2.5 科学探究 ：电容器 学案-2021-2022学年高二上学期物理鲁科版（2019）必修第三册

2.5科学探究：电容器（预习案） 【学习目标】 1.知道什么是电容器及常见的电容器； 2.理解电容器电容的概念及定义式，并会应用定义式进行简单的计算． 3.结合匀强电场有关知识，研究平行板电容器极板间电场及电场源关系． 【知识梳理】 （一）电容器 1．广义上的电容器：任何两个彼此　　　　　　又　　　　　　　都可以看作电容器。 2．平行板电容器的符号为　　　　；平行板电容器的构成：①　　　　　　　　　　　，②　　　　　　　　，每个极板带电量的绝对值叫电容器的带电量Q。 3．电容器的充、放电 （1）电容器充电后：①两极板带上　　　　　　　　②两极板间产生　　　　　　③板间形成　　　　　　　④电场中储存了　　　　　　　 （2）电容器的带电量指　　　　　　　　　　　　　　　 （3）充、放电过程中能量的转化：　　　　过程电容器把电能储存起来；　　　　过程中电场能转化为其它形式的能。　 （二）电容 1.电容是表示电容器　　　　　　　　　　　　　的物理量。 2.定义式　　　　　　　　　　补充：　　　　　　 3.电容C在数值上等于　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　。 4.电容C单位　　　　　，简称　　　，符号　　　。由电容定义式，1F＝　　　　　。 法拉是很大的单位，常用的电容单位还有　　　，符号　　　和　　　，符号　　　。 换算关系　　1F＝　　　μF＝　　　pF 5.电容C是用　法定义的物理量，它与用来定义它的电势差U、电容器带电量Q均　关，只是等于两者的比值，它由　决定。高中阶段用类似方法定义的物理量还有　　　 等 （三）平行板电容器电容公式（影响电容的因素） 真空中C＝　　　　　介质中C＝　　　　　　式中S为　　　　，d为　　　　，k为　　　　 1．εr是　　　　　　　　　　，是有关　　　　　　　性质的一种物理量。 ①真空中εr＝1②所有电介质的相对介电常数均　　　1③空气的相对介电常数稍大于1，但与1十分接近，在一般研究中，空气对电容的影响可忽略。 2．两种常见情景：（1）若电容器两极板与电源相连，则　　　　　　　不变； （2）若电容器极板与电源断开，则　　　　　　　　不变。 （四）常见电容器及其构造、电容器的应用与击穿电压 额定电压：　　　　　　　　　　　　　；工作电压应　　　　　额定电压 击穿电压：电容器　　　　　　　　　　　　的电压，若工作电压高于击穿电压，则电容器　　　　　　。 【预习检测】 1．对于给定的电容器，描述其电容C、电量Q、电压U之间相应关系的图象应是图中的（ ） Q Q 2．在一台收音机的电路板上有一个正在充电的电容器，若使它的带电量减少了3×10-6C，则其电压降为原来的1/3，则该电容器（ ） A.原来带电量是9×10-6C B. 原来带电量是4.5×10-6C C.电容为9×10-6F D. 原来电压不能确定 3．一电容为C，板间距为d的平行板电容器水平放置，一质量为m，电量为－q的小球射入其中后恰能沿中线水平向右做匀速直线运动。则上极板带正电还是负电？电容器的带电量Q是多少？ 4．平行板电容器的电容为C，带电量为Q，板距为d，上极板带正电。现将一个试探电荷q由两板板间的A点移动到B点，A、B两点间距为s，边线AB与板的夹角为300，则电场力对电荷q做的功是（ ） A. B. C. D. 5.把一个平行板电容器接在直流恒压电源上。板间静止悬浮一带电油滴。 （1）保持与电池的连接，两极板间的距离减小，极板间电压　　　　　，场强　　　　，带电油滴将　　　　　　　　　，电容　　　　　，带电量　　　　　　 （2）移去电池后两极板的距离减小，电容　　　　　，电容器的带电量　　　　　，电势差　　　　　，场强　　　　　　，带电油滴将　　　　　　　　 6．一平行板电容器充电后与电源断开，负极板接地。两板间有一个正电荷固定在P点，如图所示，以E表示两板间的场强，U表示电容器两板间的电压，W表示正电荷在P点的电势能，若保持负极板不动，将正极板向下移到图示的虚线位置则（ ） A.U变小，E不变 B.E变小，W不变 C.U变小，W不变 D.U不变，W不变 2.5科学探究： 电容器 （课堂案） 【经典例题】 类型一：电容概念的理解 例题1．下列说法正确的是 ( ) A．优质的铜材料可以用作电容器中的电介质 B．由知，电容器带电量越大，电容越大，两者成正比；电压越低，电容越大，两者成反比 C．若把电容器极板上的电荷量全部放掉，电容则变为0 D．对给定的一电容器，在额定电压范围内，其带电量与电压成正比 类型二：电容概念的计算 例题2