《高中物理静电场（三）学案》由会员分享，可在线阅读，更多相关《高中物理静电场（三）学案（10页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。
1、高中物理静电场（三）学案高中物理 静电场（三） 【学习目标】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.理解电容器电容的概念及定义式，并能用来进行有关的计算；4.知道平行板电容器的电容与哪些因素有关，有什么关系；掌握平行板电容器的决定式并能运用其讨论有关问题。知识点一 电容器自主学习1. 构造 彼此绝缘而又相距很近的两个_，就构成一个电容器。最简单的就是 电容器，电容器可以容纳 。2功能 (1) 充电：把电容器的两个极板与电源的正负极相连，使两个极板上带上_ _的过程。(2) 放电：用导线把充电后的电容器的两个极板接通，两个极板上的_就会_，
2、电容器失去电荷的过程。 3带电荷量 充电后_的带电荷量的绝对值。知识点一 电容器典例探究1下列关于电容器的叙述中错误的是()A电容器是储存电荷和电能的容器，只有带电的容器才称为电容器B任何两个彼此绝缘而又相互靠近的导体，都能组成电容器，而且跟这两个导体是否带电无关C电容器所带的电荷量是指每个极板所带电荷量的绝对值D电容器充电过程中是将其他形式的能转变成电容器的电能并储存起来；电容器放电过程中将电容器储存的电能转化为其他形式的能2如图所示实验中，关于平行板电容器的充、放电，下列说法正确的是()名师点睛电容器充电后两极板带等量异种电荷，充电过程，带电荷量Q逐渐增大，板间电压U增大，板间电场强度E增
3、大。放电过程，带电荷量Q减小，板间电压U减小，板间电场强度E减小。知识点二 电容自主学习1. 定义 电容器所带_与两极板间_的比值叫电容。 2定义式 C_；C与Q、U无关，仅由电容器本身决定。3物理意义 是描述电容器_本领大小的物理量，数值上等于使电容器两极板间的电势差增加_所增加的带电量。 4单位 在国际单位制中的单位是_。符号：F,1F1C/V。更小的单位还有_和_。换算关系：1F_F_pF。5. 想一想：根据公式C，能否说电容C与电容器所带的电荷量Q成正比，与两极板间的电势差U成反比？名师点睛A开关接1时，平行板电容器充电，且上极板带正电B开关接1时，平行板电容器充电，且上极板带负电C开
4、关接2时，平行板电容器放电，且上极板带正电D开关接2时，平行板电容器放电，且上极板带负电知识点二 电容典例探究1. 下面关于电容器及其电容的叙述正确的是()A任何两个彼此绝缘而又相互靠近的导体，就组成了电容器，跟这两个导体是否带电无关B电容器所带的电荷量是指每个极板所带电荷量的代数和C电容器的电容与电容器所带电荷量成反比D一个电容器的电荷量增加Q1.0106C时，两极间电压升高10V，则电容器的电容无法确定2. 一平行板电容器，当板上带电荷量增加2.0104 C时，极板间的电压增加40 V，则当电容器两端所加电压为200 V时，电容器所带的电荷量为多少？3. 一个电容器所带的电荷量为4108
5、C，两极板间的电压是2 V，那么这个电容器的电容是多少？如果电容器的电荷量减少了1108 C，则板间电压变成多少？挑战自我4. 两平行金属板，正对放置，充电后两极间的电势差为2V，两极板带电量分别为+610-6C和-610-6C，求：(1) 电容C；(2) 若电势差升高1V，电容C和所带电量Q为多少?知识点三平行板电容器的电容典例探究1对于水平放置的平行板电容器，下列说法错误的是( )A将两极板的间距加大，电容将增大B将两极板平行错开，使正对面积减小，电容将减小C在下极板的内表面上放置一面积和极板相等、厚度小于极板间距的陶瓷板，电容将增大D在下极板的内表面上放置一面积和极板相等、厚度小于极板间
6、距的铝板，电容将增大2. 一个平行板电容器，使它每板电荷量从Q13105C增加到Q23.6105C时，两板间的电势差从U110 V增加到U212 V，这个电容器的电容多大？如要使两极板电势差从U110 V降为U26 V，则每板需减少多少电荷量？只把电容器极板间的距离减半，它的电容变为多大？ 2对电容的定义式的理解 (1)电容由电容器本身的构造决定： 电容器的电容是反映电容器容纳电荷本领的物理量，用比值来定义，但它却是由电容器自身的构造决定的，与所带电荷量Q和所加电压U无关。即使电容器不带电，其电容仍然存在，并且是一个确定的值。知识点三平行板电容器的电容自主学习1. 结构 由两个_且彼此绝缘的金
