2019-2020学年人教版 选修3-1 高二暑假先修学案8 电容器的电容

1．知道什么是电容器，了解常用的电容器。 2．知道电场能的概念，知道电容器充电和放电时能量的转化。 3．理解电容器电容的概念及其定义式C＝，并能用来进行有关的计算。 4．通过实验了解影响平行板电容器电容大小的因素，知道平行板电容器电容公式。 本节内容与生活联系紧密，几乎所有电气设备都要用到电容器，教材首先讲解电容器的功能，通过介绍电容器的构造及使用，认识电容器有存储电荷的本领，同时介绍电容的概念、定义式，再讲解电容器的电容与哪些因素有关，引出平行板电容器的说明使用。 1．电容器 (1)在两个相距很近的平行① 板之间夹上一层电介质就组成了一个平行板电容器。实际上，任何两个彼此② 又相距很近的导体都可以看成一个电容器。 (2)把电容器两极板分别与电源正负极相连，使两极板分别带上③ 的异号电荷的过程叫作充电。充电过程中由④ 获得的电能储存在电容器中。 (3)用导线连接充电后的电容器的两极板，两极板上的电荷⑤ 的过程叫作放电，放电过程中⑥ 能转化为其他形式的能量。 2．电容 (1)电容器所带的电荷量与两极板间的⑦ 的比值叫作电容器的电容，用公式表示为C＝⑧　　。 (2)一个电容器的电容是个常量，它表征了电容器⑨ 的特性。 (3)在国际单位制中，电容的单位是⑩ ，简称法，符号 ，实际中常用的电容单位还有微法、皮法。 (4)理论和实验表明，影响一个电容器的电容大小的因素有夹在极板之间的 、两极板的 和两极板之间的距离，这个关系用公式表示为C＝　　　　，式中εr是一个常数，称为电介质的相对介电常数。  3．常见电容器 (1)可变电容器通过转动动片，使两组铝片的 发生变化来改变电容。 (2)加在电容器两极板上的电压不能超过某一限度，这个极限电压叫作 电压。电容器外壳上标示的是额定电压，这个数值比 电压要低。 一、电容器的电容、电荷量、电压之间的关系 1．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3×10-4 C，于是两板间电压降为原来的，则此电容器的电容是　　　　μF，电容器原来所带的电荷量是　　　　C；若把电容器极板上的电荷量全部放掉，电容器的电容是　　　　μF。  二、平行板电容器的动态问题分析 2．如图所示，平行板电容器与电压为U的直流电源(内阻不计)连接，下极板接地。一带电油滴位于电容器中的P点且恰好处于平衡状态。现将平行板电容器的上极板竖直向上移动一小段距离，则(　　) A．带电油滴将沿竖直方向向上运动 B．P点的电势将降低 C．带电油滴的电势能将减少 D．若电容器的电容减小，则极板带电荷量将增大 三、带电粒子在电容器中的运动 3．如图所示，水平放置的平行板电容器的两极板M、N，接上直流电源。上极板M的中央有一小孔A，在A的正上方h＝20 cm处的B点，有一小油滴自由落下。已知小油滴的电量Q＝－3.5×10-14 C，质量m＝3.0×10-9 kg。当小油滴即将落到下极板时，速度恰为零。(不计空气阻力，g＝10 m/s2) (1)求两极板间的电势差U和电场强度E； (2)设平行板电容器的电容C＝4.0×10-12 F，则该电容器带电量Q是多少? 1．关于电容器，下列说法正确的是(　　) A．在充电过程中电流恒定 B．在放电过程中电容减小 C．能储存电荷，但不能储存电能 D．两个彼此绝缘又靠近的导体可视为电容器 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 3．基于人的指纹具有唯一性和终身不变性的特点，科学家们发明了指纹识别技术．目前许多国产手机都有指纹解锁功能，常用的指纹识别传感器是电容式传感器，如图所示．指纹的凸起部分叫做“嵴”，凹下部分叫做“峪”，传感器上有大量面积相同的小极板，当手指贴在传感器上时，这些小极板和与之正对的皮肤表面就形成了大量的小电容器，由于距离不同，所以这些小电容器的电容不同．此时传感器给所有的小电容器充电达到某一电压值，然后开始放电，其中电容值较小的小电容器放电较快，于是根据放电快慢的不同，就可以探测到嵴和峪的位置，从而形成指纹的图象数据．根据以上信息，下列说法中正确的是(　　) A．在峪处形成的小电容器电容较大 B．在峪处形成的小电容器放电较慢 C．在嵴处形成的小电容器充电后带电量较大 D．潮湿的手指对指纹识别没有任何影响 4．某电容器充电后的电压为8 V，然后利用传感器得到放电时电路中电流随时间变化的I­t曲线(如图