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1、6 电容器和电容7 静电的应用及危害学习目标 1.知道什么是电容器及平行板电容器的主要构造 .2.理解电容的概念及其定义 式.3.了解电容器充电和放电现象及能量转换.4.了解常见电容器.5.了解静电的应用及防止静 电危害的方法 自主预习/Bi习新如务卖基KU一、电容器1电容器(1) 电容器：由两个彼此绝缘又互相靠近的导体组成，是储存电荷和电能的元件.平行板电容器：由两块彼此隔开平行放置的金属板构成.2. 电容器的带电荷量Q：任意一块极板所带电荷量(+Q或一Q)的绝对值. 3电容器的充放电(1) 充电：把电容器的两极板分别与电源的两极相连，两个极板分别带上等量的异种电荷的 过程.充电过程中，由电
2、源获得的虫场能储存在电容器中.放电：用导线把充电后的电容器的两极板接通，两极板上的电荷中和的过程.放电过程 中，电场能转化为其他形式的能量.二、电容1. 定义：电容器所带电荷量Q与电容器两极板间的电势差U的比值.2定义式：C=g3. 单位：电容的国际单位是法拉，符号为F,1 F= 1 C/V.常用的单位还有微法和皮法,1 F= u = 1012 pF.4. 物理意义：电容器的电容是表示电容器储存电荷能力的物理量，在数值上等于两极板间 的电势差为1V时电容器所带的电荷量.三、平行板电容器的电容实验探究(1)方法 两极板分别与静电计的金属球和外壳相连，静电计指针的偏转角度显示两极板间的电势 差.
3、采取控制变量法，分别研究电容与正对面积S、板间距离d、板间电介质的关系.结论：平行板电容器的两板之间的正对面积S越大，电容C越大；板间距离d越大，电 容C则越小；插入电介质后电容C增大.四、常用电容器1分类(1) 按电介质分：云母电容器、纸质电容器、陶瓷电容器、电解电容器等(2) 按是否可变分：固定电容器、可变电容器等.2. 电容器的额定电压和击穿电压：(1) 击穿电压：电介质不被击穿时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.(2) 额定电压：电容器外壳上标的电压，也是电容器正常工作所能承受的电压.额定电压比击穿电压低许多.五、静电的应用及危害1 .静电的应用(1)
4、 静电喷涂的工作原理：设法使精细的油漆液滴飞离喷嘴时带上同种电荷，彼此排斥并 在电场力的作用下飞向作为电极的工件.(2) 激光打印机的工作原理：利用正、负电荷互相吸引.2静电的危害(1)雷雨云的雷鸣闪电给人类造成巨大损失.静电火花点燃易燃物质引起爆炸和火灾.静电放电引起电子设备的故障，造成电磁干扰.(4) 静电放电击穿集成电路和精密的电子元件，或促使元件老化，降低生产成品率.(5) 静电在工业中如电子工业、胶片和塑料工业、造纸印刷工业、纺织工业中都会产生危害3. 静电危害的防止(1) 尽快导走多余电荷，避免静电积累.(2) 调节空气的湿度.(3) 在易燃易爆气体和粉尘聚集的场所保持良好的通风，
5、消除电火花的引爆条件.O即学即用1. 判断下列说法的正误.(1) 电容器的电容跟它两极板间电压成反比.(X)(2) 电容器的电容越大，所带电荷量就越多.(X)(3) 对于确定的电容器，它所充的电荷量跟它两极板间电压的比值保持不变.(V)(4) 在平行板电容器极板间插入电介质，电容将增大.(V)(5) 在印染厂中保持适当的湿度，是为了防止静电的危害. (V)(6)在地毯上夹杂0.050.07 mm的不锈钢丝导电纤维，是为了防止静电的危害.(V)2某平行板电容器充电后所带电荷量为Q=2X10-6 C,两板间的电压U=4 V,则该电容 器的电容为 F,若只将该电容器的板间距离增大，电容器的电容将,若
6、只将两极板错开，使极板正对面积减小，电容器的电容将.答案 5X10-7 减小 减小董点探究/扁迪思洋探究至点、一、电容器 电容15导学探究按如图1所示电路连接好器材，使开关S先后接触a、b观察电容器充、放电过程中电流表指针的偏转情况图1(1) 当S先后接a、b时，观察到电流表指针的偏转情况是怎样的？(2) 充、放电过程中电容器的电荷量、板间电压、板间电场强度各怎样变化？能量如何转化？(3) 当电容器的带电荷量增加时，电容器两极板间的电势差如何变化？电荷量Q和电势差U 的比值是否变化？答案 (1)指针偏转方向相反(2) 充电过程电容器的带电荷量、板间电压、板间电场强度均增大；放电过程电容器的带电
7、 荷量、板间电压、板间电场强度均减小充电过程电源内的其他形式的能转化为电容器的电 场能；放电过程电容器的电场能转化为其他形式的能(3) 增大，不变喧知识深化1电容器的充电过程，电源提供的能量转化为电容器的电场能；电容器的放电过程，电容 器的电场能转化为其他形式的能2电容器的充、放电过程中，电路中有充电、放电电流，电路稳定时，电路中没有电流3. C=U是电容的定义式，由此也可得出：C=舒.4. 电容器的电容决定于电容器本身，与电容器的电荷量Q以及电势差U均无关.【例1】(多选)下列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
