2018-2019学年高中物理沪科版选修3-1（课件+教师用书）第2章 2.4　电容器　电容 (2份打包)

2.4　电容器　电容 学 习 目 标 知 识 脉 络 1.知道电容器的概念，认识常见的电容器，学会通过实验感知电容器的充、放电现象． 2．理解电容器的电容概念及其定义，并能用来进行有关的计算．(重点) 3．掌握平行板电容器动态分析的问题．(重点、难点) [自 主 预 习·探 新 知] [知识梳理] 一、电容器和电容 1．电容器 (1)电容器：物理学中，把能储存电荷和电能的装置叫作电容器． (2)电容器的构造：任何两个彼此绝缘又相隔很近的导体，都可以看成是电容器． (3)电容器带电荷量：是指某一极板所带电荷量的绝对值． 2．电容器的充、放电 充电过程 放电过程 定义 使电容器带电的过程 中和掉电容器所带电荷的过程 方法 将电容器的两极板与电源的两极相连 用导线将电容器的两极板接通 场强变化 极板间的场强变大 极板间的场强变小 能量转化 电能转化为电场能 电场能转化为其他能 3．电容 (1)定义：电容器所带电荷量Q与电容器两极板间的电势差U的比值，叫作电容器的电容． (2)定义式：C＝. (3)单位：法拉(F)，1 F＝106 μF＝1012 pF. 二、平行板电容器的电容 1．电容器的电容由电容器本身的构造因素决定，与电容器所带电荷量和两极板间的电势差无关． 2．平行板电容器的两板之间的正对面积S越大，电容C越大；板间距离d越大，电容C则越小；插入电介质后电容C增大． 3．平行板电容器的电容：C＝. [基础自测] 1．思考判断(正确的打“√”，错误的打“×”．) (1)电容器充电后，两极板分别带上等量的异种电荷＋Q和－Q，所以电容器的带电荷量为零．(×) (2)电容为C的电容器所带电荷量为Q，若电荷量增大为2Q，则电容变为2C.(×) (3)某电容器所带电荷量为Q时，电压为U，则带电荷量为2Q时，电压为2U.(√) (4)根据C＝，当电容器两端的电压增大时，电容减小．(×) (5)将电介质插入平行板电容器时，电容器的电容将变小．(×) (6)由两组铝片组成的可变电容器是通过改变正对面积来改变电容的．(√) 【提示】　 (1)×　电容器的电荷量为某一极板上所带电荷量的绝对值． (2)×　电容与电荷量无关． (4)×　电容与电压大小无关． (5)×　平行板电容器插入电介质，电容将变大． 2．下列关于电容器充电和放电的说法中，正确的是(　　) 【导学号：69682090】 A．电容器充电和放电时电流都由大变小 B．当电容器的电量最大时，电路中电流最大 C．当电容器两极板间的电压等于零时，电路中的电流最大 D．当电路中的电流最大的时候，电容器储存的电能最大 A　[充电过程，电路中电流为零时，说明自由移动的电荷“全部”聚集到了电容器上，电容器的两极板所带的电量最大，两极板间的电压最大，场强最大；电路中电流最大时，说明聚集到电容器的自由移动的电荷数为零，则电容器的两极板所带的电量为零，两极板间的电压为零，场强为零．放电过程，开始时两板间含电荷量最大，电压最高，场强最大，电流也最大，最后两极板间电量为零时，电压为零，电流也为零．所以电容器充电和放电时电流都由大变小，A正确，B、C错误；充电过程当电容器上电量最大时，电容器上储存的电能最大，电路中的电流为零，D错误．] 3．用控制变量法可以研究影响平行板电容器电容的因素(如图2­4­1所示)．设两极板正对面积为S，极板间的距离为d，静电计指针偏角为θ.实验中，极板所带电荷量不变，下列说法正确的是(　　) 【导学号：69682091】 图2­4­1 A．保持S不变，增大d，则θ变大 B．保持S不变，增大d，则θ变小 C．保持d不变，减小S，则θ变小 D．保持d不变，减小S，则θ不变 A　[由C＝知，U变大，夹角θ变大，A正确，B错误；d不变，减小S时，C变小，U变大，夹角θ变大，所以C、D错误．]知，当S不变，增大d时，C变小，又电荷量Q不变，再由U＝ 4.如图2­4­2所示为一只“极距变化型电容式传感器”的部分构件示意图．当动极板和定极板之间的距离d变化时，电容C便发生变化，通过测量电容C的变化就可知道两极板之间距离d的变化情况．在下列图中能正确反映C与d之间变化规律的图像是(　　) 图2­4­2 A　[由电容器的电容决定式C＝可知，C与d成反比，能正确反映C与d之间变化规律的图像是A.] [合 作 探 究·攻 重 难] 电容的理解 1．电容由电容器本身的构造决定 电容器的电容是反映电容器容纳电荷本领的物理量，用比值C＝来定义，但它却是由电容器自身的构造决定的，与所带电荷量Q和所加电压U无关．即使电容器不带电，其电容仍然存在，并且是一个确定的值． 2．通过Q­U图像来理解C＝. 图2­4­3 如图2­4­3所示，在Q­U图像中，电容是一条过