘埃带负电,从而被吸附到金属圆筒上. 2.防止静电危害防止静电灾难的差不多原则是:操纵静电的产生,把产生的静电迅速引走以幸免静电的积存.通过工艺操纵能够减少因摩擦而产生的静电.幸免静电积存的常用方法有静电接地、增加湿度、非导电材料的抗静电处理等.一、电容器的电容 [问题设计]实验室有甲、乙两只电容器,通过实验测得甲、乙两只电容器在不同电压下所带的电荷量数值如下表:电压(V) 电荷量(C) 甲 乙 1 2×10-43×10-42 4×10-4 6×10-4 36×10-49×10-4通过分析数据发觉,的比值是否不变?两电容器的电荷量与电压的比值是否相同?答案 电荷量与电压成正比,每只电容器的电荷量与电压的比值不变,不同的电容器,那个比值不同. [延伸摸索]能否依照公式C =Q U 得出C 与Q 成正比,与U 成反比?能否把电容的定义式写成C =ΔQ ΔU?答案 电容是电容器本身的一种属性,大小由电容器自身的构成情形决定,与电容器是否带电、带多少电荷量均无关.能把电容的定义式写成C =ΔQΔU .[要点提炼]1.定义式:C =Q U (或C =ΔQΔU),定义方法:比值定义法.2.物理意义:电容是描述电容器储存电荷能力大小的物理量,在数值上等于使电容器两极板间的电势差为1 V 所需要带的电荷量.电容C 由电容器自身的构造决定,与Q 、U 无关(填“有关”或“无关”),因此不能依照C =QU,就认为C 与Q 成正比,与U 成反比. 二、平行板电容器的电容 [问题设计]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1所示,保持Q 和d 不变,增大(或减少)两极板的正对面积S ,观看电势差U (静电计指针偏角)的变化,依据C =Q U,分析电容C 的变化.图1(2)如图2所示,保持Q 和S 不变,增大(或减小)两极板间的距离d ,观看电势差U (静电计指针偏角)的变化,依据C =Q U,分析电容C 的变化.图2(3)如图3所示,保持Q 、S 、d 不变,插入电介质,观看电势差U (静电计指针偏角)的变化,依据C =Q U,分析电容C 的变化.图3答案 (1)实验结论:S 增大,电势差U 减小,电容C 增大. (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. [要点提炼]1.平行板电容器的电容与两平行极板正对面积S 成正比,与电介质的相对介电常数εr 成正比,与极板间距离d 成反比,其表达式为C =εr S4πkd ,两板间为真空时相对介电常数εr=1,其他任何电介质的相对介电常数εr 都大于1.2.C =Q U 适用于所有电容器;C =εr S4πkd 仅适用于平行板电容器.三、平行板电容器的动态分析 [问题设计]1.如图4所示,电容器充电后保持和电源相连,现在电容器两极板间的电压不变.图4(1)当两极板的正对面积S 增大时,电容器的C 、Q 、E 如何变化? (2)当两极板间距d 增大时,电容器的C 、Q 、E 如何变化?答案 (1)依照C =εr S 4πkd ,S 增大时,C 增大.依照C =QU 得Q =CU ,因此Q 增大,电场强度E=U d不变.(2)依照C =εr S 4πkd ,d 增大时,C 减小,由于Q =CU ,因此Q 减小,电场强度E =Ud 减小. 2.在图4中,电容器充电后和电源断开,现在电容器的带电荷量不变. (1)当两极板的正对面积增大时,电容器的C 、U 、E 将如何变化? (2)当两极板间距d 增大时,电容器的C 、U 、E 将如何变化?答案 (1)依照C =εr S 4πkd ,S 增大时,C 增大,由于U =Q C ,因此U 减小,电场强度E =Ud 减小.(2)依照C =εr S 4πkd ,d 增大时,C 减小,由于U =Q C ,因此U 增大,电场强度E =U d =Q Cd =Qεr S4πkd ·d =4πkQ εr S,因此E 不变.[要点提炼]1.分析方法:抓住不变量,分析变化量.其理论依据是: (1)电容器电容的定义式C =QU;(2)平行板电容器内部是匀强电场,E =U d; (3)平行板电容器电容的决定式C =εr S4πkd .2.两种典型题型(1)电压不变时:若电容器始终与电源相连,这时电容器两极板间的电压是不变的,以此不变量动身可讨论其他量的变化情形.