高中物理選修新課標(biāo)人教版選修3-1第一章1 8 電容器的電容 教案

1、 第一章 靜電場1.3 電容器【教學(xué)目標(biāo)】 1、了解電容器的構(gòu)造和常用電容器。2、知道電容器充電和放電過程是能量轉(zhuǎn)化的過程。3、了解電容器的電容。4、經(jīng)歷影響平行板電容器電容因素的實驗探究過程，知道決定平行板電容器電容大小的因素。重點：電容器的概念、定義式及影響平行板電容器電容因素。難點：電容的定義和引入；對平行板電容器的動態(tài)分析?！咀灾黝A(yù)習(xí)】1兩塊相互靠近又的導(dǎo)體組成電容器，電容器能儲存電荷。使電容器帶電的過程叫 。充電后電容器的兩極帶等量異種電荷，叫電容器的帶電量。使帶電后的電容器失去電荷的過程叫 。2電容是用比值的方法定義的：跟的比值叫電容，即C= 。此式與電阻的定義式R=U/I有對稱美

2、。電容的單位是法拉，符號是F，且1F=1C/V、1F=106F=1012pF。 值得注意的是：電容是描述電容器 本領(lǐng)大小的物理量，它由電容器本身的構(gòu)造因數(shù)決定，對于平行板電容器：C=。 3從構(gòu)造上看，常用的電容器分兩類：和，前者的電容是固定不變的，后者一般是通過改變兩極的正對面積來改變其電容的，當(dāng)然也可以通過改變兩極間的距離或改變電容器所充的來改變其電容。4加在電容器兩極間的電壓不能超過某一限度，超過這個限度，電介質(zhì)將被擊穿，電容器損壞，這個極限電壓叫。電容器上一般都標(biāo)明電容器的 和額定電壓的數(shù)值，額定電壓是指電容器長期工作時所能承受的電壓，額定電壓比擊穿電壓要 ?！镜湫屠}】一、電容器的基本

3、知識【例1】 電容器是一種常用的電子元件對電容器認(rèn)識正確的是()A電容器的電容表示其儲存電荷的能力B電容器的電容與它所帶的電荷量成正比C電容器的電容與它兩極板間的電壓成正比D電容的常用單位有F和pF,1 F103 pF 二、 影響電容大小的因素及動態(tài)分析問題【例2】連接在電池兩極上的平行板電容器在兩板間的距離減小時（ ）A.電容器的電容C變大B. 電容器的帶電量Q變大C. 電容器兩板間的電勢差U變大D電容器兩板間的電場強度E變大【例3】.絕緣金屬平行板電容器充電后，靜電計的指針偏轉(zhuǎn)一定角度，若減小兩極板a、b間的距離，同時在兩極板間插入電介質(zhì)，如圖183所示，則()A電容器的電勢差會減小 B電

4、容器的電勢差會增大C靜電計指針的偏轉(zhuǎn)角度會減小D靜電計指針的偏轉(zhuǎn)角度會增大【例4】兩塊大小、形狀完全相同的金屬平板平行放置，如圖所示構(gòu)成一平行板電容器，與它相連接的電路如圖7所示，接通開關(guān)S，電源即給電容器充電則()A保持S接通，減小兩極板間的距離，則兩極板間電場的電場強度減小B保持S接通，在兩極板間插入一塊介質(zhì)，則極板上的電荷量增大 C斷開S，減小兩極板間的距離，則兩極板間的電勢差減小D斷開S，在兩極板間插入一塊介質(zhì)，則兩極板間的電勢差增大三、電容器的充放電的問題【例5】兩個較大的平行金屬板A、B相距為d，分別接在電壓為U的電源正、負(fù)極上，這時質(zhì)量為m，帶電荷量為q的油滴恰好靜止在兩板之間，

