1、,第1课时电容器的电容,第十章4电容器的电容,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. 3.了解电容器充电和放电现象及能量转换. 4.通过探究得出影响平行板电容器电容的因素，会应用平行板电容器的 电容公式分析有关问题.,学习目标,梳理教材夯实基础,探究重点提升素养,随堂演练逐点落实,梳理教材夯实基础,01,1.电容器：储存电荷和电能的装置.任何两个彼此 又相距很近的 ，都可以看成一个电容器. 2.电容器的充放电 (1)充电：把电容器的两极板分别与电池组的两极相连，两个极板分别带上等量的 电荷的过程，充电过程中，由电源获得的 储存在电容器中. (2)放电：用导线把
2、充电后的电容器的两极板接通，两极板上的电荷 的过程，放电过程中，电容器把储存的能量通过 转化为电路中其他形式的能量.,电容器,一,绝缘,导体,异种,能量,中和,电流做功,1.定义：电容器所带 与电容器两极板间的 的比值. 2.定义式： . 3.单位：电容的国际单位是 ，符号为 ，常用的单位还有 和 ，1 F F 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势差为 时电容器需要带的电荷量.,电容,二,电荷量Q,电势差U,法拉,微法,皮法,106,1012,1 V,F,5.击穿电压与额定电压 (1)击穿电压：电介质不被 时加在电容器两极板上的极限电
3、压，若电压超过这一限度，电容器就会损坏. (2)额定电压：电容器外壳上标的工作电压，也是电容器正常工作所能承受的最大电压，额定电压比击穿电压低.,击穿,1.结构：由两个平行且彼此绝缘的金属板构成. 2.电容的决定因素：电容C与两极板间电介质的相对介电常数r成 ，跟极板的正对面积S成 ，跟极板间的距离d成 . 3.电容的决定式：C ，r为电介质的相对介电常数，k为静电力常量.当两极板间是真空时，C .,平行板电容器,三,正比,正比,反比,1.分类：分为 电容器和 电容器两类. 2.固定电容器有： 电容器、 电容器等. 3.可变电容器由两组铝片组成，固定的一组叫 ，可动的一组叫 . 转动动片，两组
4、铝片的 发生变化，电容就随着变化.,常用电容器,四,固定,可变,聚苯乙烯,电解,定片,动片,正对面积,即学即用,1.判断下列说法的正误. (1)电容器的电容跟它的带电荷量成正比.() (2)对于确定的电容器，它所充的电荷量跟它两极板间电压的比值保持不变.() (3)将平行板电容器两极板的间距加大，电容将增大.() (4)将平行板电容器两极板平行错开，使正对面积减小，电容将减小.() (5)在平行板电容器极板间插入电介质，电容将增大.(),2.某平行板电容器充电后所带电荷量为Q2106 C，两极板间的电压U4 V，则该电容器的电容为 F，若只将该电容器的板间距离增大，电容器的电容将 ，若只将两极
5、板错开，使极板正对面积减小，电容器的电容将 .,5107,减小,减小,探究重点提升素养,02,电容器电容,一,导学探究 (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？当把电容器两极相接，使电容器放电，该过程中能量是如何转化的？,答案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的内能.,(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？,答案增大不变,知识深化 1.电容器的充电过程，电源提供的能量转化为电容器的电场能；电容器的放电过程，电容器的电场能转化为其他
6、形式的能. 2.电容器的充、放电过程中，电路中有充电、放电电流，电路稳定时，电路中没有电流.,4.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.,例1(2018湖南师大附中高二期末)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,解析电容器的电容由电容器本身决定，与所带电荷量和两极板间的电压无关，A、B、D错； 根据C ，对于某一电容器，它所带的电荷量与两极板间的电势差成正比，所以电
7、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，C对.,例2有一充电的电容器，两板间的电压为3 V，所带电荷量为4.5104 C，此电容器的电容是多少？将电容器的电压降为2 V，电容器的电容是多少？所带电荷量是多少？,答案1.5104 F1.5104 F3104 C,电容器电压降为2 V时，电容不变，仍为1.5104 F. 此时所带电荷量为QCU1.51042 C3104 C.,平行板电容器,二,导学探究 平行板电容器由两块平行放置的金属板组成.利用平行板电容器进行如下实验：,答案实验结论：S减小，电势差U增大，电容C减小.,图1,(1)如图1所示，保持Q和d不变，减小两极板的正对面积S
8、，观察电势差U(静电计指针偏角)的变化，依据C ，分析电容C的变化.,(2)如图2所示，保持Q和S不变，增大两极板间的距离d，观察电势差U(静电计指针偏角)的变化，依据C ，分析电容C的变化.,答案实验结论：d增大，电势差U增大，电容C减小.,图2,(3)如图3所示，保持Q、S、d不变，插入电介质，观察电势差U(静电计指针偏角)的变化，依据C ，分析电容C的变化.,答案实验结论：插入电介质，电势差U减小，电容C增大.,图3,知识深化,2.平行板电容器动态问题的分析方法 抓住不变量，分析变化量，紧抓三个公式：,3.平行板电容器的两类典型问题 (1)开关S保持闭合，两极板间的电势差U恒定，,(2)
