第一章 8 电容器 电容-【金版教程】2023-2024学年新教材高中物理必修第三册创新导学案word（教科版2019）

8．电容器　电容 1．认识常见的电容器，知道电容器的组成。2.通过实验观察电容器的充放电现象。3.掌握电容的定义、定义式，并会进行简单计算。4.了解影响平行板电容器电容大小的因素，掌握平行板电容器电容的决定式。 一　电容器 1．电容器的定义：电容器是储存电荷和电能的元件。 2．电容器的结构：任何两个彼此绝缘又互相靠近的导体都可以看成一个电容器。 3．平行板电容器：两块彼此隔开平行放置的金属板构成一个最简单的电容器，叫作平行板电容器。这两块金属板称为电容器的两极。 4．电容器所带的电荷量：电容器工作时，它的两块金属板的相对表面总是分别带上等量异种电荷＋Q和－Q，一般就把任意一块极板所带电荷量的绝对值，叫作电容器所带的电荷量，用Q表示。这时两板间有一定的电势差，用U表示。 5．电容器的充放电 (1)充电：使电容器的两极板带上等量异种电荷，这个过程叫作电容器充电。 (2)放电：充电完毕后，如果用一根导线将充好电的电容器的两极板连接，两极板的异种电荷将中和，这个过程叫作电容器放电。 (3)能量转化：电容器充电后，电容器中就储存了电能。电容器放电后，储存的电能转化为其他形式的能量。 二　电容器的电容 1．定义：描述电容器储存电荷能力的物理量叫作电容器的电容量，通常也简称电容。不同的电容器储存电荷的能力不同。电容器所带电荷量Q与两极间电势差U之比是与电荷量、电势差无关的量，它反映了电容器储存电荷的能力，因此我们将它定义为电容器的电容C。 2．表达式：C＝。 3．电容器的电容在数值上等于两极板间的电势差为1__V时电容器所带的电荷量。 4．单位：在国际单位制中，电容的单位是法拉，简称法，符号是F。1 F＝1 C/V。 常用单位有微法(μF)和皮法(pF)。1 μF＝10－6 F。1 pF＝10－6 μF＝10－12 F。 三　常见的电容器 1．平行板电容器的电容的决定因素：其电容的大小与两极板正对面积成正比，与两板间距离成反比，还与两板间的电介质有关。 2．电容器的分类 根据电容是否可变分为固定电容器和可变电容器。 (1)固定电容器：纸质电容器、电解电容器、云母电容器、陶瓷电容器等。 (2)可变电容器：电容可变的电容器，它由两组金属片组成，固定不动的一组金属片叫作定片，可以转动的一组金属片叫作动片。定片和动片之间的电介质，可以是空气，也可以是某种绝缘介质。 3．击穿电压与额定电压 (1)击穿电压：加在电容器两极间的电压不能超过某一限度，超过这一限度，绝缘介质将被击穿，致使电容器损坏，这个极限电压叫作击穿电压。 (2)额定电压：电容器正常工作所能承受的最大电压。它比击穿电压要低许多。 4．电容器的符号：在电路图中，常用的电容器符号如图所示。 判一判 (1)电容器放电的过程就是两极板电荷中和的过程。(　　) (2)电容大的电容器所带电荷量一定多。(　　) (3)电容的单位有F、μF、pF，1 F＝103 μF＝106 pF。(　　) (4)电容为C的电容器所带电荷量为Q，若电荷量增大为2Q，则电容变为2C。(　　) (5)电容器所带的电荷量Q是指电容器的一个极板上所带电荷量的绝对值。(　　) 提示：(1)√　(2)×　(3)×　(4)×　(5)√ 探究　电容器及其电容 仔细观察下列图片，认真参与“师生互动”。 活动1：水可以用容器储存起来，电荷可以用如图甲、乙所示的电容器储存，如图乙所示是最简单的一种电容器，电容器的构造是怎样的？ 提示：电容器由两个彼此绝缘又相距很近的导体中间夹上一层电介质组成。 活动2：如图丙所示实验电路，C表示电容器，将开关S断开时，电流表的示数为0，将开关S接1，可以看到电流表中有短暂的从电源正极流向电容器正极板(与电源正极连接的极板)的电流，同时电流从电容器的负极板(与电源负极连接的极板)流向电源负极，随后电流表的示数逐渐减小到0。之后，把开关S接2，观察电流表发现电流由电容器的正极板经过导线流向电容器的负极板，电流表的示数不断减小，最后为0。根据该实验分析电容器是怎样“装进”和“倒出”电荷的？ 提示：将电容器的两个极板分别与电源的正、负极相连，电容器充电，“装进”电荷，与电源正极连接的极板带正电，与电源负极相连的极板带负电。电容器充电后，将电容器的两个极板用导线(经过电阻)连接，电容器放电，“倒出”电荷，电容器两极板上的电荷中和，最后两极板都不带电，这也表明电容器充电时，两极板上带等量异种电荷。 活动3：如图丁所示，电容器A、B相同，开始时A、B均不带电，S1、S2断开，然后把开关S1接1，使电容器A充电，充电结束后，电压表示数为一定值。接着，把开关S1接2，使A、B并联(注意不要让手或其他导体跟电容器的两极板接触，以免所带电荷漏失)，可以看到电压表示数变为原来的一半；断开开关S1，闭合开关S2，让B的两极板完全