第10章 第4节 第1课时 电容器的电容（word教参）-【新课程学案】新教材2023-2024学年高中物理必修第三册（人教版2019）

第4节　电容器的电容 课标要求 层级达标 观察常见的电容器，了解电容器的电容，观察电容器的充、放电现象。能举例说明电容器的应用。 学考层级 1.知道什么是电容器及电容器的主要构造。 2.理解电容的概念及其定义式。 选考层级 1.了解电容器充电和放电现象及能量转换。 2.会应用平行板电容器的电容公式分析有关问题。 第1课时 电容器的电容 (赋能课—精细培优科学思维) 一、电容器 1．基本构造：任何两个彼此绝缘又相距很近的导体，都可以看成一个电容器。 2．充电、放电：使电容器两个极板分别带上等量异种电荷，这个过程叫充电。使电容器两极板上的电荷中和，电容器不再带电，这个过程叫放电。 3．从能量的角度区分充电与放电：充电是从电源获得能量储存在电容器中，放电是把电容器中的能量转化为其他形式的能量。 4．电容器的电荷量：其中一个极板所带电荷量的绝对值。 二、电容　常用电容器 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。 2．定义式：C＝。 3．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。 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。 5．常用电容器 (1)固定电容器：聚苯乙烯电容器和电解电容器。 (2)可变电容器：通过改变两组铝片的正对面积来改变电容的电容器。,[微情境·大道理] 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，电容器极板间电压逐渐减小。(√) (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。 强化点(一)　电容器　电容 任务驱动　 (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？当把电容器两极板相接，使电容器放电，该过程中能量是如何转化的？ 提示：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中其他形式的能量。 (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：增大；不变。 [要点释解明] 1．C＝是电容的定义式，由此也可得出：C＝。 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．C＝与C＝的比较 项目 C＝ C＝ 公式 类别 定义式 决定式 适用 范围 所有电容器，Q∝U，即＝C不变，反映了电容器容纳电荷的本领 平行板电容器，C∝εr，C∝S，C∝，反映了平行板电容器电容大小的决定因素 联系 电容器容纳电荷的本领，即电容的大小可以由来量度，但决定因素是电容器本身，如平行板电容器的εr、S、d等因素 [题点全练清] 1．对于某一电容器，下列说法正确的是(　 ) A．电容器所带的电荷量越多，电容越大 B．电容器两极板间的电势差越大，电容越大 C．电容器所带的电荷量增加一倍，两极板间的电势差也增加一倍 D．电容器两极板间的电势差减小到原来的，它的电容也减小到原来的 解析：选C　电容的大小跟电容器两端的电势差以及电容器所带电荷量的多少无关，根据公式C＝可得电容器所带的电荷量增加一倍，两极板间的电势差也增加一倍，所以C正确，A、B、D错误。 2．(2023·兰州一中月考)(多选)有一只电容器的规格是“1.5 μF　9 V”，则该电容器(　 ) A．正常工作时所带电荷量不能超过1.5×10－5 C B．正常工作时所带电荷量不能超过1.35×10－5 C C．额定电压为9 V D．击穿电压为9 V 解析：选BC　9 V为电容器的额定电压(或工作电压)，且额定电压低于击穿电压，故C正确，D错误；正常工作时的带电荷量Q＝CU＝1.5×10－6×9 C＝1.35×10－5 C，故A错误，B正确。 3．(多选)下列关于电容的说法正确的是(　 ) A．电容是反映电容器容纳电荷本领的物理量 B．电容器A的电容比B的大，说明A的带电荷量比B的多 C．电容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 D．由公式C＝知，若电容器两极板间电压为10 V，极板带电荷量为2×10－5 C，则电容器的电容为5×105 F 解析：选AC　电容反映电容器