《电容器 电容》 导学案
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《电容器 电容》 导学案
一、学习目标
1、 知道什么是电容器以及常见的电容器。
2、 理解电容的概念及其定义式，知道电容的单位。
3、 掌握平行板电容器电容的决定式，并能运用其分析解决有关问题。
二、知识梳理
1、 电容器
（1）电容器：两个彼此____且相互____的导体就构成一个电容器。
（2）电容器的充电：使电容器带电的过程叫充电。充电后两极板带等量异种电荷。
（3）电容器的放电：使充电后的电容器失去电荷的过程叫放电。放电过程中，电场能转化为其他形式的能。
2、 电容
（1）定义：电容器所带电荷量 Q 与两极板间电压 U 的比值叫电容。
（2）定义式：C ＝ Q/U 。 （3）单位：法拉（F），1 F ＝ 1 C/V 。常用单位还有微法（μF）、皮法（pF），1 μF ＝ 10⁻⁶ F，1 pF ＝ 10⁻¹² F 。
（4）物理意义：电容是描述电容器容纳电荷本领大小的物理量。
3、 平行板电容器的电容
（1）决定因素：平行板电容器的电容 C 与两极板的正对面积 S 成正比，与两极板间距离 d 成反比，与极板间电介质的介电常数 ε 成正比。
（2）决定式：C ＝ εS/（4πkd) 。
三、重点难点突破
1、 对电容定义式 C ＝ Q/U 的理解
（1）电容 C 由电容器本身的构造决定，与电容器所带电荷量 Q 和两极板间电压 U 无关。
（2）Q ＝ CU ，Q 是指电容器一个极板所带电荷量的绝对值。
2、 平行板电容器的动态分析
（1）两类基本问题
①电容器始终与电源相连，U 不变。
②电容器充电后与电源断开，Q 不变。
（2）分析思路 ①确定不变量：若电容器始终与电源相连，则 U 不变；若电容器充电后与电源断开，则 Q 不变。
②用决定式 C ＝ εS/（4πkd) 分析电容 C 的变化。
③用定义式 C ＝ Q/U 分析 Q 或 U 的变化。
④用 E ＝ U/d 分析电场强度 E 的变化。
四、典型例题
例 1：一个电容器带电荷量为 Q 时，两极板间的电压为 U，若使其带电荷量增大为 2Q，则两极板间的电压为（ ）
A U/2 B U C 2U D 4U
解析：由电容的定义式 C ＝ Q/U 可知，电容 C 不变，电荷量增大为 2Q 时，电压增大为 2U，故选 C。
例 2：一平行板电容器两极板间距为 d、极板面积为 S，电容为 C，对此电容器充电后断开电源，当增加两板间距时，电容器极板间（ ）
A 电场强度不变，电势差变大
B 电场强度不变，电势差不变
C 电场强度减小，电势差不变
D 电场强度减小，电势差减小 解析：电容器充电后断开电源，Q 不变。由 C ＝ εS/（4πkd) 可知，d 增大，C 减小；又 U ＝ Q/C ，所以 U 增大。由 E ＝ U/d ＝ Q/（Cd)
＝ 4πkQ/（εS) 可知，E 不变。故选 A。
五、巩固练习
1、 对于给定的电容器，在描述电容 C、电荷量 Q、电压 U 之间的关系时，正确的是（ ）
A C 与 U 成反比
B C 与 Q 成正比
C C 是确定的，与 Q、U 无关
D Q 与 U 成正比
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
六、知识拓展
1、 超级电容器 超级电容器是一种新型的储能装置，具有功率密度高、充放电速度快、循环寿命长等优点，在新能源汽车、轨道交通、智能电网等领域有着广泛的应用前景。
2、 电容式传感器
电容式传感器是将被测量的变化转换为电容量变化的一种传感器，广泛应用于位移、压力、加速度等物理量的测量。
七、学习总结
通过本节课的学习，我们了解了电容器的基本构造和工作原理，掌握了电容的定义式和决定式，学会了对平行板电容器进行动态分析。在学习过程中，要注重理解概念，掌握分析问题的方法，多做练习，提高运用知识解决实际问题的能力。