(2)电荷量不变时:若电容器在充电后与电源断开,这时电容器两极板上的电荷量保持不变,在此基础上讨论其他量的变化.一、对电容器及电容的明白得例1 有一充电的电容器,两板间的电压为3 V ,所带电荷量为4.5×10-4C ,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? 解析 由C =QU可求电容.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1.5×10-4F .现在电荷量为Q ′=CU ′=1.5×10-4×2 C=3×10-4C.答案 1.5×10-4F 1.5×10-4F 3×10-4C例2 (双选)关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,电容将增大C .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,电容将增大D .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,电容将增大 解析 阻碍平行板电容器电容大小的因素有:(1)随正对面积的增大而增大;(2)随两极板间距离的增大而减小;(3)在两极板间放入电介质,电容增大.据上面叙述可直截了当得出C 选项正确;对D 选项,实际上是减小了两极板间的距离.因此本题正确选项应为C 、D. 答案 CD二、平行板电容器的两类典型问题例3 (双选)如图5所示,用静电计能够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,则下列判定正确的是( )图5A .增大两极板之间的距离,静电计指针张角变大B .将A 板略微上移,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 =εr S 4πkd ,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A、B. 答案AB。
第七节 了解电容器问题探究随着生活质量的提高,自动干手机已进入家庭.洗手后将湿手靠近自动干手机,机内的电热器便“自动”加热,将热空气从机内喷出,将湿手烘干.试结合所学的知识分析:手靠近干手机时,自动干手机“自动”工作.这是什么原因?答案:平行板电容器电容与极板间正对面积、极板间距\,极板间电介质等因素有关,当人走近干手机的传感器并将湿手接近传感器时,实际上相当于通过减小电容器两极板间的距离而改变电容,从而自动控制传感器驱使电热器工作.自学导引1.什么是电容器?两个彼此______________而又相互______________的导体就可组成一个电容器.如两块平行金属板正对、靠近且两板间充满绝缘物质(电介质),这两板就组成了平行板电容器.答案:绝缘 靠近 2.电容器的电容(1)电容器的主要作用是能够储藏______________.使两极板带上等量异种电荷的过程叫______________;使电容器两极板上电荷中和的过程叫______________.当电容器两极板带上等量异种电荷时,极板间存在电场,因而极板间具有电场能,因此电容器也具有储藏电场能的作用.(2)电容是描述电容器容纳电荷本领的物理量.电容(C)等于______________与______________. (3)在国际单位制中,电容的单位是法拉(F),在实际使用中还有其他单位,如微法(μF)、皮法(pF).它们之间的换算关系是:1 F=______________ μF=______________ pF. 答案: (1)电荷 充电 放电(2)电容器带电荷量(Q) 两极板间电势差(U)的比值(3)106 10123.由于平行板电容器的电容与多种因素有关,故可以采取______________探究之.平行板电容器的电容与______________成正比,与______________成反比,与______________有关. 答案:控制变量法 两极板的正对面积 两极板间的距离 极板间电介质材料 疑难剖析电容反映电容器本身属性,它与带电荷量和电势差无关 【例1】 根据电容器电容的定义式UQC =,可知( ) A.