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1、第十章 静电场中的能量第4节 电容器的电容导学案（第一课时）学习目标：1、了解电容器的构造和常用电容器；知道电容器充电和放电过程是能量转化的过程；了解电容器的电容。2、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重点和难点电容器的概念、定义式及影响平行板电容器电容因素。 一、课前预习案一、电容器（了解）构造:在两个相距很近的平行金属板中间夹上一层 ，就组成了一个最简单的电容器，叫平行板电容器。其实，任何两个彼此绝缘又互相靠近的导体，都可以看成一个电容器。 电容器的充电：两极板与电源相连,使电容器带电的过程，充电后两极板带有等量的异种电荷。若保持与电源连接，则
2、不变；若断开电源，则极板 不变。放电：用导线与两极板相连,使电容器两极板上的电荷中和的过程.二、电容（记忆）定义：电容器所带电荷量Q与 的比值。 公式： 单位： 三、电容的物理意义：C是表示电容器容纳 的物理量 平行板电容器的电容与两极板的正对面积S成 ，与两极板间的距离d成 ，并跟板间插入介质的介电常数成 。 平行板电容器的决定式：_物理意义：平行板电容器的电容由电容器本身的结构(S、d、)决定,与Q 、U 。四、常用电容器（了解） 从构造上看，可分为 电容器和 电容器。根据材料不同，常见的有：聚苯乙烯电容器、陶瓷电容器 、电解电容器 （电容比较大，有极性） 击穿电压：加在电容器两极板上的电
3、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，这个极限电压称为击穿电压。 电容器的额定电压：电容器 的最大电压。额定电压 击穿电压 预习评价：1关于电容器的电容C、电压U和所带电荷量Q之间的关系，以下说法正确的是( )AC由U确定 BC由Q确定CC一定时，Q与U成正比 DC一定时，Q与U成反比2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将两极板的间距加大，极板所带电荷量将增大C将两极板平行错开，使正对面积减小，电容将减小D将两极板平行错开，使正对面积减小，极板所带电荷量将减小3平行板电容器充电后不断开电源，逐渐增大两极板的正对面积，则下
4、列说法正确的是( )A电容器电容将逐渐增大 B两极板间的电场强度将逐渐增大C两极板间电压将保持不变 D两极板所带的电荷量不变4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3104C，于是电容器两极板间的电压降为原来的，此电容器的电容是多少？电容器原来的带电荷量是多少？二、课内探究案探究点一：对电容的理解1、 电容的物理意义 。2、电容C的定义：电容器所带的电荷量与电容器两极板间的电势差的_，叫做电容器的电容，用C表示电容，则有C_，单位_，简称_，符号是_3、电容器所带的电荷量是指_问题延伸1 我们不能根据电容的定义式说电容C与Q成正比、与U成反比，电容C由电容器本身的性质决定
5、，与Q、U的大小无关公式还可表示为C.2“电容就是电容器的简称”，这种说法对吗？例1. 某一电容器，当所带电量为 410-6 C，两极板间的电势差为 20 V。(1)求电容器的电容。(2)当所带电量减半时，电容器的电容为多少？(3)当电容器不带电时，电容器的电容为多少？针对检测1对电容CQ/U，以下说法正确的是()A电容器充电荷量越大，电容增加越大B电容器的电容跟它两极所加电压成反比C电容器的电容越大，所带电荷量就越多D对于确定的电容器，它所充的电荷量跟它两极板间所加电压的比值保持不变2.如图是描述对给定的电容器充电时电量Q、电压U、电容C之间相互关系的图象，其中正确的有（）3.有一充电电容器
6、，两极板间的电压为3V，现使它的电量减少310-4C，电容器两极间电压降为原来的三分之一，此电容器的电容是F，电容器原来的带电量是C，若把电容器的电量全部放掉，电容器的电容是F。 探究二：影响平行板电容器电容的因素实验方法 特点： 问题2：分别减小平行板电容器的极板间距离、减小两极板正对面积、插入电介质，指针偏转程度如何变化？电容C如何变化？结论:平行板电容器的电容与两极板的正对面积S成 ,与两极板间的距离d成 ,并跟板间插入介质的介电常数成正比.平行板电容器的电容的决定式： 例2. 下列哪些措施可以使电介质为空气的平行板电容器的电容变大些 ( ) A. 使两极板靠近些 B. 增大两极板的正对