5、如圖3所示，在其他條件不變的情況下，如果將兩板非常緩慢地水平錯開一些，那么在錯開的過程中()A油滴將向上加速運動，電流計中的電流從b流向aB油滴將向下加速運動，電流計中的電流從a流向bC油滴靜止不動，電流計中的電流從b流向aD油滴靜止不動，電流計中的電流從a流向b【課后練習(xí)】1.有一只電容器的規(guī)格是“1.5 F,9 V”，那么()A這只電容器上的電荷量不能超過1.5105 CB這只電容器上的電荷量不能超過1.35105 CC這只電容器的額定電壓為9 VD這只電容器的擊穿電壓為9 V2由電容器電容的定義式C ，可知()A若電容器不帶電，則電容C為零B電容C與所帶的電荷量Q成正比，與電壓U成反比C

6、電容C與所帶的電荷量Q多少無關(guān)D電容在數(shù)值上等于使兩極板間的電壓增加1 V時所需增加的電荷量3如圖4所示，要使靜電計的指針偏角變小，可采用的方法是()A使兩極板靠近B減小正對面積C插入電介質(zhì)D用手碰一下負(fù)極板4連接在電池兩極上的平行板電容器，當(dāng)兩板間的距離減小時()A電容器的電容C變大B電容器極板的帶電荷量Q變大C電容器兩極板間的電勢差U變大D電容器兩極板間的電場強度E變大5關(guān)于水平放置的平行板電容器，下列說法正確的是()A將兩極板的間距加大，電容將增大B將兩極板平行錯開，使正對面積減小，電容將減小C在下極板的內(nèi)表面上放置一面積和極板相等、厚度小于極板間距的陶瓷板，電容將增大D在下極板的內(nèi)表面

7、上放置一面積和極板相等、厚度小于極板間距的鋁板，電容將增大6一個電容器帶電荷量為Q時，兩極板間的電勢差為U，若使其帶電荷量增加4107 C，電勢差則增加20 V，則它的電容是()A1108 F B2108 FC4108 F D8108 F7.平行板電容器的兩極板A、B接于電池兩極，一帶正電小球懸掛在電容器內(nèi)部，閉合開關(guān)S，電容器充電，這時懸線偏離豎直方向的夾角為，如圖5所示，則()A保持開關(guān)S閉合，帶正電的A板向B板靠近，則增大B保持開關(guān)S閉合，帶正電的A板向B板靠近，則不變C開關(guān)S斷開，帶正電的A板向B板靠近，則增大D開關(guān)S斷開，帶正電的A板向B板靠近，則不變8如圖6所示，兩塊較大的金屬板A

8、、B相距為d，平行放置并與一電源相連，S閉合后，兩板間恰好有一質(zhì)量為m、帶電荷量為q的油滴處于靜止?fàn)顟B(tài)以下說法正確的是()A 若將上板A向左平移一小段位移,則油滴向下加速運動, G中有ab的電流B 若將上板A向上平移一小段位移,則油滴向下加速運動, G中有ba的電流C 若將下板B向下平移一小段位移,則油滴向上加速運動, G中有ba的電流D若將S斷開，則油滴將做自由落體運動，G中無電流通過9.有一已充電的平行板電容器，若使它帶的電荷量減少310-4C，其電壓降為原來的三分之一，求電容器原來帶的電荷量。I/mAt/10-2s02134512345圖1-7-310 電容器的放電的I-t曲線如圖1-7

9、-3所示，試根據(jù)此圖估算電容器釋放的電荷量。例1答案A 解析電容是表示電容器儲存電荷本領(lǐng)大小的物理量電容的大小是由電容器本身結(jié)構(gòu)決定的，與兩板間電壓及電容器所帶電荷量無關(guān)單位F與pF的換算關(guān)系為1 F106 pF.例2. ABD解析平行板電容器的電容C=S/4kd。當(dāng)兩板間距離d減小時，電容C變大；因為電容器連接在電池的兩極上，所以電容器兩板間的電壓為定值。根據(jù)電容的定義C=Q/U知：U不變C變大時，Q將變大；平行板電容器兩板間的電場是勻強電場，由E=U/d知：U不變d變小時，E將變大。綜上所述，本題的正確答案是ABD。例3.答案AC解析絕緣金屬平行板電容器充電后電荷量Q不變，若減小兩極板a、

