第10章 第4节 第1课时 电容器的电容（Word练习）-【新课程学案】2025-2026学年高中物理必修第三册（人教版）

第4节　电容器的电容 课标要求 层级达标 1.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。 2.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　　　　又相距很近的导体,都可以看成一个电容器。  2.充电、放电:使电容器两极板分别带上等量异种电荷,这个过程叫　　　　。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　　　　。  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　　　　转化为其他形式的能量。  4.电容器的电荷量:其中　　　　极板所带电荷量的绝对值。  [质疑辨析] 　　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。 (　　) 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　　　。  2.定义式:C=　　　　。  3.单位:在国际单位制中,电容的单位是　　　,简称　　　　,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　　　电压。  (2)额定电压:电容器外壳上标的　　　　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。 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? (2)当电容器所带电荷量增加时,电容器两极板间的电势差如何变化?所带电荷量Q和板间电势差U的比值是否发生变化? [要点释解明] 1.C=是电容的定义式,由此也可得出C=。 2.电容器的电容取决于电容器本身,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的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.(2025·江苏镇江期末)下列可以组成电容器的是 (　　) 2.(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 3.(2025·贵州贵阳月考)某同学观察某电容器充电过程,其电荷量Q、电压U之间的相互关系如图所示,由图可知 (　　) A.电容器所带电荷量越多,其电容越大 B.将电容器两极板的电荷量减少,电容器的电容将减小 C.随着电容器所带电荷量的增加,电容器两极板间的电压也增大 D.电容器的电容大小是由两极板间的电压和其所带电荷量决定的 4.有一充电的平行板电容器,两极板间的电压为U=2 V,现使它的电荷量增加ΔQ=5×10-6 C,于是电容器两极板间的电压升高为6 V。求: (1)电容器的电容; (2)电容器原来所带的电荷量。 强化点(二)　平行板电容器的动态分析 [要点释解明] 1.平行板电容器动态变化问题的分析方法 (1)抓住不变量,分析变化量。 (2)分析时依据三个公式:①电容定义式C=;②匀强电场的场强公式E=;③平行板电容器的电容的决定式C=。 2.平行板电容器的两类典型问题对比 分类 始终与电源连接 充电后与电源断开 不变量 U不变 Q不变 自变量 以d为例 以S为例 因变量 E=,d变大,E变小;d变小,E变大 E=,S变大,E变小;S变小,E变大 Q=U,d变大,Q变小;d变小,Q变大 U=Q,S变大,U变小;S变小,U变大 　　[典例]　工厂在生产纺织品、纸张等绝缘材料时为了实时监控其厚度,通常要在生产流水线上设置如图所示传感器。其中A、B为平行板电容器的上、下两个极板,位置均固定,且分别接在恒压直流电源的两极上。当流水线上通过的产品厚度增大时,下列说法正确的是 (　　) A.平行板电容器的电容减小 B.A、B两极板间的电场强度增大 C.A、B两极板上的电荷量减小 D.有电流从b向a流过灵敏电流计 [思维建模] 解决电容器动态分析问题的步骤 (1)确定不变量。电容器与电源相连时,电压U不变;电容器充电后与电源断开时,所带电荷量Q不变。 (2)根据决定式C=和S、εr、d的变化分析平行板电容器电容的变化。 (3)根据定义式C=分析电容器所带电荷量Q或两极板间电压U的变化。 (4)用E=或E∝分析电容器两极板间场强的变化,根据电容器所带电荷量Q的变化分析回路中的电流方向。 [题点全练清] 　　　　　　　　　　　　　　　　 1.(2025·北京顺义检测)电容式话筒含有电容式传感器,其结构如图所示,导电振动膜片与固定电极构成一个电容器,当振动膜片在声压的作用下振动时,电容发生变化,电路中电流随之变化,这样声信号就转变为电信号。关于声压引起电容发生变化的原因,下列说法正确的是 (　　) A.两极板间的距离变化 B.两极板的正对面积变化 C.两极板间的介质变化 D.两极板间的电压变化 2.(2024·浙江6月选考)图示是“研究电容器两极板间距对电容大小的影响”实验,保持电荷量不变,当极板间距增大时,静电计指针张角增大,则 (　　) A.极板间电势差减小 B.电容器的电容增大 C.极板间电场强度增大 D.电容器储存能量增大 第4节　电容器的电容 第1课时　电容器的电容 课前预知教材 一、1.绝缘　2.充电　放电　3.能量　4.一个 [质疑辨析] (1)√　(2)√　(3)√　(4)× 二、1.比　2.　3.法拉　法　F　4.(1)极限　(2)工作 课堂精析重难 强化点(一) 　 [任务驱动]　(1)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)提示:增大;不变。 [题点全练清] 1.选C　两个相距很近、彼此绝缘的导体组成电容器。故选C。 2.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;正常工作时所带电荷量Q=CU=1.5×10-6×9 C=1.35×10-5 C,故A错误,B正确。 3.选C　电容器的电容只由电容器自身决定,与电容器所带电荷量和两极板间的电压均无关,故A、B、D错误;根据电容的定义式C=,可得U=,可知随着电容器所带电荷量的增加,电容器两极板间的电压也增大,故C正确。 4.解析:(1)电容器两极板间电压的变化量为ΔU=(6-2)V=4 V,由C=,得C= F=1.25×10-6 F。 (2)电容器原来所带的电荷量Q=CU=1.25×10-6×2 C=2.5×10-6 C。 答案:(1)1.25×10-6 F　(2)2.5×10-6 C 强化点(二) 　 [典例]　选D　产品厚度增大时,电容器的电容C=增大,故A错误;两极板间电压不变,两极板间距d不变,电场强度E=保持不变,故B错误;根据Q=CU,两极板上的电荷量增大,电容器将充电,即有电流从b向a流过灵敏电流计,故C错误,D正确。 [题点全练清] 1.选A　当振动膜片在声压的作用下振动时,电容器两极板间的距离d变化,由C=可知电容发生变化。故选A。 2.选D　根据C=,可得当极板间距增大时,电容器的电容减小,由于电容器的带电荷量不变,根据Q=CU可得,极板间电势差增大,故A、B错误;根据E=,得E=,故极板间电场强度不变,故C错误;移动极板的过程中要克服电场力做功,故电容器储存能量增大,故D正确。 1 / 6 学科网（北京）股份有限公司 $