高中物理 第一章 第八节 电容器的电容学案(新人教版)选修

8 电容器的电容

题型一、对电容器、电容的理解

1.电容器：储存电荷和电能的装置.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.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＝QU，其中Q指一个极板上带电荷量的绝对值.

(3)单位：法拉，符号是F，1 F＝1 C/V，1 F＝106μF＝1012 pF.

3.说明

(1)电容是表示电容器储存电荷特性的物理量，只决定于电容器本身，而与Q、U无关；

(2)C＝QU是电容的定义式，对任何电容器都适用；

(3)C＝QU＝ΔQΔU，电容器的电容在数值上等于两极板上每升高(或降低)单位电压时增加(或减少)的电荷量.

4.平行板电容器

(1)构成：由两个彼此绝缘又相互靠近的平行金属板组成.

(2)电容的决定因素：

电容由电容器本身的构造决定，与Q、U无关.由公式C＝εrS4πkd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)表达式C＝εrS4πkd，εr为相对介电常数，真空时εr＝1.其他电介质时εr＞1.

5.C＝QU与C＝εrS4πkd的比较

C＝QU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＝εrS4πkd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.

提醒：C＝QU适用于所有电容器；C＝εrS4πkd仅适用于平行板电容器.

1 一个已充电的电容器，若使它的电量减少3×10－4 C，则其电压减少为原来的13，则( )

A.电容器原来的带电量为9×10－4 C

B.电容器原来的带电量为4.5×10－4 C

C.电容器原来的电压为1 V D.电容器的电容变为原来的13

2 一个电容器带电荷量为Q时，两极板间电压为U，若使其带电荷量增加4.0×10－7 C时，它两极板间的电势差增加20 V，则它的电容为( )

一、多选题人教版高二选修3-1第一章 第8节 电容器的电容 课时练习

1. 如图所示，下列几种情况中，对电阻R来说，有电流通过且方向正确的是（ ）

A．S接1瞬间，R上电流方向从A到B

B．S接1一段时间后，R上电流方向从A到B

C．S接1一段时间后再接2的瞬间，R上有从B到A的电流

D．S接1一段时间后再接2的瞬间，R上无电流

2. 如图所示，A、B是平行板电容器的两个金属板，G为静电计，开始时开关S闭合，静电计指针张开一定角度，为了使指针张开的角度增大些，

下列措施可行的是（ ）

C．保持开关S闭合，使A、B两板靠近些B．断开开关S，并使A、B两板正对面积错开些A．断开开关S，并使A、B两板分开些 D．保持开关S闭合，使A、B两板正对面积错开些

3. 如图所示，平行板电容器的两极板A、B接在电池两极，一带负电的小球悬挂在电容器内部，闭合S，电容器充电，这时悬线偏离竖直方向的夹角为，下列说法正确的是（ ）

A．保持S闭合，将A板向B板靠近，则增大

B．保持S闭合，将A板向B板靠近，则不变

C．断开S，略向上移动A板，则增大

D．断开S，略向上移动A板，则不变

4. 如图所示，C为中间插有电介质的电容器，a和b为其两极板；a板接地；P和Q为两竖直放置的平行金属板，在两板间用绝缘线悬挂一带电小

球；P板与b板用导线相连，Q板接地．开始时悬线静止在竖直方向，在b板带电后，悬线偏转了角度α．在以下方法中，能使悬线的偏角α变大的是

A．缩小a、b间的距离B．加大a、b间的距离

C．取出a、b两极板间的电介质D．换一块形状大小相同、介电常数更大的电介质

5. 如图所示，将平行板电容器接在电源两极间，电容器两极板间的带电尘埃恰好处于静止状态。若将两极板缓慢地错开一些，其他条件不变，

则（ ） ⼈教版⾼⼆选修3-1第⼀章第8节电容器的电容课时练习

B．尘埃仍保持静止状态A．电容器上的电荷量不变

二、填空题

三、单选题C．电流计中将有电流通过，电流方向由

第３２卷　第Ｓ１期　Ｖｏｌ＿３２　Ｎ０．Ｓ１　昭通师范高等专科学校学报　Ｊｏｕｒｎａ　Ｊ　ｏｆ　Ｚｈａｏｔｏｎｇ　Ｔｅａｃｈｅｒ’ｓ　Ｃｏｌｌｅｇｅ　２０１０年ｌ２月　Ｄｅｃ．２Ｏ１０　