电容器所带电荷量越多,它的电容就越大 B.电容器不带电时,其电容为零C.电容器两极板间电压越高,它的电容就越小D.电容器电容大小与电容器带电荷量无关解析:电容反映电容器本身特性,它的大小决定于电容器本身的结构(极板正对面积、极板间距、极板间电介质),而与电容器所带电荷量的多少、极板间电压的大小无关.当电容器带电荷量为零时,其电容仍存在. 答案:D温馨提示:物理学中量度式只是一种间接的测量方式.在讨论物理量之间的关系时,不能仅凭数学式简单地进行分析,而是要从它们的物理量意义出发,真正掌握它们之间的联系与区别.因此在分析电容器的电容时,不能单纯从公式U Q C =得出:电容与带电荷量成正比,与电势差成反比.而是要根据其决定式kdS C πε4=讨论电容与其他物理量之间的关系.【例2】 有一个电容器,当它的带电荷量增加2×10-8C 时,它两极间的电势差增大了200 V ,这个电容器的电容是多大?解答:解法一:设增加前极板电荷量为Q 1,相应电压为U 1;增加后的电荷量为Q 2,相应电压为U 2.则定义式可得: Q 1=C 1U 1 Q 2=C 2U 2可得:Q 2-Q 1=C(U 2-U 1) 即ΔQ=CΔUF F U Q C 108100.1200102--⨯=⨯=∆∆=.解法二:对于确定的电容器,由定义式可知:电容器的带电荷量(Q )与其两极间的电势差(U )成正比,故作出QU 图象,如图1-7-1所示,图中直线的斜率在数值上等于电容器的电容值.图1-7-1由图可得:.100.1200102108F F U Q k C --⨯=⨯=∆∆==温馨提示:解答此题要注意两点:(1)准确理解题意,题设条件是电荷量和电势差的改变量,而不是电容器带电荷量和极板间电势差值.(2)要运用电容的物理意义及定义式进行推理,即UQ C =.平行板电容器电容决定于其自身因素(极板正对面积、极板间距、介质材料)【例3】 如图1-7-2所示,用静电计来研究平行板电容器跟哪些因素有关,下列选项中哪些跟实验事实相符( )图1-7-2A.B 板向右移,静电计指针偏角变小B.B 板向上移,静电计指针偏角变小C.保持B 板不动,在两板间插入一块绝缘介质,静电计指针偏角变小D.保持B 板不动,在两板间插入一块绝缘介质,静电计指针偏角变大解析:C=Q/U ,Q 是一个定值,静电计指针偏角表示两板间的电压值U 的大小,角度增大,电压U 增大,电容C 就变小;反之,角度变小,电压U 减小,电容C 增大.选项A :B 板向右移,板间距增大,电容减小,电压增大,静电计指针偏角应变大,A 不正确.B 板向上移,正对面积减小,电容减小,电压增大,静电计指针偏角应增大,选项B 错.两板将插入介质,电容增大,电压减小,静电计指针偏角减小,选项C 正确,选项D 错. 答案:C平行板电容器极板间带电粒子的运动【例4】 如图1-7-3所示,在与直流电源相接的平行板电容器内部,有一个小带电体P 正好处于受力平衡状态,问:图1-7-3(1)当将A 板稍微向B 板靠拢一些时,P 如何运动? (2)断开开关S′后,P 又如何运动? 解析:(1)电源没有断开,A 、B 板之间的电势差(电压)保持不变.因为平行板间的电场是匀强电场,故dUE =.现U 不变,A 靠拢B 时d 变小,则E 增大.P 所受的电场力qE 0将大于重力,故会向上运动. (2)S′断开后,电容器极板上带的电荷量Q 不再变化,这时需寻找场强E 与Q 间的关系才便于作出判断dSk C U Q ε0=•=,整理为S k dQ U ε0=,代入d UE =得S k Q E ε0=与A 、B 板间距离已无关系.因Q 不变,k 0为常数,由题意知ε和S 不变,故E 不变,故P 受力情况没有变化,仍保持平衡.答案:(1)向上运动 (2)仍保持平衡 拓展迁移如图1-7-4所示,计算机键盘上的每一个键下面均连接一个金属片,与该金属片隔有一定空气间隙再安装另一个小的固定金属片,这两片组成一个小的电容器,计算该电容器的电容可用公式C=εS/d.计算式中常量ε=9.0×10-12F·m -1,S 是两金属片的正对面积,d 是两金属片间的距离.当操作者进行按键操作时,就引起该小电容器的电容发生变化,与之相连的电子线路就能检测出是哪个键被按下了,从而给出相应的信号.图1-7-4阅读以上材料并思考:设每个金属片的正对面积为50 mm 2,当键未被按下时两金属片间的距离为0.6 mm.