10.4 电容器的电容 2020-2021学年高一物理教学讲义（人教版2019必修第三册 ）

10.4 电容器的电容 教材分析 《电容器、电容》是高考的热点，是电场一章的重点和难点，在教材中占有重要地位。它是学完匀强电场后的一个重要应用，也是后面学习交流电路（电感和电容对交流电的影响）和电子线路（电磁振荡）的预备知识，在教材中起承上启下的作用。 教学目标 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的动态分析。 情感态度与价值观 体会电容器在实际生活中的广泛应用，培养学生探究新事物的兴趣。 教学重点难点 重点： 掌握电容器的概念、定义式及平行板电容器的电容。 难点： 电容器的电容的计算与应用 知识点一、电容器 1.电容器 （1）构造：；两个彼此绝缘又相距很近的导体组成一个电容器。 （2）电容器充电和放电 充电过程 放电过程 定义 使电容器带电的过程 中和掉电容器所带电荷的过程 电路结构 方法 把电容器的两个极板分别和电源的两极相连使两极板分别带上等量异号电荷的过程 把充电后的电容器的两个极板接通。两极板上的电荷互相中和，使电容器不再带电过程 场强变化 极板间的场强增强 极板间的场强减小 能量变化 其他能转化为电能 电能转化为其他能 （3） 电场能：充电后的电容器因为两极板上有电荷所以存在电场，而是电容器具有的能。 【经典例题1】（陕西省汉中市部分高中2020-2021学年高二（上）期中质量检测物理试题）下列关于电容器的说法中，正确的是( ) A. 电容越大的电容器，带电荷量也一定越多 B. 电容器不带电时，其电容为零 C. 两个电容器的带电荷量相等时，两板间电势差较大的电容器的电容较大 D. 电容器的电容跟它是否带电无关 【答案】D 【解析】 【分析】 【详解】根据Q=CU可知，电容越大的电容器，带电荷量不一定越多，选项A错误；电容器的电容是电容器本身的属性，与电容器是否带电无关，选项B错误，D正确；根据Q=CU可知两个电容器的带电荷量相等时，两板间电势差较大的电容器的电容较小，选项C错误；故选D. 【变式训练1】（北京市西城区第四十三中学2020-2021学年高二（上）期中物理试题）下图为研究电容器充、放电的实验电路图．实验时，先使开关掷向1端，电源对电容器充电；经过一段时间，把开关掷向2端，电容器与电阻相连，电容器放电．在开关接通2端后的极短时间内，下列说法正确的是（ ） A. 电容器带电量和两板间电压都增大 B. 电容器带电量和两板间电压都减小 C. 电容器带电量增大，两板间电压减小 D. 电容器带电量减小，两板间电压增大 【答案】B 【解析】 【分析】 【详解】开关S与“l”端相连时，电源向电容器充电，电流先增大，电容器带电量不断增多，两板间电压也不断增大；开关S与“2”端相连时，电容器放电，电流减小，电容器带电量减小，两板间电压也在减小。故ACD错误，B正确。 知识点二、电容 1.电容 （1）定义：电容器所带的电荷量Q与电容器两极板间的电势差U的比值，叫做电容器的电容。 （2）公式： （3）物理意义：表示电容器容纳电荷本领的物理量 （4）单位：法拉，简称法，符号F，还有微法（μF）和皮法（pF） 1F=106μF=1012pF （5）核心点击 ①电容由电容器本身的构造决定，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。 ②通过Q--U图象来理解，电容是一条过原点的直线的斜率，其中Q为一个极板上所带电荷量的绝对，U为两极板间的电势差；电容器电容也可以表示为,即电容器的电容的大小的数值上等于两极板间的电压增加（或减小）1V所需增加（或减少）的电荷量 2.平行板电容器 ①构造：平板电容器由靠的很近、相互平行，中间有绝缘物质的两片金属板组成 ②决定因素：平行板电容器的电容C与相对介电常数εr成正比，与两极板的正对面积S成正比，两极板间的距离d成反比 【经典例题1】（福建省泉州市泉港区一中2020-2021学年高二（上）期中物理试题）下面是某同学对电场中的一些概念及公式的理解，其中正确的是（　　） A. 根据电场强度的定义式可知，电场中某点的电场强度与试探电荷所受的电场力成正比 B. 根据电容的定义式可知，电容器的电容与其所带电荷量成正比，与两极板间的电压成反比 C. 根据真空中点电荷的场强公式可知，电场中某点的场强与场源电荷所带电荷量成正比 D. 根据电势差的定义式可知，如果将一个正点电荷从A点移动到B点，电场力做功为1J，则A、B两点间的电势差为1V 【答案】C 【解析】 【分析】 【详解】A. 电场强度由电场本身决定