2.1 电容器与电容（word教参）-【优化探究】2021-2022学年新教材高中物理必修3（粤教版）

第一节　电容器与电容 学习目标 素养提炼 1.知道电容器的概念，认识常见的电容器，了解电容器的充、放电现象。 2．理解电容的概念，掌握电容的定义式、单位，并能应用定义式进行简单的计算。 3．了解平行板电容器的电容公式，知道改变平行板电容器电容大小的方法。 物理观念：电容器、电容、平行板电容器。 科学思维：电容与电荷量及电压的关系。 科学探究：电容器的充、放电过程；影响平行板电容器电容的因素。 科学态度与责任：电容器在生产、生活及科技中的应用。 授课提示：对应学生用书第28页 一、电容器 1．组成：两个互相靠近、彼此绝缘的导体，组成一个电容器。 2．充、放电过程 　　过程 内容　　 充电过程 放电过程 过程示意 电荷运动 正电荷向A板移动，负电荷向B板移动 正电荷由A板移向B板(或负电荷由B板移向A板) 电流方向 流向正极板 流出正极板 场强变化 极板间的场强变大 极板间的场强变小 能量转化 其他能转化为电场能 电场能转化为其他能 [思考] 　把电容器的两个极板分别与电源两极相连，对电容器进行充电，该过程中能量是如何转化的？当把电容器两极相接，对电容器进行放电，该过程中能量是如何转化的？ 提示：充电过程中电源内的化学能转化为电容器内的电场能；放电过程中电容器的电场能转化为电路的内能。 二、电容　常用电容器 1．定义：电容器所带的电量Q与电容器两极板间的电压U之比，公式为C＝。 2．物理意义：电容器的电容在数值上等于使两极板间的电势差为1 V时电容器所需的电量。 3．单位：在国际单位制中是法拉(F)。1 F＝1 C/V,1 F＝106 μF＝1012 pF。 4．电容器的额定电压和击穿电压 (1)额定电压：电容器外壳上标的工作电压。 (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，则电容器就会损坏。 5．常见电容器分类：从构造上看，可以分为固定电容器和可变电容器两类。 [判断正误] (1)电容器充电电荷量越多，电容越大。(×) (2)电容器的电容跟它两极板间所加电压成反比。(×) (3)电容器的电容越大，所带电荷量就越多。(×) (4)电容器外壳上标的是额定电压。(√) (5)对于确定的电容器，它所充的电荷量跟它两极板间所加电压的比值保持不变。(√) 授课提示：对应学生用书第29页 要点一　对电容器电容的理解 　照相机上的闪光灯是通过电容器供电的，拍照前先对电容器充电，拍照时电容器瞬间放电，闪光灯发出耀眼的白光。 (1)电容器在充、放电的过程中的能量是如何转化的？ (2)电容器所带电荷量越大，容纳电荷的本领一定越大，这种说法对吗？ 提示：(1)电容器在充电过程中，由电源获得的电能储存在电容器中。放电过程中，电场能转化为其他形式的能。 (2)不对。容纳电荷的本领用电容来描述，电容器的电容大，所带电荷量不一定大。 1．电容由电容器本身的构造决定 电容器的电容是反映电容器容纳电荷本领的物理量，用比值C＝来定义，但它却是由电容器自身的构造决定的，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图像理解电容器的电容 如图所示，Q ­U图像是一条过原点的直线，其中Q为一个极板上所带电荷量的绝对值，U为两极板间的电势差，直线的斜率表示电容大小。因而电容器的电容也可以表示为C＝，即电容的大小在数值上等于两极板间的电压增加(或减小)1 V所增加(或减小)的电荷量。 [特别提醒] (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。 　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)。则放电过程中(　　) A．电容器储存的电能不变 B．电路中的电流不变 C．电容器两极板间的电压不变 D．电容器的电容不变 [解析]　放电过程中储存的电能转化为其他形式的能，故电能减小，故A错误；由图像可知，放电过程，电流随时间逐渐减小，故B错误；电容器的电容是表征储存电荷本领的物理量，与所带电荷量无关，放电过程中电容器的电容不变，故D正确；在放电的过程中，电荷量减小，根据C＝知，电容不变时，电压逐渐减小，故C错误。 [答案]　D 求解电容器的电容的两点注意 (1)电容器的电容可以根据C＝求出，但电容器的电容是电容器的属性，与电容器所带电荷量Q以及两极板间的电压U均无关。或C＝ (2)定义式的推广式C＝，在电压U变化问题中求电容更快捷。 1．(多选)下列关于电容的说法正确的是(　　) A．电容是反映电容器容纳电荷本领的物理量 B．电容器A的电容比B的