若只有当电容变化了0.25 pF,电子线路才能恰好能检测出必要的信号,则在操作计算机时至少要将键盘按下的距离为多大才能有效?解析:设未按下键盘时,键盘下面两金属片之间距离为d 1,此时电容为C 1;按下键盘后两金属片之间距离为d 2,此时电容为C 2.则2211d SC d SC εε==得SCd Sd d εε+∆=112m 1050100.9106.01025.0106.01050100.96123123612-------⨯⨯⨯+⨯⨯⨯⨯⨯⨯⨯⨯= =0.45×10-3m =0.45 mm故需要将键盘按下0.15 mm 才能有效. 答案:0.15 mm2019-2020学年高考物理模拟试卷一、单项选择题:本题共10小题,每小题3分,共30分.在每小题给出的四个选项中,只有一项是符合题目要求的1.一质点沿x轴做简谐运动,其振动图象如图所示.在1.5s~2s的时间内,质点的速度v、加速度a的大小的变化情况是()A.v变小,a变大B.v变小,a变小C.v变大,a变小D.v变大,a变大2.如图所示为范德格拉夫起电机示意图,直流高压电源的正电荷,通过电刷E、传送带和电刷F,不断地传到球壳的外表面,并可视为均匀地分布在外表面上,从而在金属球壳与大地之间形成高电压.关于金属球壳上的A、B两点,以下判断正确的是A.A、B两点电势相同B.A、B两点电场强度相同C.将带正电的试探电荷从A点移到B点,电势能增加D.将带正电的试探电荷从A点移到B点,电势能减小3.2020年全国第十四届冬季运动会在呼伦贝尔市举行。
第七节 了解电容器 第八节 静电与新技术[学科素养与目标要求]物理观念:1.知道什么是电容器及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.了解电容器充电和放电现象及能量转换。
4.了解静电的危害及防止.科学探究:1.会正确连接电路,认真观察电容器的充放电过程。
2.通过探究得出平行板电容器电容的影响因素.科学思维:1。
通过类比建立电容的概念;通过电容的定义进一步体会比值定义法.2.结合具体问题构建电容器动态分析模型.一、电容器和电容的基本知识1.电容器电容器是储存电荷的装置,它由两个互相靠近、彼此绝缘的导体组成.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异种电荷的过程,充电过程中,从电源获得的能量储存在电容器中.(2)放电:用导线把充电后的电容器的两极板接通,两极板上的电荷中和的过程,放电过程中,电场能转化为其他形式的能量.3.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差U 的比值.(2)公式C =Q U,其中Q 指一个极板上所带电荷量的绝对值. (3)单位:法拉,简称法,符号是F,1F =1C/V,1F =106μF=1012pF 。
二、决定电容的因素1.探究平行板电容器电容的决定因素(1)静电计:测量电容器两极板间电势差的仪器.(2)探究方法:控制变量法①保持Q和d不变,改变极板正对面积;②保持Q和S不变,改变极板距离;③保持Q、S、d都不变,极板间插入电介质.(3)探究结论平行板电容器的电容C跟介电常数εr成正比,跟极板正对面积S成正比,跟极板间的距离d成反比.2.平行板电容器电容的表达式:C=错误!,εr为电介质的相对介电常数,真空时εr=1,其他介质εr>1。
3.电容器的两个性能指标:(1)一个是它的电容量;(2)另一个是它的耐压能力,耐压值表示电容器正常使用时两个电极间所能承受的最大电压.三、静电与新技术1.静电在技术上的应用:(1)静电在技术上有许多应用,比如激光打印、喷墨打印、静电除尘、静电喷涂、静电植绒、静电复印等.(2)静电除尘①结构:将高压电源的正极接在金属圆筒上,负极接到悬挂在管心的金属线上.②原理:正、负极间有很强的电场,使气体分子电离为电子和正离子.电子附在空气中的尘埃上,向着圆筒运动而积累到金属圆筒上,尘埃积累到一定程度,在重力的作用下落入下面的漏斗中.2.防止静电危害(1)静电产生危害的必要条件是积累足够多的静电荷.(2)防止静电危害的基本原则是:控制静电的产生和把产生的静电迅速引走以避免静电的积累.常用方法有静电接地、增加湿度、非导电材料的抗静电处理等.