7、面积 C. 把两极板的距离拉开些 D. 在两极板间放入云母 针对练习：1、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接地。若极板B向上移动一点，由观察到的静电计指针变化作出平行板电容器电容变小的结论的依据是 ()A两极板间的电压不变，极板上的电荷量变小B两极板间的电压不变，极板上的电荷量变大C极板上的电荷量几乎不变，两极板间的电压变小D极板上的电荷量几乎不变，两极板间的电压变大2.如图所示，把一个平行板电容器与一个静电计相连后，给电容器带上一定电荷量，静电计指针的偏转指示出的电容器两板间的电势差，现保持极板不动，而要使静电计指针的偏角增大，可采用的办法是（）A.N板
8、向右移一些B.N板向左移一些C.N板向上移一些D.在MN板间插入电介质3.两块平行金属板带等量异量电荷，要使两板间的电压加倍，而板间的电场强度减半，应使（ ）A.两板的电荷量加倍，而距离变为原来的4倍B.两板的电荷量加倍，而距离变为原来的2倍C.两板的电荷量减半，而距离变为原来的4倍D.两板的电荷量减半，而距离变为原来的2倍探究点三：电容器的分类、电容式传感器以及电容器使用的相关问题1、从电容器的包装上我们可以得到该电容的那些信息2、电容式传感器：传感器是将所感受到的一种非电学物理量转换成便于检测的电学物理量的器件。常用于检测和自动控制例3. 某电容器上标有“1.5 F 9 V”的字样，则 (
9、) A. 该电容器所带电荷量不能超过 1.5106 C B. 该电容器所加电压不能超过 9 V C. 该电容器击穿电压为 9 V D. 当给该电容器加 4.5 V 的电压时，它的电容值变为0.75 F针对练习1.某电解电容器上标有“36，310-5F”的字样，下列说法正确的是（）A.增加1V的电压，需增加电量310-5CB.此电容器必须加36V的电压，才能工作C.工作电压是36V时，电容才是310-5FD.使用时，须考虑引线的极性2.传感器是把非电学量（如速度、温度、压力等）的变化转换成电学量变化的一种元件，在自动控制中有着相当广泛的应用。如图所示是一种测定液面高度的电容式传感器的示意，金属芯
10、线与导电液体形成一个电容器，从电容C大小的变化就能反映液面的升降情况，两者的关系是（）A.C增大表示h增大 B.C增大表示h减小 C.C减小表示h减小 D.C减小表示h增大3、传感器是一种采集信息的重要器件。如图所示是一种压力传感器。当待测压力F作用在可动膜片电极上时，可使膜片发生形变，引起电容的变化，将电容器、灵敏电流计和电源串联成闭合电路，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发生了变化D、 若电流计有示数，则压力F不发生变化第二课时学习目标：掌握平行板电容器的运动分析方法重点和难点对平行板电容器的动态分析。学
11、法指导：应用所学电场强度与电势差的相关知识解决新问题。课前复习一、 电容C的物理意义 二、 电容的定义式的 （每个字母的含义）平行板电容器电容的决定式： 三、匀强电场中，场强E与U的关系 课内探究探究一：电容器充放电问题例1. 如图所示，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 的电流方法总结：探究二：平行板电容器的动态变化问题1.主要的理论公式2.电容器的动态分析的两种情况(1)电压（U）一定：（电键闭合，始终与电
12、源相连接） 如图4为平行板电容器与电源连接的示意图图4（1）如果开关S始终闭合，若减小两极板的正对面积S，那么电容器的电容C，电荷量Q，板间电势差U，板间电场强度E如何变化？（2）如果充电完毕后，断开S电键断开，（Q一定）如果充电完毕后，断开S若减小两极板的正对面积S，那么电容器的电容C，板间电势差U，板间电场强度E如何变化？例2. 平行板电容器充电后，与电池两极断开连接，当两极板间的距离减小时（ ） A. 电容器的电容 C 变大 B. 电容器极板的带电量 Q 变大图6 C. 电容器两极间的电势差 U 变大 D. 电容器两极板间的电场强度 E 不变针对训练1：用如图所示的装置可以研究影响平行板
13、电容器的因素.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.实验中，可以认为极板所带电荷量不变，则( )A.保持S不变，增大d，则变大B.保持S不变，增大d，则变小C.保持d不变，增大S，则变大D.保持d不变，增大S，则不变2.两块大小、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K，电源即给电容器充电（）A.保持K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K接通，在两极板间插入一块介质，则极板上的电量增大C.断开K，减小两极板间的距离，则两极板间的电势差减小D.断开K，在两极板间插入一块介质，则两极板间的电势差增大3.
