10.4 电容器的电容（1）导学案-2022-2023学年高二上学期物理人教版（2019）必修第三册

10.4电容器的电容（一） 【学习目标】 1.知道电容器的概念，认识常见的电容器，通过实验感知电容器的充、放电现象。 2.理解电容的定义及定义方法，掌握电容的定义、公式、单位，并会应用定义式进行简单的计算。 【学习过程】 引：水可以用容器储存起来，电荷也可以用一个“容器”储存起来。图中的元件就是这样的“容器” ——电容器 学习目标一：认识电容器 请结合右图简述电容器构造： 知识生成：电容器的组成:由两个彼此　　　　又相距很近的导体组成。  学习目标二：电容器的充放电 把直流电源、电阻、电容器、电流表、电压表以及单刀双掷开关组装成实验电路。如图所示。 (一)充电：把开关S接1，电源给电容器充电 充电过程电压、电流变化和能量转化情况 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，电源内的化学能转化为电容器内的电场能 ③电容器两极板间电压升高。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。 (二)放电：把开关S接2，电容器对电阻R放电， 放电过程电压、电流变化和能量转化情况 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，电容器的电场能转化为电路中其他形式的能量． ③电容器两极板间电压降低。当电容器放电结束后，电路中无电流，电压表无示数 (三）电容器的带电荷量是指其中所带电荷量的绝对值。 【例1】在“观察电容器的充、放电现象”实验中，电路如图甲所示。将开关S接通1，电容器的________(选填“上”或“下”)极板带正电，再将S接通2，通过电流表的电流方向向________(选填“左”或“右”) 学习目标三：电容 1、思考：电容器充电时，电容器两极板之间的电势差增大，电容器所带的电荷量也在增加，那么，电容器所带的电荷量与两极板间的电势差是否存在某种定量关系？ 2、通过实验寻找两者的定量关系。结合教材，观察实验电路，说明如何获知电容器所带的电荷量大小？如何获知两极板间的电势差？实验结论是什么 实验结论：电容器带电荷量Q和板间电势差U的比值不发生变化， 知识生成： 1、定义：电容器所带的与电容器两极板之间的之比。 2．定义式：。 3．物理意义：表征电容器电荷本领的特性。 4．单位：在国际单位制中，电容的单位是法拉(F)，另外还有微法(μF)和皮法(pF)，1 μF＝ F,1 pF＝ F。 【例2】：下列关于电容器的说法中不正确的是（ ） A. 电容器充电过程是将其他形式能转化为电容器的电场能并储存起来；电容器放电过程是将电容器的电场能转化为其他形式的能 B. 任何两个彼此绝缘而又相互靠近的导体就组成了电容器，跟两个导体是否带电无关 C. 电容器所带的电荷量是指每个极板所带电荷量的绝对值 D.．电容器两极板间的电势差减小到原来的，它的电容也减小到原来的 学习目标四：认识常见的电容器 结合教材回答： 1、从结构上看，电容器可分为和两类。 2、电容器上的标称值：电容器上一般都标有电容器的和。 3．电容器的额定电压和击穿电压 (1)额定电压：电容器能够长期正常工作时的电压。 (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。 【例3】一个电容器的规格是“10μF 50V”，则（ ） A. 这个电容器加上50V的电压时，电容才是10μF B. 这个电容器的最大电容量为10μF，带电量较少时，电容大于10μF C. 这个电容器加的电压大于50V 就会击穿 D. 这个电容器的电容总等于10μF 学习目标五：平行板电容器 1、平行板电容器：在两个相距的平行金属板中间夹上一层物质——电介质(空气也是一种电介质)，就组成一个最简单的电容器，叫作平行板电容器。 2、探究平行板电容器的影响因素 实验1：保持Q和d不变，减小S,观察U的变化情况，说明C随S怎样变化？ 实验2：保持Q和S不变，增大d,观察U的变化情况，说明C随d怎样变化？ 实验3：保持Q、S、d不变，插入电介质,观察U的变化情况，说明C怎样变化？ 通过以上实验关于平行板电容器的电容，我们得到怎样的结论？写出平行板电容器的电容决定式，谈一谈平行板电容器的电容有哪些因素决定 知识生成：平行板电容器 (1)结构：由两个且彼此绝缘的金属板构成。 (2)电容的决定因素：电容C与两极板间的相对介电常数εr成，跟极板的正对面积S成，跟极板间的距离d成。 (3)电容的决定式：C＝，εr为电介质的相对介电常数。当两极板间是真空时：C＝，式中k为静电力常量。 【巩固提升】 1、电容器是一种常用的电子元件．对电容器认识正确的是(　　) A．电容器的电容表示其储存电荷的能力B．电容器的电容与它所带的电荷量成正比 C．电容器的电容与它两极板间的电压成正比D．电容的常