(3)举例:①油罐车尾装有一条拖在地上的铁链;②有些工厂的车间里保持一定的湿度;③在橡胶中添加导电材料制成抗静电橡胶.判断下列说法的正误.(1)电容器的电容跟它的带电荷量成正比.(×)(2)对于确定的电容器,它所充的电荷量跟它两极板间电压的比值保持不变.(√)(3)将平行板电容器两极板的间距加大,电容将增大.(×)(4)将平行板电容器两极板平行错开,使正对面积减小,电容将减小.(√) (5)在平行板电容器极板间插入电介质,电容将增大.(√)(6)飞机的轮胎用导电橡胶制成,方便在着陆时把静电引入大地.(√)一、电容器 电容(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,使电容器放电,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 =QU 是电容的定义式,由此也可得出:C =错误!. 4.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 (2018·哈尔滨三中高二月考)下列关于电容器的说法中正确的是( )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 .电容器的电容与电容器所带电荷量成正比C .一个电容器的电荷量增加ΔQ =1.0×10-6C 时,两极板间的电势差升高ΔU =10V ,则电容器的电容C =1.0×10-7FD .放电后的电容器所带电荷量为零,电容也为零答案 C解析电容器所带的电荷量是指一个极板所带电荷量的绝对值,A错误;电容器的电容是反映其容纳电荷本领大小的物理量,完全由电容器本身的属性决定,与电容器是否带电及带电荷量多少无关,B、D错误;由C=错误!=错误!,可得电容器的电容C=1。
第一节认识静电【自主学习】一、学习目标1.知识与技能(1)知道一些静电现象,并能解释这些现象的成因(2)知道三种起电方式,并能理解三种起电方式的物理实质(3)知道什么是元电荷,理解电荷守恒定律2.过程与方法经历起电方法的实验探究过程,体会科学探究方法3.情感、态度与价值观认识自然,相信科学,破除迷信,了解世界的多样性,体验探究学习快乐。
二、重点难点(1) 理解感应起电的物理实质(2)理解电荷守恒定律三、自主学习1、自然界中的电荷有_____________,即_____________和_____________.如:用丝绸摩擦过的玻璃棒所带的电荷是_____________;用干燥的毛皮摩擦过的硬橡胶棒所带电荷是_____________.2、物体起电的本质:使物体起电的方式有_____________、_____________、_____________等.物体起电的实质是_____________电子或_____________电子.3、元电荷:电子和质子带有_____________电荷,其电荷量为e=_____________.因所有带电体的电荷量等于e或e的整数倍,所以将电荷量e称为_____________.4、电荷守恒定律:电荷既不能_____________,也不能_____________,它们只能从一个物体_____________到另一物体,或从物体的一部分_____________到另一部分.四、要点透析问题一摩擦起电现象的本质1.关于摩擦起电现象的下列说法中,哪些是正确的()A.摩擦起电现象使本没有电子和质子的物体中产生了电子和质子B.两种不同材料的绝缘体互相摩擦后,同时带上等量异种电荷C.摩擦起电,可能是摩擦中导致质子从一个物体转移到了另一个物体而形成的D.丝绸摩擦玻璃棒时,电子从玻璃棒上转移到丝绸上,玻璃棒因质子数多于电子数而显示带正电 问题二理解元电荷2.关于元电荷的理解,下列说法正确的是( ) A .元电荷就是电子B .元电荷是表示跟电子所带电量数值相等的电量C .元电荷就是原子D .物体所带的电量只能是元电荷的整数倍 问题三理解电荷守恒定律3.有三个相同的金属小球A 、B 、C,其中小球A 带有2.0×10-5C 的正电荷,小球B 、C 不带电,现在让小球C 先与球A 接触后取走,再让小球B 与球A 接触后分开,最后让小球B 与小球C 接触后分开,最终三球的带电量分别为q A = C, q B = C,q C = C.