14、一个平行板电容器，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表示电容器的电量，E表示两板间的电场强度，则（）A.当d增大、S不变时，Q减小，E减小 B.当S增大、d不变时，Q增大，E增大C.当d减小、S增大时，Q增大，E增大 D.当S减小、d增大时，Q不变，E增大探究三：关于平行板电容器的综合问题 例3. 如图所示 ，一平行板电容器跟一电源相接 ，当 S 闭合时，平行板电容器极板 A、B 间的一带电液滴恰好静止。若将两板间距离增大为原来的两倍 ，那么液滴的运动状态如何变化 ？若先将 S 断开，再将两板间距离增大为原来的两倍，液滴的运动状态又将如何变化？ 例4.一平行板
15、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（电量很小）固定在P点。如图所示，用E表示两极板间场强，U表示电容器的电压，EP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， EP不变 C.U变小，EP不变 D.U不变，EP不变针对练习：1. 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，现将电容器两板间的距离增大，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2.如图所示，用电池对电容器充电，电路a、b之间接有
16、一灵敏电流表，两极板之间有一个电荷q处于静止状态。现将两极板的间距变大，则（）A.电荷将向上加速运动B.电荷将向下加速运动C.电流表中将有从a到b的电流D.电流表中将有从b到a的电流3、如图所示，平行板电容器经开关S与电池连接，a处有一电荷量非常小的点电荷，S是闭合的，a表示a点的电势，F表示点电荷受到的电场力.现将电容器的B板向下稍微移动，使两板间的距离增大，则（ ） Aa变大，F变大 Ba变大，F变小Ca不变，F不变 Da不变，F变小 4.如图所示，两板间距离为d的平行板电容器与一电源连接，开关闭合后，电容器两极板间有一质量为m，电荷量为q的粒子静止不动，下列叙述正确的是( ) A.粒子带
17、的是正电B.电源电动势的大小等于mgd/qC.断开开关，粒子向下做加速运动D.保持开关闭合，把电容器极板距离增大，粒子将向下做加速运动 达标检测 ： 1、关于电容器，下列中说法正确的是：（ ）A、由可知，一只电容器带电量越大，它的电容就越大B、对一固定的电容器，它的带电量跟它两极板间所加电压的比值保持不变C、电容器的带电量Q为两极板所带电荷量的总和D、两个相互靠近又彼此绝缘的导体就构成一个电容器2对于给定的电容器，在描述电容量C、带电量Q、两板间电势差U的相互关系中，下列图中正确的是( )3、理想平行板电容器充电后与电源断开，能使两板间电势差增大的方法是：（ ）A、在两板间插入玻璃板 B、使两
18、板靠近些C、保持两板的间距不变，使两板错开些 D、使两板分开些4、如图所示，将平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慢慢的错开一些，其它条件不变，则 （ ）A、电容器带电量不变B、尘埃仍静止C、电流间中有a b的电流D、电流计中有ba的电流5、如图所示，平行板电容器的极板接于电池两极，一带正电的小球悬挂在电容器内部，闭合开关S，电容器充电，此时悬线偏离竖直方向的夹角为。若保持S闭合，将A板向B板靠近，则 ，若断开S，将A板向B板靠近，则 。 6.如图所示，一平行板电容器连在U10V的直流电源上，电容C=3.0X10-10F，两极板间距离d=1.2X10-3m，求：(g取10m/s2)（1）.该电容器所带电荷量（2）.若板间有一带电粒子,其质量m=2.0X10-13Kg,恰在板间处于静止状态,则粒子电荷量为多少?带何种电荷? 9学科网（北京）股份有限公司