10.4電容器的電容（導(dǎo)學(xué)案）（原卷版）高二物理（人教版2019）

第4節(jié)電容器的電容導(dǎo)學(xué)案【學(xué)習(xí)目標(biāo)】1、觀察常見(jiàn)電容器的構(gòu)造，建構(gòu)電容器模型。通過(guò)實(shí)驗(yàn)，觀察電容器在充、放電過(guò)程中電流與電壓的變化，分析電荷量變化及能量轉(zhuǎn)化情況。2、經(jīng)歷實(shí)驗(yàn)探究電容器兩極板間電勢(shì)差與所帶電荷量關(guān)系和用物理量之比定義電容的過(guò)程，理解電容概念。知道電容的單位。3、了解電容器的類(lèi)型、特性及作用。4、了解影響平行板電容器電容大小的因素?！緦W(xué)習(xí)重難點(diǎn)】學(xué)習(xí)重點(diǎn)：通過(guò)實(shí)驗(yàn)建構(gòu)電容的概念。學(xué)習(xí)難點(diǎn)：通過(guò)實(shí)驗(yàn)建構(gòu)電容的概念。理解電容器的充、放電過(guò)程?！局R(shí)回顧】1、在勻強(qiáng)電場(chǎng)中，電場(chǎng)強(qiáng)度與電勢(shì)差之間的關(guān)系為：__________。2、在vt圖中，圖像與坐標(biāo)軸所圍的面積等于______________________________；在at圖中，圖像與坐標(biāo)軸所圍的面積等于______________________________；在Fx圖中，圖像與坐標(biāo)軸所圍的面積等于____________________。3、用比值定義法定義的物理量，與求比的兩個(gè)物理量__________，__________它們的比值。4、靜電計(jì)是在驗(yàn)電器的基礎(chǔ)上制成的，用來(lái)測(cè)量導(dǎo)體間的__________，從指針的__________就可以知道兩個(gè)導(dǎo)體間的__________的大小?！咀灾黝A(yù)習(xí)】1、任何兩個(gè)彼此絕緣又相互靠近的導(dǎo)體都能構(gòu)成__________，其電路圖符號(hào)為：__________，其作用為_(kāi)_________。2、電容（符號(hào)：__________）：電容器__________與__________的比值。定義式為：__________3、電容的決定式：__________【課堂探究】第一部分：電容器在兩個(gè)相距很近的平行金屬板中間夾上一層絕緣物質(zhì)——__________（空氣也是一種__________），就構(gòu)成了一個(gè)最簡(jiǎn)單的電容器，叫做____________________。任何兩個(gè)__________又__________的__________都能構(gòu)成電容器。電容器的作用：__________。電容器的電路圖符號(hào)：__________【視頻】電容器的充、放電演示。使電容器的兩個(gè)極板分別帶上__________的__________電荷，這個(gè)過(guò)程叫充電。已經(jīng)充電的電容器兩極板上的電荷的中和過(guò)程，叫放電。思考1：充電完成后，與充電前相比，電容器有哪些變化？思考2：充電完成后，與充電前相比，電容器有哪些變化？【實(shí)驗(yàn)】用傳感器觀察電容器的充放電過(guò)程。思考3：在It圖像中，圖像與坐標(biāo)軸所圍面積的含義是什么？【視頻】用傳感器觀察電容器的放電過(guò)程。關(guān)于電容器，需要注意以下幾點(diǎn)：1、充放電時(shí)間極短，充放電完成時(shí)，靈敏電流計(jì)的指針__________，說(shuō)明此時(shí)電路中__________電流。2、把__________極板帶電量的__________叫做電容器的帶電量，用Q表示。3、若保持與電源連接，則板間電壓U__________。4、若斷開(kāi)電源，則極板所帶電量Q__________。思考4：既然電容器能儲(chǔ)存電荷，那么如何反映電容器容納電荷的本領(lǐng)大小呢？（類(lèi)比法：類(lèi)比圓柱型水杯容器的儲(chǔ)水。）用____________________與____________________的比值來(lái)表示電容器儲(chǔ)存電荷的能力。第二部分：電容電容（符號(hào)：__________）：電容器____________________與____________________的比值?！x式：__________思考1：電容C與電荷量Q成正比與電壓U成反比嗎？思考2：怎樣理解C＝ΔQ/ΔU？電容的單位：__________（符號(hào)：__________），1F＝1__________，1F＝__________μF＝__________pF電容的物理意義：描述電容器容納電荷的本領(lǐng)。電容越大，表明在相同電勢(shì)差情況下，電容器所帶的電荷__________。加在電容器兩極板上的電壓不能超過(guò)某一個(gè)限度，超過(guò)這個(gè)限度，電介質(zhì)將被擊穿，電容器損壞。這個(gè)極限電壓稱(chēng)為_(kāi)_________。電容器外殼上標(biāo)的電壓是工作電壓，或稱(chēng)__________，額定電壓比擊穿電壓__________。第三部分：探究影響平行板電容器電容的因素【實(shí)驗(yàn)】探究影響平行板電容器電容大小的因素。實(shí)驗(yàn)方法：__________。平行板電容器電容的決定式：其中，k表示__________；S表示__________；d表示__________；εr表示__________?！疽曨l】探究影響平行板電容器電容大小的因素。