7、属板构成。 2电容的决定因素 平行板电容器的电容C跟相对介电常数r成_，跟极板正对面积S成_，跟极板间的距离d成_。3电容的决定式 C_。(1) k为静电力常量。(2)r是一个常数，与电介质的性质有关，称为电介质的相对介电常数。名师点睛1对电容的理解(1) 电容由电容器本身的构造决定电容器的电容是反映电容器容纳电荷本领的物理量，用比值C来定义，但电容的大小与Q、挑战自我3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将两极板平行错开，使正对面积减小，电容将减小C在下极板的内表面上放置一面积和极板相等、厚度小于极板间距的陶瓷板，电容将增大D在下极板的内表面上放
8、置一面积和极板相等、厚度小于极板间距的铝板，电容将增大4有一充电的平行板电容器，两板间电压为3 V，现使它的电荷量减少3104 C，于是电容器两板间的电压降为原来的，此电容器的电容是多大？电容器原来的带电荷量是多少？若电容器极板上的电荷量全部放掉，电容器的电容是多大？5如图所示，先接通S使电容器充电，然后断开S.当增大两极板间距离时，电容器所带电荷量Q、电容C、两极板间电势差U、电容器两极板间场强的变化情况是()AQ变小，C不变，U不变，E变小BQ变小，C变小，U不变，E不变CQ不变，C变小，U变大，E不变DQ不变，C变小，U变小，E变小U无关由公式C知，影响电容器电容大小的因素是电介质的相对
9、介电常数r，电容器极板的正对面积S和极板间的距离d。(2)通过QU图象理解，如图所示，QU图象是一条过原点的直线，其中Q为一个极板上所带电荷量的绝对值，U为两板间的电势差，直线的斜率表示电容大小因而电容器的电容也可以表示为C，即电容的大小在数值上等于两极板间的电压增加(或减小)1 V所增加(或减小)的电荷量决定电容大小的因素平行板电容器的动态分析始终与电源连接充电后与电源断开不变量U不变Q不变自变量dS因变量E，d变大，E变小；d变小，E变大E，S变大，E变小；S变小，E变大QU，d变大，Q变小；d变小，Q变大U，S变大，U变小，S变小，U变大【特别提醒】讨论与电容器相关的各物理量的变化依据主
10、要有三个：(1) 平行板电容器的电容的决定式C。(2) 平行板电容器内部是匀强电场E。(3) 电容器所带电量QCU。知识点四 常用电容器自主学习1. 常用电容器可以分为固定电容器和可变电容器固定电容器：固定电容器的电容是固定不变的，常用的有聚苯乙烯电容器和电解电容器可变电容器：(1)特点：电容可以改变(2)构成：由两组铝片组成，固定的一组铝片叫定片，可以转动的一组铝片叫动片2电容器的额定电压和击穿电压 (1)额定电压：电容器能够_时的电压。(2) 击穿电压：电介质被_时加在电容器两极板上的极限电压，若电压超过这一限度，则电容器就会损坏。6. 一充电后的平行板电容器保持两极板的正对面积、间距和电
11、荷量不变，在两极板间插入一电介质，其电容C和两极板间的电势差U的变化情况是()AC和U均增大BC增大，U减小CC减小，U增大DC和U均减小知识点四 常用电容器典例探究电学元件的正确使用，对电路安全工作起着重要作用某电解电容器上标有“25 V，450 F”字样，下列说法中正确的是( )A此电容器在交流、直流电路25 V的电压时都能正常工作B此电容器只有在不超过25 V的直流电压下才能正常工作C当工作电压是直流25 V时，电容才是450 FD这种电容器使用时，不必考虑两个引出线的极性答案与解析知识点一 电容器自主学习1. 导体 平行板 电荷 2. 等量异种电荷 异种电荷 中和 3. 个极板典例探究
12、1. 【答案】A【解析】并不是只有带电时的电容器才称为电容器，A错，B对每个极板所带电荷量的绝对值称为电容器的带电荷量，C对电容器充电的过程中其他形式的能转化为电能，放电过程中电能转化为其他形式的能，D对。2. 【答案】A【解析】开关接1时，平行板电容器充电，上极板与电源正极相连，所以带正电，故A对B错。开关接2时，平行板电容器被导线短接而放电，瞬间极板上电荷中和，均不带电，故C、D均错。知识点二 电容自主学习1. 电荷量 电势差 2. 3. 容纳电荷 1V 4. 法拉 微法 皮法 106 10125. 电容是用比值法定义的物理量，不能说C与Q成正比，与U成反比。典例探究1. 【答案】A 2. 【答案】1.0103 C【解析】根据公式C 可推出C，则CF5.0106F，根据QCUQ5.0106200 C1.0103 C。3. 【答案】2108 F1.75 V【解析】C F2108 F又因C 得U V0.25 V所以UUU2 V0.25 V1.75 V。4.【答案】见解析【解析】(1) 根据电容的定义式 C=Q/U=(610-6/2)F=310-6F (2) 若电势差升高1V，电容器的电容仍不变，而此时所带电量 Q=CU=310-63C=910-6C 知识点三平行板电容器的电容自主学习1. 相互平行