第一节 认识静电【课堂检测】1. 关于摩擦起电现象,下列说法中正确的是 ( ) A.摩擦起电是用摩擦的方法将其他物质变成了电荷B.摩擦起电是通过摩擦将一个物体中的电子转移到另一个物体C.通过摩擦起电的两个原来不带电的物体,一定带有等量异种电荷D.通过摩擦起电的两个原来不带电的物体,可能带有同种电荷2. 如图所示,将带正电的球C 移近不带电的枕形金属导体时,枕形导体上电荷的移动情况是 ( )A.枕形导体中的正电荷向B 端移动,负电荷不移动B.枕形导体中电子向A 端移动,正电荷不移动C.枕形导体中的正、负电荷同时分别向B 端和A 端移动D.枕形导体中的正、负电荷同时分别向A 端和B 端移动3. 带电微粒所带电量不可能是下列值中的 ( )课 堂检测案 ACBA.2.4×10-19CB.-6.4×10-19CC.-1.6×10-18CD.4.0×10-17C4. 把两个完全相同的金属球A和B接触一下,再分开一段距离,发现两球之间互相排斥,则A、B两球原来的带电情况可能是:()A、带等量异种电荷B、带等量同种电荷C、带不等量异种电荷D、一个带电,另一个不带电课堂训练案第一节认识静电【当堂训练】1. 用丝绸摩擦过的玻璃棒和用毛皮摩擦过的橡胶棒,都能吸引轻小物体,这是因为:()A、被摩擦过的玻璃棒和橡胶棒一定带上了电荷B、被摩擦过的玻璃棒和橡胶棒一定带上了同种电荷C、被吸引的轻小物体一定是带电体D、被吸引的轻小物体一定不是带电体2. M和N是原来都不带电的物体,它们互相摩擦后M带正电荷1. 6×10-10C,下列判断中正确的是( )A.在摩擦前M和N的内部没有任何电荷B.摩擦的过程中电子从N转移到了MC.N在摩擦后一定带负电荷1.6×10-10 CD.M在摩擦过程中失去了1.6×10-10个电子3. 将带电棒移近两个不带电的导体球,两个导体球开始时互相接触且对地绝缘,如图所示,下列几种方法能使两球都带电的是( )A.先把两球分开,再移走棒B.先移走棒,再把两球分开C.先将棒接触一下其中一球,再把两球分开D.棒带的电荷量如果不变,不能使两导体球带电4. 两个完全相同的金属球,一个带+6×10-8 C的电荷量,另一个带-2×10-8 C的电荷量.把两球接触后再分开,两球分别带电多少?第一节认识静电【巩固拓展】1. 以下说法正确的是( )A.摩擦起电是自由电子的转移现象B.摩擦起电是通过摩擦产生的正电荷和电子C.感应起电是自由电子的转移现象D.金属导电是由于导体内有可以移动的正电荷2. 用一绝缘柄将一带正电玻璃棒a接触另一不带电玻璃棒b,使之接触起电.以下说法正确的是( )A.在此接触起电过程中,玻璃棒a上的正电荷向玻璃棒b 上转移B.在此接触起电过程中,玻璃棒b上的负电子向玻璃棒a 上转移C.在此接触起电过程中,它们的电荷的代数和不变D.在此接触起电过程中,电荷并不一定遵循电荷守恒定律3. 关于元电荷,下列说法中正确的是( ).A.元电荷实质上是指电子和质子本身B.所有带电体的电荷量一定等于元电荷的整数倍C.元电荷的值通常取e=1.60×10-19 CD.电荷量e的数值最早是由美国物理学家库仑用实验测得的4. 导体A带5q的正电荷,另一完全相同的导体B带q的负电荷,将两导体接触一会儿后再分开,则B导体的带电荷量为( ).A.-q B.qC.2q D.4q选修3-1 第一章 电场 第一节 认识静电 参考答案答案:课前先学案 自主学习1、两种 正电荷 负电荷 正电荷 负电荷 2、摩擦起电 接触起电 感应起电 得到 失去 3、等量异种 1.6×10-19C元电荷4、创造 消灭 转移 转移 要点透析1、BD 2、BD 3、5×10-47.5×10-4 7.5×10-4课堂检测案1、BC 2、B 3、A 4、BCD课堂训练案1、A 2、C 3、AC 4、2×10-8C ,带正电. 课后拓展案 1、AC 2、BC 3、BC 4、C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。
第七节 了解电容器 第八节 静电与新技术
[学科素养与目标要求]
物理观念:1.知道什么是电容器及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.了解电容器充电和放电现象及能量转换.4.了解静电的危害及防止.
