10.4 电容器的电容-【帮课堂】2022-2023学年高二物理同步精品讲义（人教2019必修第三册）

10.4 电容器的电容 【物理核心素养】 物理观念：用类比的方法帮助学生认识电容器并构建电容概念。 科学思维：通过本节教学，培养学生的科学研究能力、实验观察能力和抽象思维能力 科学探究：通过实验感知电容器的充、放电现象，理解电容器的工作原理．通过影响平行板电容器电容因素的实验探究过程，体会其中蕴涵的物理方法——控制变量法，并能够对问题进行定性、定量分析等． 科学态度与责任：电容器两极板带等量异种电荷，体现物理学中的对称美；渗透了事物的本质由自身的因素决定，即内因决定，不由外因决定的观点。 【教学重难点】 教学重点：通过实验建立电容器的电容概念，电容的概念及决定电容大小的因素。 教学难点：建立电容概念和对电容概念的科学理解、对电容器充、放电过程的理解 知识点一、电容器 1.平行板电容器 在两个相距很近的平行金属板中间夹上一层绝缘物质——电介质就组成一个最简单的电容器，叫作平行板电容器。注意：空气也是一种电介质 2.电容器 （1）任何两个彼此绝缘且又相隔很近的导体就构成了一个电容器。 （2）构造：两个互相靠近彼此绝缘的导体 （3）作用：存储电荷（存储电能） 3.识别电容器 （1）电容器由两个互相靠近、彼此绝缘的导体组成，电容器的导体间可以填充绝缘物质。 （2）常见电容器有：陶瓷电容器、薄膜电容器、铝电解电容器、钽电解电容器、微调电容器、调谐电容器。 【经典例题1】下列器材中，属于电容器的是（　　） A． B． C． D． 【变式训练1】常用的电容器，从构造上看，可以分为固定电容器和可变电容器两类．如图甲、乙为两种电容器的实物图片，根据图中的相关信息，下列判断中正确的是 A．图中甲为可变电容器，它是通过改变极板间的距离来改变电容器的电容的 B．在不改变其他条件下，将甲电容器浸入煤油中，其电容不发生变化 C．根据图乙中电容器外壳上标的数据可知，电压超过5.5V时乙电容器就会被击穿 D．根据图乙中电容器外壳上标的数据可知，乙电容器接5.5V电压时，储存的电量为5.5C 知识点二、电容器的充放电 充电过程 放电过程 1．充电：使电容器的两极板上带等量异种电荷的过程。每个极板所带电量的绝对值称为电容器所带的电量。 特点： （1）有电流，电流方向为流入电容器正极板，电流由大到小。 （2）电容器所带电荷量增加。 （3）电容器两极板间电压升高。 （4）电容器两极板间电场强度增加。 当电容器充电结束后，电容器所在电路中无电流，电容器两极板间电压与充电电压相等。 2． 放电：使电容器两极板上的电荷中和的过程。电场能在放电过程中转化成其他形式的能量。 特点： （1）有电流，电流方向是从正极板流出，电流由大变小。 （2）电容器所带电荷量减少。 （3）电容器两极板间电压降低。 （4）电容器两极板间电场强度减弱。 当电容器放电结束后，电路中无电流。电容器的放电过程实际上是正、负电荷中和的过程。 归纳总结：电容器充电规律 ②与电源正极相连极板带正电（失去电子），电子通过电源流到另一极板（得到电子） ③两板带等量异号电荷；两板空间存在匀强电场；两板电压不变； ④电源的化学能转化为电场能 【经典例题2】（1）如图甲所示为探究平行板电容器电容大小决定因素的实验。给电容器充电后与电源断开，即保持________（选填“电压”或“电荷量”）不变。若将B板上移，静电计指针偏角________（选填“变小”“变大”或“不变”）；若将B板左移，静电计指针偏角变大，电容器的电容________（选填“变小”“变大”或“不变”）。 （2）“探究电容器充放电”的实验装置示意图如图乙所示，已知灵敏电流计G的0刻度在表盘中央位置，经判断：当电流从左接线柱流入时指针左偏；电流从右接线柱流入时指针右偏。将开关S扳到a，让电源给电容器充电结束后，若向电容器中间插入一层有机玻璃板，则在插入过程中灵敏电流计指针________偏；电容器充电结束后，将开关S扳到b放电的过程中，灵敏电流计指针会________偏.（均选填“左”或“右”） （3）若将灵敏电流计换成电流传感器，先将开关接a，待电容器充电后将开关扳到b，利用传感器记录电容器放电过程，得到该电容器放电过程的I-t图像如图丙所示。已知电源电压保持为2V，则电容器的电容C=________F（结果保留两位有效数字）。 【变式训练2】两个较大的平行金属板A、B相距为d，分别接在电压为U的电源正、负极上，这时质量为m、带电荷量为-q的油滴恰好静止在两板之间，如图所示。在其他条件不变的情况下，如果将B板向下移动一小段距离，则该过程中（　　） A．油滴将向上加速运动，电流计中的电流从b流向a B．油滴将向下加速运动，电流计中的电流从a流向b C．油滴静止不动，电流计中的电流从b流向a D．油滴静止不动，电流