第一章 8. 电容器 电容-【正禾一本通】2023-2024学年新教材高二物理必修3同步课堂高效讲义教师用书（教科版）

8．电容器　电容 【核心素养目标】 物理观念 电容器、电容概念。 科学思维 利用物理量间的联系，先定性分析，再定量研究，建立电容概念。 科学探究 通过实验感知电容器的充、放电现象。探究影响平行板电容器电容大小的因素。 科学态度与责任 理解电容器在电路中的作用。了解平行板电容器及应用。 　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　 一、电容器 1．电容器：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如图所示。 2．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。 3．电容器的充放电 (1)充电：把电容器的两极板分别与电池组的两极相连，两个极板分别带上等量的异种电荷的过程。充电过程中，由电源获得的能量储存在电容器中。 (2)放电：用导线把充电后的电容器的两极板接通，两极板上的电荷中和的过程。放电过程中，电容器把储存的电能释放出来转化为其他形式的能量。 4．电容器所带电荷量 任意一块极板所带电荷量的绝对值。 二、电容器的电容 1．定义：电容器所带的电荷量Q与电容器两极板之间的电势差U之比，叫作电容器的电容。 2．定义式：。 3．单位：电容的国际单位是法拉，符号为F，常用的单位还有微法和皮法，1 F＝106 μF＝1012 pF。 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电势差为1 V时电容器需要带的电荷量。 5．平行板电容器的电容 (1)电容的决定因素：电容C与两极板间电介质的相对介电常数εr成正比，跟极板的正对面积S成正比，跟极板间的距离d成反比。 (2)电容的决定式：C＝，εr为电介质的相对介电常数，k为静电力常量。当两极板间是真空时，C＝。 三、常见的电容器 1．分类：分为固定电容器和可变电容器两类。 2．固定电容器有：聚苯乙烯电容器、电解电容器等。 3．可变电容器由两组铝片组成，固定的一组叫定片，可动的一组叫动片。转动动片，两组铝片的正对面积发生变化，电容就随着变化。 学生用书第45页 4．击穿电压与额定电压 (1)击穿电压：电容器两极板间的电压超过某一数值时，电介质将被击穿，电容器损坏，这个极限电压称为电容器的击穿电压。 (2)额定电压：电容器外壳上标的工作电压，也是电容器正常工作所能承受的最大电压，额定电压比击穿电压低。 1．判断正误 (1)放电后电容器所带电荷量为零，两极板间场强也为零。(　　) (2)电容器所带电荷量是两极板所带电荷量的绝对值之和。(　　) (3)电容器放电是其他形式的能量转化为电能。(　　) (4)电容器的电容跟它两极板间电压成反比。(　　) (5)电容器的电容越大，所带电荷量就越多。(　　) (6)将平行板电容器两极板平行错开，使正对面积减小，电容将减小。(　　) (7)在平行板电容器极板间插入电介质，电容将增大。(　　) (8)某电容器上标有“15 μF，10 V”的字样，10 V是额定电压。(　　) (9)电容器两极板上所加电压不能超过额定电压。(　　) 答案：　(1)√　(2)×　(3)×　(4)×　(5)×　(6)√　(7)√　(8)√　(9)× 2．链接实景 如图所示是我们常见的形形色色的电容器，思考最后一个电容器上所标注的“50 V”，指的是电容器的什么电压？ 提示：　额定电压　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　 知识点一　电容器　电容 　(1)把电容器的两个极板分别与电源两极相连，对电容器进行充电，该过程中能量是如何转化的？当把电容器两极相连，使电容器放电，该过程中能量是如何转化的？ (2)当电容器的带电荷量增加时，电容器两极板间的电势差如何变化？带电荷量Q和板间电势差U的比值是否发生变化？ 提示：　(1)充电过程中电源内的化学能转化为电容器内的电场能；放电过程中电容器的电场能转化为电路的内能。 (2)增大　不变 1．对电容器和电容的三点理解 (1)电容器是一个仪器，而电容是一个物理量，它表征了电容器容纳电荷的本领。不能说电容器简称为电容。 (2)电容器的电容决定于电容器本身，与电容器的电荷量Q以及电势差U均无关。 (3)对于一个确定的电容器，电容C是不变的，故当电容器所带电荷量分别为Q1和Q2时，有C＝，C＝，则C＝＝，即电容的大小在数值上还等于电容器所带电荷量的变化量ΔQ与电容器两极板间电压的变化量ΔU的比值。 2．Q ­U的图像 如图所示，Q ­U图像是一条过原点的直线，直线的斜率表示电容大小，即k＝C＝。 学生用书第46页 一个平行板电容器，使它每个极板所带电荷量从Q1＝3×10－5C增加到Q2＝3．6×10－5C时，两极