10.4 电容器的电容 学案 -2023-2024学年高二上学期物理人教版（2019）必修第三册

第十章  静电场中的能量

第4节  电容器的电容

【学习目标】

1．认识常见的电容器，感知电容器的充、放电现象。

2．理解电容的概念及定义方法，掌握定义公式、单位。

3．通过实验了解影响平行板电容器电容大小的因素。

【重点难点】

1．电容的概念

2．影响平行板电容器电容大小的因素

【预习导航】

一、电容器

1．一个简单的电容器由哪几部分构成？

 

2．电容器的充、放电过程是电容器工作的主要形式。请简要描述该过程。

(1) 充电过程：                     

 

(2)放电过程：

 

3．请分析电容器充电和放电过程的能量转化情况。

 

二、电容

1． 充电后电容器的两极板间有电势差，这个电势差跟电容器所带的电荷量有关。这里说的“电容器所带的电荷量”指什么？

 

 

2．电容是如何进行比值定义的？

 

3．请写出电容的定义式、单位、物理意义。

 

4．请画出Q—U的图像，并说明图像斜率物理意义。

 

三、平行板电容器的电容

1． 探究影响平行板电容器电容大小的因素

 

 

 

请结合上图简要描述你的探究思路

(1)­­­­­­­­­­­­­­­­                                                                          

(2)­­­­­­­­­­­­­­­­                                                                          

(3)­­­­­­­­­­­­­­­­                                                                          

2．请写出平行板电容器电容的决定式，并说明各物理量的物理意义。

 

四、常用电容器

1．请说出可变电容器改变电容的原理。

 

 

2．请描述电容器额定电压和击穿电压的概念及它们之间关系。

 

 

【课堂探究】

1．如图所示，电容器充电后保持和电源相连，此时电容器两极板间的电压不变．

(1)当两极板的正对面积S增大时，电容器的C、Q、E如何变化？

 

 

 

(2)当两极板间距d增大时，电容器的C、Q、E如何变化？

 

 

2．在上图中，电容器充电后和电源断开，此时电容器的带电荷量不变．

(1)当两极板的正对面积增大时，电容器的C、U、E将如何变化？

 

 

 

(2)当两极板间距d增大时，电容器的C、U、E将如何变化？

 

 

【典型例题】

【例1】有一电容器,两板间的电压为3 V,所带电荷量为4.5×10-4C,此电容器的电容是多少?将电容器的电压降为2 V,电容器的电容是多少?所带电荷量是多少?

 

 

 

 

【例2】 (多选)对于水平放置的平行板电容器,下列说法正确的是(　    　)

A.将两极板的间距加大,电容将增大

B.将两极板平行错开,使正对面积减小,电容将减小

C.在下极板的内表面上放置一面积和极板相等、厚度小于极板间距的陶瓷板,电容将增大

D.无论电容器的电压如何变化(小于击穿电压且不为零),它所带电荷量与电压比值都恒定不变

【课堂达标】

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.电容的常用单位有μF和pF,1μF=103pF

2.某电容器上标有“25μF　450 V”字样,下列对该电容器的说法中正确的是(　　)

A.要使该电容器两极板之间电压增加1 V,所需电荷量为2.5×10-5C

B.要使该电容器带电荷量为1 C,两极板之间需加电压为2.5×10-5 V

C.该电容器能够容纳的电荷量最多为2.5×10-5C

D.该电容器能够承受的最大电压为450 V

3.(多选)连接在电池两极上的平行板电容器,当两板间的距离减小时(　   　)

A.电容器的电容C变大 

B.电容器极板的带电荷量Q变大

C.电容器两极板间的电势差U变大 

D.电容器两极板间的电场强度E变大

【课后反思】