科学探究:1.会正确连接电路,认真观察电容器的充放电过程.2.通过探究得出平行板电容器电容的影响因素.
科学思维:1.通过类比建立电容的概念;通过电容的定义进一步体会比值定义法.2.结合具体问题构建电容器动态分析模型.
一、电容器和电容的基本知识
1.电容器 电容器是储存电荷的装置,它由两个互相靠近、彼此绝缘的导体组成.
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异种电荷的过程,充电过程中,从电源获得的能量储存在电容器中.
(2)放电:用导线把充电后的电容器的两极板接通,两极板上的电荷中和的过程,放电过程中,电场能转化为其他形式的能量.
3.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差U 的比值.
(2)公式C =Q U
,其中Q 指一个极板上所带电荷量的绝对值.
(3)单位:法拉,简称法,符号是F,1F =1C/V,1F =106μF =1012pF.
二、决定电容的因素
1.探究平行板电容器电容的决定因素
(1)静电计:测量电容器两极板间电势差的仪器.
(2)探究方法:控制变量法
①保持Q 和d 不变,改变极板正对面积;
②保持Q 和S 不变,改变极板距离;
③保持Q 、S 、d 都不变,极板间插入电介质.
(3)探究结论
平行板电容器的电容C 跟介电常数εr 成正比,跟极板正对面积S 成正比,跟极板间的距离d
成反比.
2.平行板电容器电容的表达式:
C=εr S
4πkd
,εr为电介质的相对介电常数,真空时εr=1,其他介质εr>1.
3.电容器的两个性能指标:
(1)一个是它的电容量;
(2)另一个是它的耐压能力,耐压值表示电容器正常使用时两个电极间所能承受的最大电压.
三、静电与新技术
1.静电在技术上的应用:
(1)静电在技术上有许多应用,比如激光打印、喷墨打印、静电除尘、静电喷涂、静电植绒、静电复印等.
(2)静电除尘
①结构:将高压电源的正极接在金属圆筒上,负极接到悬挂在管心的金属线上.
②原理:正、负极间有很强的电场,使气体分子电离为电子和正离子.电子附在空气中的尘埃上,向着圆筒运动而积累到金属圆筒上,尘埃积累到一定程度,在重力的作用下落入下面的漏斗中.
2.防止静电危害
(1)静电产生危害的必要条件是积累足够多的静电荷.
(2)防止静电危害的基本原则是:控制静电的产生和把产生的静电迅速引走以避免静电的积累.常用方法有静电接地、增加湿度、非导电材料的抗静电处理等.
(3)举例:①油罐车尾装有一条拖在地上的铁链;
②有些工厂的车间里保持一定的湿度;
③在橡胶中添加导电材料制成抗静电橡胶.
判断下列说法的正误.
(1)电容器的电容跟它的带电荷量成正比.(×)
(2)对于确定的电容器,它所充的电荷量跟它两极板间电压的比值保持不变.(√)
(3)将平行板电容器两极板的间距加大,电容将增大.(×)
(4)将平行板电容器两极板平行错开,使正对面积减小,电容将减小.(√)
(5)在平行板电容器极板间插入电介质,电容将增大.(√)
(6)飞机的轮胎用导电橡胶制成,方便在着陆时把静电引入大地.(√)。