8、关B. 电容器所带的电荷量是指每个极板所带电荷量的绝对值之和C. 电容器的电容与电容器所带电荷量成正比D. 个固定电容器的电荷量增加AQ=1.0X10-6 C时，两板间电压升高10 V,则电容器的 电容 C=1.0X10-7 F答案 AD解析 由电容器的定义知 A 正确；电容器所带电荷量是单个极板上所带电荷量的绝对值，故B错误；电容是描述电容器容纳电荷本领的物理量，和所带电荷量无关，故C错误；由 舒，可得C=1.0X10-7 F,故D正确.【例2 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3X10-4 C，于 是电容器两板间的电压降为原来的3,此电容器的电容是多大？电容器原
9、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？答案 1.5X10-4 F 4.5X10-4 C 1.5X10-4 F解析 电容器两极板间电势差的变化量为AU 二U二|x3V二2V3X10-42F 二 1.5X10-4 F设电容器原来的电荷量为Q，则Q 二 CU二 1.5X10-4X3 C 二 4.5X10-4 C电容器的电容是由本身性质决定的，与是否带电无关，所以电容器放掉全部电荷后，电容仍 然是 1.5X10-4 F.二、平行板电容器亘异学探究平行板电容器由两块平行放置的金属板组成.利用平行板电容器进行如下实验：图2图3图4(1) 如图2所示，保持Q和d不变，减小
10、两极板的正对面积S,观察电势差U(静电计指针偏 角)的变化，依据C=Q，分析电容C的变化.(2) 如图3所示，保持Q和S不变，增大两极板间的距离d,观察电势差U(静电计指针偏角) 的变化，依据C=U，分析电容C的变化.(3) 如图4所示，保持Q、S、d不变，插入电介质，观察电势差U(静电计指针偏角)的变化, 依据C=U，分析电容C的变化.答案(1)实验结论：S减小，电势差U增大，电容C减小.(2) 实验结论：d增大，电势差U增大，电容C减小.(3) 实验结论：插入电介质，电势差U减小，电容C增大.|量知识深化C=u与 C=tnkd的 比较(1)C=Q是电容的定义式，对某一电容器来说，Q*U但C
11、=Q不变，反映电容器容纳电荷本领的大小；c*d，反映了影响电容大小的因尸Sc=4Sd是平行板电容器电容的决定式，cp, c*s,素.2. 平行板电容器动态问题的分析方法抓住不变量，分析变化量，紧抓三个公式c=QU、E=d和c=Sf4nkd3. 平行板电容器的两类典型问题开关S保持闭合，两极板间的电势差U恒定,Q=cu= SU S 4nkd dUocE d1d.(2)充电后断开S,电荷量Q恒定，Q 4nkdQ d _ U 4nkQ1T1 =oc _ F =ocU C S S，E d S S.rrrr【例3 (2018北京卷)研究与平行板电容器电容有关因素的实验装置如图5所示.下列说法正确的是()
12、图5A. 实验前，只用带电玻璃棒与电容器a板接触，能使电容器带电B. 实验中，只将电容器b板向上平移，静电计指针的张角变小C. 实验中，只在极板间插入有机玻璃板，静电计指针的张角变大D. 实验中，只增加极板带电荷量，静电计指针的张角变大，表明电容增大答案 A解析 实验前，只用带电玻璃棒与电容器a板接触，由于静电感应，在b板上将感应出异种 电荷，a正确；b板向上平移，正对面积s变小，由c二4nb知，电容c变小，由c二u知， Q不变，U变大，因此静电计指针的张角变大，B错误；插入有机玻璃板，相对介电常数r 变大，由c二知，电容C变大，由c二U知，Q不变，U变小，因此静电计指针的张角 变小，C错误；
13、实验中，只增加极板带电荷量，由c二U知，电容c不变，U变大，静电计 指针的张角变大， D 错误针对训练(2019.邵阳市高二检测)工厂在生产纺织品、纸张等绝缘材料时为了实时监控其厚 度，通常要在生产流水线上设置如图6所示感应器，其中A、B为平行板电容器的上、下两 个极板，上、下位置均固定，且分别接在恒压直流电源的两极上，当流水线上通过的产品厚 度增大时，下列说法正确的是( )图6AA、 B 平行板电容器的电容减小BA、 B 两板间的电场强度增大CA、 B 两板上的电荷量变小D.有电流从b向a流过灵敏电流计答案 D解析 产品厚度增大时，相对介电常数变大，电容器的电容c二4nkd增大，故A错误；两
14、板间电压不变，电场强度E二U保持不变，故B错误；根据Q = CU,Q变大，电容器将充 d电，有电流从b向a流过灵敏电流计，故C错误，D正确.-知识拓展静电计的使用静电计是在验电器的基础上改造而成的，静电计由相互绝缘的两部分组成，静电计与电容器的两极板分别连接在一起，则电容器两极板间的电势差就等于静电计上所指示的电势差U ,U 的大小可从静电计的刻度读出，可见，静电计指针偏角的变化表征了电容器两极板间电势 差的变化【例4 （多选）如图7所示，A、B为两块平行带电金属板，A带负电，B带正电且与大地相接,在两板间的P点处固定一负电荷，设此时两极板间的电势差为U，P点场强大小为E,电势为作，负电荷的电
15、势能为Ep,现将A、B两板水平错开一段距离（两板间距不变），下列说法 正确的是（）4 . 一一L-A. U变大，E变大C.（pp变小，气变大答案 AC图7B. U变小，（pp变小D.（pp变大，气变小解析根据题意可知两极板间电荷量保持不变，当正对面积减小时，由c二益可知电容c减小，由U二Q可知两极板间电压U增大，由E二U可知，电场强度E增大，故A正确；设 cdP与B板之间的距离为d , P点的电势为（Pp , B板接地，愆二0 ,则由题可知0-p = Ed 是增大的，则Pp 一定减小，由于负电荷在电势低的地方电势能一定较大，所以可知电势能 Ep是增大的，故C正确.三、静电现象的应用1. 应用静电现象的基本原理一般是让带电的物质微粒在电场力作用下奔向并吸附到
