第1章 第8节 电容器 电容 （word教参）-【新课程学案】新教材2023-2024学年高中物理必修第三册（教科版2019）

第8节　电容器　电容 核心素养导学 物理观念 (1)知道电容器的概念，建构电容器模型。 (2)知道电容的概念，知道电容的单位。 (3)知道平行板电容器的概念，了解平行板电容器电容大小 的相关因素。 (4)了解常见的电容器种类、特性及作用。 科学思维 根据平行板电容器电容、电荷量、电势差关系，结合具体问题，分析电容器动态变化问题。 科学探究 观察电容器的充放电现象。 科学态度与责任 通过实验，培养观察能力、推理论证能力，培养基于证据得出结论，并作出解释的科学探究意识。 　　　　　　　　　　　　　　　 一、电容器 1．用途：储存电荷和电能。 2．概念：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的电容器。 4．电容器的电荷量：任意一块极板所带电荷量的绝对值。 5．充电、放电：使电容器的两极板带上等量异种电荷的过程叫作充电；使电容器两极板的异种电荷中和的过程叫作放电。 二、电容器的电容 1．物理意义：描述电容器储存电荷能力的物理量。 2．定义：电容器所带的电荷量Q与电容器两极之间的电势差U之。 3．定义式：C＝。 4．单位：在国际单位制中，电容的单位是法拉，简称法，符号是。实际中常用的单位还有微法(μF)和皮法(pF)，它们与法拉的关系：1 μF＝10－6 F,1 pF＝10－12 F。 三、常见的电容器 1．平行板电容器：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．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。 3．可变电容器：通过改变两组金属片的正对面积来改变电容的电容器。 4．击穿电压和额定电压 (1)击穿电压：电容器电介质不被击穿的极限电压。 (2)额定电压：电容器外壳上标的工作电压。 1.如图所示，开关S先与“1”端接触，一段时间后再与“2”端接触，请对以下结论作出判断： (1)开关S与“1”端接触后，给电容器充电。(√) (2)开关S与“2”端接触后，电容器通过灯泡放电，电容器板间电压逐渐减小。(√) (3)电容器放电过程中，流过灯泡的电流逐渐减小，灯泡逐渐变暗，最后熄灭。(√) (4)灯泡发光的过程中，流过灯泡的电流方向是向上的。(×) 2．将电容器与柱形水容器进行类比，则电荷量Q、电势差U、电容C分别类比于水容器的哪个量？ 提示：类比于水容器的容积、高度差和底面积。 3．如图甲所示，为常见的纸质电容器，其组成原理如图乙所示。 试对以下说法作出判断： (1)纸质电容器的纸属于绝缘介质，而两层锡箔相当于两个金属极板。(√) (2)当纸质电容器不通电时，其电容为零。(×) (3)这种纸质电容器属于固定电容器。(√) 新知学习(一)|对电容器的理解 [任务驱动] 如图所示，闪光灯已广泛应用在照相机上。照相机的闪光灯是根据什么原理工作的？ 提示：电容器的充、放电原理。　　　　 [重点释解] 1．电容器的作用：储存电荷和电能。 2．电容器的带电特点：两极板带有等量异种电荷，且分布在两极板相对的内侧。 3．电容器的充、放电 充电过程 电路结构 将电容器接在电源上形成回路 过程分析 ①回路中有逆时针方向的充电电流；②与电源正极连接的极板带上正电荷，与电源负极连接的极板带上等量的负电荷；③充电完毕，电容器两极板间的电压等于电源电压，电路中电流为零 能量分析 由电源获得的电能转化为电容器的电场能 放电过程 电路结构 将已充电的电容器与导体连接形成回路 过程分析 ①回路中有顺时针方向的放电电流；②电流从电容器正极板流向负极板；③放电完毕，电容器上的等量异号电荷全部中和，电路中没有电流，极板间电压为零 能量分析 储存的电场能转化为其他形式的能量(如内能、光能) [针对训练] 1．如图所示为电容器、电源、小灯泡等元件连成的电路，电源电压恒为4 V，下列说法正确的是(　 ) A．闭合开关前，电容器电容为0 B．闭合开关，该电容器最多储存的电荷量为4×10－4 C C．闭合开关，电流表中有持续电流 D．断开开关，电容器放电 解析：选B　电容的大小由电容器本身决定，与是否接入电路无关，故A项错误；闭合开关后，电容器的电压最高为4 V，由题图可知，电容器的电容为100 μF，该电容器最多储存的电荷量Q＝CU＝100×10－6×4 C＝4×10－4 C，故B项正确；电容器的电压达到4 V后，充电停止，电容器相当于断路，电流表中没有电流，故C项错误；断开开关，由于无法形成回路，电容器无法放电，故D项错误。 2.某同学用如图所示电路研究电容器。先将单刀双掷开关S与1相接，过一会儿后，再将开关与2相接。下列说法正确的是(　 ) A．在开关与1相接时，无电流通过电流表 B．在