幾種常用電介質(zhì)的相對(duì)介電常數(shù)：電介質(zhì)空氣煤油石蠟陶瓷玻璃云母水εr1.000522.0～2.164～116～881空氣的相對(duì)介電常數(shù)與1十分接近，研究中，空氣對(duì)電容的影響一般可以忽略。第四部分：常用電容器1、固定電容器：有“+”、“”極之分，__________接反，__________接交流電。2、可變電容器：兩極由兩組鋁片組成，固定的一組鋁片叫做__________；可以轉(zhuǎn)動(dòng)的一組鋁片叫做__________。轉(zhuǎn)動(dòng)動(dòng)片，使兩組鋁片的__________發(fā)生變化，電容相應(yīng)變化。第五部分：平行板電容器的動(dòng)態(tài)分析如果電容器始終與電源連接，則__________保持不變。電容器始終與電源斷開(kāi)，則__________保持不變?！咀晕覝y(cè)評(píng)】1．（2021·廣東廣雅中學(xué)高二期中）計(jì)算機(jī)鍵盤(pán)每個(gè)鍵下面都連有一塊小金屬片，與該金屬片隔有一定空氣間隙的是另一塊固定的小金屬片，這組金屬片組成一個(gè)可變電容器，當(dāng)連接電源不斷電，按下某個(gè)鍵時(shí)，與之相連的電子線(xiàn)路就給出該鍵相關(guān)的信號(hào)，當(dāng)按下鍵時(shí)，電容器的（）A．電容變小 B．極板的電量變大C．極板間的電壓變大 D．極板間的場(chǎng)強(qiáng)變小2．（2023春·湖南岳陽(yáng)·高三湖南省岳陽(yáng)縣第一中學(xué)?？奸_(kāi)學(xué)考試）據(jù)報(bào)道，我國(guó)每年心源性猝死案例高達(dá)55萬(wàn)，而心臟驟停最有效的搶救方式是盡早通過(guò)AED自動(dòng)除顫?rùn)C(jī)給予及時(shí)治療。某型號(hào)AED模擬治療儀器的電容器電容是15μF，充電至9kV電壓，如果電容器在2ms時(shí)間內(nèi)完成放電，則下列說(shuō)法正確的是（

）A．電容器放電過(guò)程的平均電流強(qiáng)度為B．電容器的擊穿電壓為9kVC．電容器充電后的電量為135CD．電容器充滿(mǎn)電的電容是15μF，當(dāng)放電完成后，電容為03．（2021春·廣東·高一期末）如圖所示，某同學(xué)在用傳感器觀察電容器放電過(guò)程中發(fā)現(xiàn)，開(kāi)始放電前電容器兩極板間的電勢(shì)差為，當(dāng)電容器帶的電荷量減少4.0×10-8CA．5×10-3μFC．2×10-24．（2023·全國(guó)·高二假期作業(yè)）為厲行低碳環(huán)保，很多城市用超級(jí)電容車(chē)替換城市公交。某款公交車(chē)在車(chē)底部安裝超級(jí)電容器（如圖），其標(biāo)稱(chēng)為“2.7V3000F”。車(chē)輛進(jìn)站后，車(chē)頂充電設(shè)備迅速搭到充電樁上完成快充。若該款質(zhì)量為2000kg、額定功率為60A．超級(jí)電容車(chē)以最大速度行駛時(shí)牽引力大小為2.4×B．超級(jí)電容器充電時(shí)電源的正極應(yīng)接超級(jí)電容器的負(fù)極C．超級(jí)電容器在2.7VD．超級(jí)電容器的電容隨電壓的增大而增大5．（2022·全國(guó)·高二專(zhuān)題練習(xí)）如圖，由兩塊相互靠近的平行金屬板組成的平行板電容器，極板N與靜電計(jì)相接，極板M和靜電計(jì)的外殼都接地。用靜電計(jì)測(cè)量平行板電容器兩極板間的電勢(shì)差U。在整個(gè)實(shí)驗(yàn)過(guò)程中，保持電容器所帶電量Q不變，下面哪些操作將使靜電計(jì)指針張角變?。ǎ〢．將N板向下平移B．將M板沿水平向左方向遠(yuǎn)離N板C．在M、N之間插入介質(zhì)D．將M板向上移動(dòng)的同時(shí)遠(yuǎn)離N板6．（2023·全國(guó)·高二課堂例題）電容器是一種重要的電學(xué)元件，它能夠儲(chǔ)存電荷。電容器儲(chǔ)存電荷的特性用電容表征。如圖所示，在研究電容器充、放電的實(shí)驗(yàn)中，使開(kāi)關(guān)S擲向1端，電源E對(duì)電容器C充電。下列圖像中，能正確反映電容器充電過(guò)程中電流與時(shí)間、電荷量與電壓關(guān)系的是（）A． B．C． D．7．（2022·高三課時(shí)練習(xí)）在生產(chǎn)紡織品、紙張等絕緣材料過(guò)程中，為了實(shí)時(shí)監(jiān)控材料的厚度，生產(chǎn)流水線(xiàn)上設(shè)置如圖所示的傳感器，其中甲、乙為平行板電容器的上、下兩個(gè)固定極板，分別接在恒壓直流電源的兩極上。當(dāng)通過(guò)極板間的材料厚度減小時(shí)，下列說(shuō)法正確的是（）A．有負(fù)電荷從a向b流過(guò)靈敏電流計(jì)GB．甲、乙兩板間材料內(nèi)的電場(chǎng)強(qiáng)度為零C．乙板上的電荷量變小D．甲、乙平行板構(gòu)成的電容器的電容增大8．（2023·全國(guó)·高二假期作業(yè)）如圖，在干燥的冬天，手接觸房間的金屬門(mén)鎖時(shí)，會(huì)有一種被電擊的感覺(jué)，帶負(fù)電的手在緩慢靠近門(mén)鎖還未被電擊的過(guò)程中，門(mén)鎖（）A．近手端感應(yīng)出正電荷 B．電勢(shì)比手的電勢(shì)低C．與手之間場(chǎng)強(qiáng)逐漸增大 D．與手之間場(chǎng)強(qiáng)保持不變【學(xué)后反思】_____________________________________________________________________________________