同步学案第十章静电场中的能量10.4-10.5-【学易优】2023-2024学年高中物理必修第三册（人教版）

必修第三册·物理(RJ) 第4节电容器的电容 1,知道电容器和平行板电容器的概念，通过实验感知电容器的充、放电现象。 目 标2.理解电容的定义、公式、单位，并会应用定义式进行简单的计算。 导 航，3，了解影响平行板电容器电容大小的因素及平行板电容器电容公式。 4.认识常用的电容器。 1目标一 电容器 电容 [梳理导学] 2.电容器的充、放电过程中，电路中有充电、放电电 流，电路稳定时，电路中没有电流。 1.电容器 (1)基本构造：任何两个彼此 又相距很 3.C= 是电容的定义式，由此也可得出C=会 △U 近的导体，都可以看成一个电容器。 4.电容器的电容取决于电容器本身，与电容器所带 (2)充电、放电：使电容器两极板带有一定的 的电荷量Q以及两极板间的电势差U均无关。 ,这个过程叫充电。使电容器两极板上的 电荷 ,电容器不再带电，这个过程叫放电。 [典题导练] (3)从能量的角度区分充电与放电：充电是电源 【例1】对于某一电容器，下列说法正确的是( 的能量不断储存在电容器中，放电是电容器把储 A.电容器所带的电荷量越多，电容越大 存的 通过电流做功转化为电路中其他 B.电容器两极板间的电势差越大，电容越大 形式的能量。 (4)电容器的电荷量：其中 极板所带电 C.电容器所带的电荷量增加一倍，两极板间的 荷量的绝对值。 电势差也增加一倍 2.电容 D.电容器两极板间的电势差减小到原来的 (1)定义：电容器所带的 与电容器两极 板之间的 之比。 它的电容也诚小到原来的号 (2)定义式：C= (3)单位：电容的国际单位是 ,简称法， 【对点训练1】根据电容器电容的定义式C=是 符号为 ,常用的单位还有 和 可知 ( ,1F= uF= pF. A.电容器所带的电荷量Q越多，它的电容C就 (4)物理意义：电容器的电容是表示电容器容纳 电荷本领的物理量，在数值上等于使两极板间的 越大，C与Q成正比 电势差为 时电容器需要带的电荷量。 B.电容器不带电时，其电容为零 (5)击穿电压与额定电压 C.电容器两极之间的电压U越高，它的电容C ①击穿电压：电介质不被 时加在电容器 就越小，C与U成反比 两极板上的极限电压，若电压超过这一限度，电 D.电容器的电容大小与电容器的带电情况无关 容器就会损坏。 【对点训练2】一个已充电的电容器，若使它的带 ②额定电压：电容器外壳上标的工作电压，也是 电荷量减少3×10一C,则其电压减小为原来的 电容器正常工作所能承受的最大电压，额定电压 3则 ( 比击穿电压低。 [归纳导通] A.电容器原来的带电荷量为9×10-4C B.电容器原来的带电荷量为4.5×10一4C 1.电容器的充电过程，电源提供的能量转化为电容 C.电容器两极板间原来的电压为1V 器的电场能：电容器的放电过程，电容器的电场 能转化为其他形式的能量。 D.电容器的电容变为原来的号 ·42· 第十章静电场中的能量 1目标二 实验：观察电容器的充、放电现象 续表 [归纳导通] 充电电流由电源的 1.实验目的 正极流向电容器的 放电电流由电容 (1)通过观察，了解电容器在充电和放电的过程 正极板，同时，电流器的正极板经过 中，两极板间电压和电路中电流的变化。 从电容器的负极板 电阻R流向电容 (2)判断电容器在充电和放电的过程中，两极板 电流表 流向电源的负极，器的负极板，放 储存电荷量的变化。 电流表示数逐渐变 电电流逐渐减 2.实验器材 小，充电电流逐渐 小，最后为0 电容器、直流电源、电流表、数字电压表、电阻、单 减小，最后为0 刀双掷开关、导线。 3.实验原理与设计 电容器两极板所带 电容器两极板所 电荷量 实验电路如图所示。 电荷量增加 带电荷量减少 电容器两板间电场 电容器两极板间 电场强度 强度增大 电场强度减小 充电过程中，电容 器从电源获取的能电容器的电场能 当开关拨到位置“1”时，电源E对电容器充电；当 能量转化 量转化为电场能， 转化成电路中其 开关拨到位置“2”时，电容器放电。在充电和放 不断地储存在电容 他形式的能量 电过程中，利用电流表观察电路的电流大小和方 器中 向的变化，利用电压表观察电容器两极板间电压 6.注意事项 的变化，进而判断电容器两极板储存电荷量的 (1)电压表和电容器正、负极不能接反，以免损坏。 变化。 (2)连接电路时，开关要断开，避免短路。 4.实验步骤 (3)合理选择各电子元器件的量程，避免充电电 (1)根据实验电路图连接电路。 流超过量程。 (2)把开关S拨到位置“1”，此时电源给电容器充 电，观察电压表和电流表指针的偏转情况，记录 [典题导练] 在表格中。 【例2】电流传感器可以像电流表一样测量电流， (3)把开关S拨到位置“2”，此时电容器对电阻R 不同的是反应比较灵敏，且可以和计算机相连，