第2章 第1节 电容器与电容 （word教参）-【新课程学案】新教材2023-2024学年高中物理必修第三册（粤教版2019）

　第二章　静电场的应用 第一节　电容器与电容 核心素养导学 物理观念 (1)知道电容器是储存电荷的电学元件，知道常见电容器的构造。 (2)了解电容器的电容是表示电容器容纳电荷本领的物理量。 (3)知道电容器的定义及电容大小的决定因素。 科学思维 知道平行板电容器的电容由哪些因素决定，会结合具体问题构建电容器动态分析模型。 科学探究 (1)能完成“观察电容器的充、放电现象”物理实验。 (2)利用控制变量法探究平行板电容器电容的决定因素。 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，培养科学严谨的态度、团结协作的精神，学会大胆质疑、勇于创新。 一、识别电容器　电容器的充放电 1．识别电容器 (1)电容器由两个互相靠近、彼此绝缘的导体组成，电容器的导体间可以填充绝缘物质。 (2)常见电容器：陶瓷电容器、薄膜电容器、铝电解电容器、钽电解电容器、微调电容器、调谐电容器。 2．电容器的充放电 (1)充电：使电容器的两极板带上等量异种电荷的过程。每一极板所带电量的绝对值称为电容器所带的电量。 (2)放电：使电容器两极板上的电荷中和的过程。电场能在放电过程中转换成其他形式的能量。 二、电容器的电容 1．定义：电容器所带的电量Q与电容器两极板间的电压U之比。 2．定义式：C＝。 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压为1_V时电容器所需要的电量。 三、决定电容的因素 1．由于平行板电容器的电容与多种因素有关，故可以采取控制变量法探究。 2．平行板电容器 (1)平行板电容器的电容C跟两极板的正对面积S成正比，与两极板间的距离d成反比，并与两极板间插入的电介质有关。 (2)公式：C＝。εr是一个常数，与电介质的性质有关。 (1)电容器的两极板总是带等量的异种电荷。 (2)电容器带的电荷量是指一个极板所带电荷量的绝对值。　　 1.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)电容器两极板间电压越大，容纳的电荷量越大，电容就越大。(×) (4)这种纸质电容器属于固定电容器。(√) 2．如图所示，柱形水容器中的水量V与水深H的比值表示的是水容器的哪个量？同一个水容器，比值是常量还是变量？不同的水容器，比值是否相同？比值越大，容器容纳水的本领是越大还是越小？对应电容器呢？ 提示：是水容器的底面积，是一个常量；不同的水容器不同；比值越大，容器容纳水的本领越大。对应电容器，两板正对面积越大，电容器容纳电荷的本领也越大。 新知学习(一)|电容器的充电和放电 [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) [典例体验] [典例]　电荷在导体中的定向移动形成了电流。物理学中用单位时间内流过导体的横截面的电荷量表示电流的强弱。若t时间内流过导体横截面的电荷量为Q，该过程中平均电流强度I的大小可表示为I＝。某同学用电流传感器观察电容器的放电过程。甲图为该实验电路图，其中电源电压保持为6 V。该同学先将开关接1为电容器充电，待电容器完全充满电再将开关接2，利用传感器记录电容器放电过程，得到该电容器放电过程的I-t图像如图乙。 (1)根据以上数据估算，电容器在整个放电过程中释放的电荷量为________C；(结果保留三位有效数字) (2)如果将电阻R换成阻值更大的电阻，则整个放电过程释放的电荷量将________；(填“增加”“减少”或“不变”) (3)该同学用相同实验装置测得另一电容器