●有效性教学设计　

电容器的电容（第一课时）教学设计　

戴纹琼　

（昭通市第一中学物理教研组，　云南　昭通　６５７０００）　

摘要：选择自制多媒体课件、实验、直观教具，展示主体内容和动画、感知电容器的充放电过程、直观感受电　容器的构成。充分利用教学媒体创设情景；呈现过程，解释原理；设疑思辨，解决问题的作用。采用讲解——播　放——概括的媒体使用方式进行教学。　关键词：电容器；　电容；　充放电过程；　教学设计　中图分类号：（；６３３．７　文献标志码：Ａ　文章编号：１００８－９３２２（２０１０）Ｓｌ一０１４５－０５　

一、教材内容　

教材为人民教育出版社普通高中课程标准实　

验教科书物理选修３。设计内容：第一章第八节　

电容器的电容（第一课时）。　

二、学习目标与任务　

（一）学习目标　

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）知道电容器电容的概念及定义式，并能用　

来进行有关的计算。　

过程与方法：　

（１）结合实物和在计算过程中理解电容器的　

基本构成等相关概念和性质。　

（２）通过实验理解电容器的充放电过程。　

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。　

（二）学习内容与学习任务说明　

（１）电容器的基本构成和作用；　

（２）电容器的充放电过程；　

（３）电容器的电容的相关知识和应用。　三、学习者特征分析　

学生已学习了有关静电场的基本知识，知道　

两个带电平行金属板间的电场是匀强电场以及正　

负电荷相互吸引。　

四、教学内容与学习水平的分析与确定　

（一）知识点的划分与要求达到的学习水平的　

确定　

１、电容器的相关知识　

电容器的基本构成（知道）；电容器的作用（理　

1 高中物理学案：实验

观察电容器的充、放电

1.实验原理

(1)电容器的充电过程

如图1所示,当开关S接1时,电容器接通电源,在电场力的作用下自由电子从正极板经过电源向负极板移动,正极板因失去电子而带正电,负极板因获得电子而带负电.正、负极板带等量的正、负电荷.电荷在移动的过程中形成电流.在充电开始时电流比较大(填“大”或“小”),以后随着极板上电荷的增多,电流逐渐减小(填“增大”或“减小”),当电容器两极板间电压等于电源电压时电荷停止移动,电流I＝0.

图1

(2)电容器的放电过程

如图2所示,当开关S接2时,将电容器的两极板直接用导线连接起来,电容器正、负极板上电荷发生中和.在电子移动过程中,形成电流,放电开始电流较大(填“大”或“小”),随着两极板上的电荷量逐渐减小,电路中的电流逐渐减小(填“增大”或“减小”),两极板间的电压也逐渐减小到零.

图2

实验器材：6V的直流电源、单刀双掷开关、平行板电容器、电流表、电压表、小灯泡

2.实验步骤

(1)按图3连接好电路.

图3

1 (2)把单刀双掷开关S打在上面,使触点1和触点2连通,观察电容器的充电现象,并将结果记录在表格中.

(3)将单刀双掷开关S打在下面,使触点3和触点2连通,观察电容器的放电现象,并将结果记录在表格中.

(4)记录好实验结果,关闭电源.

实验记录和分析：

实验项目 实验现象

电容器充电 灯泡 灯泡的亮度由明到暗最后熄灭(选填“明”“暗”或“熄灭”)

电流表1 电流表1的读数由大到小最后为零(选填“大”“小”或“零”)

电压表 电压表的读数由小(选填“大”或“小”)到大(选填“大”或“小”)最后为6 V

电容器放电 灯泡 灯泡的亮度由明到暗最后熄灭(选填“明”“暗”或“熄灭”)

电流表2 电流表2的读数由大到小最后为零(选填“大”“小”或“零”)

电压表 电压表的读数由大(选填“大”或“小”)到小(选填“大”或“小”)最后为0 V