第10章 第4节 电容器的电容（课件+课时作业）-新教材高中物理必修第三册【优化指导】人教版

第4节　电容器的电容 [核心素养] [学习目标] 1.物理观念：电容器、电容． 2．科学探究：观察电容器的充放电现象． 3．科学思维：电容器动态变化的分析. 1.了解电容的概念及常见的电容器，掌握电容的定义公式． 2．知道影响平行板电容器电容大小的因素． 3．会应用平行板电容器的电容公式进行定性分析． 4．学会用实验探究和观察电容器的充放电过程. 一、电容器 1．组成 (1)在两个相距很近的平行金属板中间夹上一层绝缘物质——电介质，就组成一个简单的电容器． (2)两个彼此绝缘又相距很近的导体，组成一个电容器． 2．电容器的充电 (1)条件：电容器的两个极板分别与电源的正负极相连． (2)结果：两个极板分别带上了等量的异号电荷． (3)能量：充电后，两极板间有电场存在，充电过程中由电源获得的电能储存在电容器中． 3．电容器的放电 (1)条件：用导线把充电后的电容器的两极板接通． (2)结果：两极板上的电荷中和，电容器不再带电． (3)能量：两极板间不再有电场，电场能转化为其他形式的能． 二、电容 1．定义：电容器所带的电荷量Q与两极板间电势差U的比值，公式为C＝． 2．物理意义：表示电容器容纳电荷本领的物理量． 3．单位：1 F＝106μF＝1012 pF． 4．决定电容大小的因素：平行板电容器的电容C跟电介质的相对介电常数εr成正比，跟极板正对面积S成正比，跟极板间的距离d成反比.公式C＝，当极板间为真空时，C＝． 三、常用电容器 1．分类 按电介质分：空气电容器、聚苯乙烯电容器、陶瓷电容器、电解电容器等． 按电容是否可变分：可变电容器、固定电容器等． 2．电容器的额定电压和击穿电压 (1)额定电压：电容器能够长期正常工作时的电压． (2)击穿电压：电介质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，则电容器就会被损坏． 1．判断正误． (1)两个靠近的导体一定能构成一个电容器．(×) (2)电容器的电容跟它两极板间所加电压成反比．(×) (3)对于确定的电容器，它所带的电荷量跟两极板间电压的比值保持不变．(√) (4)将平行板电容器两极板的间距加大，电容将增大．(×) (5)电容器外壳上标的是额定电压．(√) 2．(多选)由电容器电容的定义式C＝，可知(　　) A．若电容器不带电，则电容C一定为零 B．电容C与所带的电荷量Q成正比，与电压U成反比 C．电容C与所带的电荷量Q的多少无关 D．电容在数值上等于使两极板间的电压增加1 V时所需增加的电荷量 CD　[公式C＝是用比值来定义电容的表达式，而电容只取决于电容器本身，与电容器储存多少电荷、有无电荷都无关，故A、B错，C对；又由C＝＝知，D对．] 3．(多选)关于已充上电的某个平行板电容器，下列说法正确的是(　　) A．两极板上一定带异种电荷 B．两极板所带的电荷量一定相等 C．充上的电量越多，其电容就越大 D．充上的电量越多，两极板间的电势差就越大 ABD　[给电容器充电，电容器两极板分别带上等量异种电荷，A、B正确；电容器的电容大小取决于它的结构，与所带电荷量的多少无关，C错误；根据U＝，电容器的电荷量越大，两极板间的电势差越大，D正确．] 4．电容器是一种常用的电子元件，对电容器认识正确的是(　　) A．电容器的电容表示其储存电荷的能力 B．电容器的电容与它所带的电荷量成正比 C．电容器的电容与它两极板间的电压成正比 D．电容的常用单位有μF和pF,1 μF＝103 pF A　[电容是表示电容器储存电荷的能力，选项A正确；电容C＝是电容的定义式，不是决定式，故C与Q、U无关，选项B、C错误；1 μF＝106 pF，选项D错误．] 探究点一　实验：观察电容器的充放电现象 [实验目的] 1．知道电容器的构造． 2．根据电路图正确连接实物图，认真观察电容器充放电的实验现象． [实验电路] 如图，甲图为充电过程，乙图为放电过程． [实验器材] 电源、单刀双掷开关、平行板电容器、电流表和电压表． [实验过程] 一、实验步骤 1．调节直流可调电源，输出为6 V，并用多用电表校准． 2．关闭电源开关，正确连接实物图，电路图如下． 3．打开电源，把双联开关S打到上面，使触点1和触点2连通，观察电容器的充电现象，并将结果记录在数据处理的表格中． 4．把双联开关S打到下面，使触电3和触点2连通，观察电容器的放电现象，并将结果记录在数据处理的表格中． 5．记录好实验结果，关闭电源． 二、实验现象 实验项目 实验现象 电容器充电 灯泡 亮度由明到暗最后熄灭[来源:学.科.网][来源:学科网ZXXK] 安培表1 读数由大到小最后为零 伏特表 读数由小到大最后为6 V 电容器放电 灯泡 亮度由明到暗最后熄灭 安培表2 读数由大到小最后为