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

该高中物理课件聚焦“电容器的电容”核心内容，涵盖电容器构造、充放电现象、电容定义及平行板电容器动态分析，通过“质疑辨析”情境（开关接触电源判断充放电）衔接电路知识，搭建新旧知识学习支架。 其亮点在于以“科学思维”为核心，采用“任务驱动-要点释解-题点全练”结构，结合平行板电容器动态分析模型建构（两类问题对比表、思维建模步骤），如传感器监控厚度典例培养推理能力。助力学生深化物理观念（能量转化、电容决定因素），为教师提供分层教学资源（学考选考层级）与结构化教学流程。

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。 [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F。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。 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? 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 (　　) 解析：选C　两个相距很近、彼此绝缘的导体组成电容器。故选C。 2.(2025·常州月考)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 解析：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。 3.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。 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)　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 [解析]　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。 [答案]　D [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·建湖检测)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 解析：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.(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 解析：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。 学科网（北京）股份有限公司 $