高中物理第一章第八节电容器的电容学案新人教版选修3-1.doc

1.8《电容器的电容》学案

【学习目标】
1.知道什么是电容器以及常用的电容器。
2.理解电容器的电容概念及其定义，并能用来进行有关的计算。
3.知道电容公式及其含义，知道平行板电容器的电容与哪些因素有关。
4.会对平行板电容器问题进行动态分析。
【课前预习】
一、电容器
1、生活中的电容
如右图所示，各种各样的电容器，你知道它们的作用吗？你能举出生活中应用电容的几个实例吗？
2、电容器
（1）电容器的构成
在两个相互靠近的平行金属板中间夹上一层________，就构成了一个平行板电容器，任何两个彼此绝缘又相距很近的导体，即可构成一个______。
（2）电容器的充电放电
①充电：电容器两板分别接在电源两端，两板带上_______电荷的过程。在充电过程中，电路中有短暂的________，充电过程中由电源获得的电能储存在电容中，称为电场能。
②放电：充了电的电容器的两极板用导线连接，使两极板上正、负电荷_______的过程。在放电过程中，电路中有短暂的________，放电后，两极板间不存在电场，电场能转化为其他形式的能。
说明：当电容器与电源相连时其两板间的电势差不变，当与电源断开时其电荷量不变。
二、电容
1、电容器所带电荷量Q：是指_____个极板所带电荷量的_______。
2、电容C
思考：实验表明电容器所带电荷量与其两板的电势差成正比，甲电容器两板各带2C电荷量，板间电压为2000V，乙电容器两板各带3C电荷量，板间电压为2000V，谁容纳电荷的能力大呢？（甲容纳电荷的本领大）
结论：①电容：电容器所带_______与电容器两极板间的________的比值。可用电容器的电容来描述电容器容纳电荷的本领。
②表达式：C＝
③在国际制单位中，电容的单位是法拉，符号是F，1F=μF=pF。其含义是当电容器带1C的电荷量时两板间的电势差为1V。
思考：C由Q、U决定吗？（不是，C是比值定义式，它们仅是数量上的关系式）
3、电容的决定因素
（1）在课本的演示实验表明，当保持Q和d不变时，电容C随正对面积S的____而______；当保持Q和S不变时，电容C随板间距离d______而______；当保持Q、d和S不变时，在板间放入不同的电介质其电容不同。
（2）理论分析表明：影响平行板电容器的电容有关的因素：_______、_______和_________。其表达式为C=_______，当电容器内没有电介质时，C=_____。
说明：其中为相对介电常数，它是与电介质的性质有关。由于空气的介电常数接近1，故可忽略空气对电容的影响。
4、常用电容器
（1）固定电容器：电容是不变的，用符号_______表示。
（2）可变电容器：电容是可变的，用符号____表示。
（3）电容器的两个重要参数：
①额定电压：正常工作所能承受的电压。
②击穿电压：电容器工作时不可超过的极限电压，超过这个极限电压，电容器将会损坏。

【预习检测】
1．下列关于电容器和电容的说法中，正确的是()
A．根据可知，电容器的电容与其所带电荷量成正比，跟两板间的电压成反比
B．对于确定的电容器，其所带的电荷量与两板间的电压(小于击穿电压且不为零)成正比
C．无论电容器的电压如何变化(小于击穿电压且不为零)，它所带的电荷量与电压比值恒定不变
D．电容器的电容是表示电容器容纳电荷本领的物理量，其大小与加在两板上的电压无关
2．如图所示，在开关S闭合时，质量为m的带电液滴处于静止状态，那么，下列判断正确的是()
A．开关S断开，极板上电荷量将减小，电压降低
B．开关S断开，极板间距离减小，则极板上电荷量减小
C．开关S断开．极板间距离减小，则极板间的电压减小
D．开关S断开，极板间距离减小，则带电液滴向下运动
3．如图2中，是描述电容C、带电荷量Q、电势差U之间的相互关系的图线，对于给定的电容器，关系正确的是()
图2

【典题探究】
例1：有一充电的平行板电容器，两板间电压为3V，使它的电荷量减少，于是电容器两极板间的电压降低，此电容器的电容量μF，电容器原来的带电荷量是___________C，若把电容器极板上的电荷量全部放掉，电容器的电容量是μF．
【解析】①电容器两极板间电势差的变化量为
，由有
②设电容器原来带电荷量为Q，则
③电容器的电容是由电容器本身因素决定的，与是否带电、带多少电荷量无关，所以电容器放掉全部电荷后，电容仍然是150μF．
【拓展】电容的大小等于电容器所带的电荷量跟电容器两极间电势差的比值。可以证明：电容的大小也等于电容器带电荷量的改变量ΔQ跟对应的两极间电势差的改变量ΔU的比值。即。
例2：当一个电容器所带电荷量为Q时，两极板间的电势差为U，如果所带电荷量增大为2Q，则()
A．电容器的电容增大为原来的2倍，两极板间电势差保持