10、b間的距離，同時在兩極板間插入電介質(zhì)，電容變大，由C知U變?。混o電計指針的偏轉(zhuǎn)角度會減小來源:例4. 答案BC解析保持S接通則兩極板間電勢差U不變，減小兩極板間的距離d時，根據(jù)電場強度公式EU/d，兩極板間電場的電場強度將要變大，A錯誤；根據(jù)平行板電容器電容的定義式和決定式，可得C ，當(dāng)在兩極板間插入一塊介質(zhì)時，介電常數(shù)r變大，導(dǎo)致電容C變大，而U不變，所以極板上的電荷量增大，B正確；同理，斷開S時極板上的電荷量Q不變，減小兩極板間的距離d時電容C變大，則電勢差U一定變小，C正確；如果在兩極板間插入一塊介質(zhì)，則C變大，Q不變則電勢差U一定減小，D錯誤本題正確選項是B、C.例5. 答案D解析根據(jù)

11、平行板之間的正對面積減小，但是兩個極板分別和電源的正負(fù)極相連，電壓保持不變，電場強度不變，油滴受到的靜電力和重力仍然平衡，保持靜止面積減小，電容減小，電壓不變，所以帶電荷量減小，電流計中的電流從a流向b.課后練習(xí)1.答案CD解析公式C是用比值來定義電容的表達式；而電容只取決于電容器本身，與電容器儲存多少電荷，有無電荷都無關(guān)，故A、B錯，C對；又由C知，D對電容表征的是電容器容納電荷本領(lǐng)的大小，是電容器本身的一種屬性，即欲改變電容需改變電容器本身2.答案BC解析9 V為電容器的額定電壓(或工作電壓)，故C正確；正常工作時的帶電荷量QCU1.51069 C1.35105 C，選項B亦正確3. 答案

12、AC4.答案ABD解析平行板電容器的電容CrS/4kd.當(dāng)兩極板間距離d減小時，電容C變大，選項A正確平行板電容器連接在電池兩極上，兩極板間的電壓為定值，選項C錯誤根據(jù)電容定義式，CQ/U，QCU，U不變，C變大，所以Q變大，選項B正確平行板電容器兩極板間的電場是勻強電場，EU/d，U不變，d減小，所以E增大，選項D正確5. 答案BCD解析影響平行板電容器電容大小的因素有：隨正對面積的增大而增大；隨兩極板間距離的增大而減小；在兩極板間放入電介質(zhì)，電容增大據(jù)上面敘述可直接看出B、C選項正確，對D選項，實際上是減小了平行板的間距所以本題正確選項應(yīng)為B、C、D.6. 答案B7. 答案AD解析小球受重

13、力、水平向右的靜電力和懸線的拉力而平衡當(dāng)開關(guān)S始終閉合時，電容器兩板間電勢差始終保持不變，當(dāng)兩板間距離d減小時，由E知E變大，小球所受靜電力變大，則增大；當(dāng)電容器充電后S斷開時，電容器所帶電荷量Q不變，兩板間距離d減小時，E，E與d無關(guān)，可見E不變，小球所受靜電力不變，不變故A、D選項正確8. 答案B解析 因A板與電池的負(fù)極相連,故A板帶負(fù)電,由C、Q=CU和E= ,可以得出將A板向左平移一小段,則電容器的電容減小,A板帶電荷量減少,U不變,板間電場強度不變,則板間的油滴仍平衡;A板上移,則電容減小,A板帶電荷量減小,U不變,板間的電場強度減小,所以油滴向下加速運動, G中有ba的電流, B對, C錯; 將S斷開,電容器的帶電荷量不變,則油滴仍平衡,所以D錯.9. 4.510-4C10.解析 在電容器的放電曲線I-t圖中，電流隨時間的變化是不均勻的，但是我們可以根據(jù)電流的定義I=得出，在很小的情況下，我們可以認(rèn)為電流是不變的，在不同的時刻釋放的電荷量分別為，電容器釋放的電荷總量等于Q=（）