9、充电后断开S，电荷量Q恒定，,例3(2019邵阳市高二检测)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4所示传感器，其中A、B为平行板电容器的上、下两个极板，上、下位置均固定，且分别接在恒压直流电源的两极，当流水线上通过的产品厚度增大时，下列说法正确的是 A.A、B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两极板上的电荷量变小 D.有电流从b向a流过灵敏电流计,图4,根据QCU可知，电容器将充电，则有电流从b向a流过灵敏电流计，故C错误，D正确.,例4(2018彭州中学高二月考)如图5所示，两块相互靠近彼此绝缘的平行金属板组成平
10、行板电容器，极板N与静电计金属球相连，极板M和静电计的外壳均接地，用静电计测量平行板电容器两极板间的电势差U.在两极板相距为d时，给电容器充电，静电计指针张开一定角度.在整个实验过程中，保持电容器所带的电荷量Q不变，下面的操作中将使静电计指针张角变大的是 A.仅将M板向下平移 B.仅将M板向右平移 C.仅在M、N之间插入云母板(相对介电常数大于1) D.仅在M、N之间插入金属板，且不和M、N接触,图5,仅将M板向右平移，板间距离减小，电容增大，而电容器 所带电荷量不变，板间电压减小，静电计指针张角变小，B错 误；仅在M、N之间插入云母板，相对介电常数增大，电容增大，而电容器所带电荷量不变，板间
11、电压减小，静电计指针张角变小，C错误； 仅在M、N之间插入金属板，相当于板间距离减小，电容增大，而电容器所带电荷量不变，板间电压减小，静电计指针张角变小，D错误.,知识拓展,静电计的使用 静电计是在验电器的基础上改造而成的，静电计由相互绝缘的两部分组成，静电计与电容器的两极板分别连接在一起，则电容器两极板间的电势差就等于静电计上所指示的电势差U，U的大小可从静电计的刻度读出，可见，静电计指针偏角的变化表征了电容器两极板间电势差的变化.,针对训练(多选)(2018郴州市高二期末)如图6所示，两块水平放置的平行正对的金属板a、b与电源E相连，在与两板等距离的M点有一个带电液滴恰处于静止状态.若将b
12、板向上平移一小段距离，但仍在M点下方，下列说法中正确的是 A.液滴仍将处于静止状态 B.M点电势升高 C.带电液滴在M点的电势能增大 D.在b板移动前后两种情况下，若将液滴从a板移到b板，电场力做功相同,图6,解析电容器与电源保持相连，电容器的板间电压不变，将b板向上平移一小段距离，根据E电场 分析得知板间电场强度增大，液滴所受的电场力增大，液滴将加速向上运动，故A错误； 由UEdaM知，M与a间的电势差增大，a点的电势为零， M点的电势小于零，则知M点的电势降低，故B错误； 由于液滴带负电，则带电液滴在M点的电势能增大，故C正确； 在b板移动前后两种情况下，若将液滴从a板移到b板，两极板间的
13、电势差不变，根据电场力做功公式WqU知，电场力做功相同，故D正确.,随堂演练逐点落实,03,1.(电容的理解)(多选)(2019北京市西城区高二期中)关于电容器的电容，下列说法中正确的是 A.根据C 可知，电容器的电容与其所带电荷量成正比，跟两极板间的电压 成反比 B.对于确定的电容器，其所带电荷量与两板间的电压成正比 C.无论电容器电压如何变化(小于击穿电压且不为零)，它所带的电荷量与电压 的比值都恒定不变 D.电容器所带电荷量增加2倍，则电容增大2倍,1,2,3,4,解析电容是电容器本身的性质，对于一个确定的电容器的电容是不变的，与所带的电荷量无关，故A、D错误； 根据QCU，对于确定的电
14、容器，其所带电荷量与两板间的电压成正比，B正确； 根据电容的定义式可知，电容器所带的电荷量与电压的比值是电容，C正确.,1,2,3,4,2.(电容的计算)一个已充电的电容器，若使它的电荷量减少3104 C，则其电压减小为原来的 ，则 A.电容器原来的带电荷量为9104 C B.电容器原来的带电荷量为4.5104 C C.电容器原来的电压为1 V D.电容器的电容变为原来的,1,2,3,4,因电容器的电容未知，所以无法求出电容器原来的电压，C错误. 电容是由电容器本身决定，跟电压和电荷量的变化无关，所以电容器的电容不变，D错误.,1,2,3,4,3.(电容器的动态分析)(多选)两块大小、形状完全
15、相同的金 属平板平行放置，构成一平行板电容器，与它相连接的电 路如图7所示，闭合开关S，电源即给电容器充电.则 A.保持S闭合，减小两极板间的距离，则两极板间电场的电场强度减小 B.保持S闭合，在两极板间插入一块介质，则极板上的电荷量增大 C.断开S，减小两极板间的距离，则两极板间的电势差减小 D.断开S，在两极板间插入一块介质，则两极板间的电势差增大,1,2,3,4,图7,解析保持S闭合，则两极板间电势差U不变，减小两极 板间的距离d时，根据电场强度公式E ，两极板间电 场的电场强度变大，A错误； 根据平行板电容器电容的定义式和决定式，可得 ，当在两极板间插入一块介质时，介电常数r变大，导致
16、电容C变大，而U不变，所以极板上的电荷量增大，B正确； 断开S时极板上的电荷量Q不变，减小两极板间的距离d时电容C变大，则电势差U减小，C正确； 断开S，如果在两极板间插入一块介质，则C变大，Q不变，则电势差U减小，D错误.,1,2,3,4,4.(电容器的动态分析)(多选)(2018启东中学高一下期末)如图8所示，一平行板电容器充电后与电源断开，正极板与静电计连接，负极板接地，两极板间有一个正试探电荷固定在P点，正极板保持不动，将负极板缓慢向右平移一小段距离，下列说法正确的是 A.静电计指针张角变小 B.静电计指针张角不变 C.正电荷在P点的电势能减小 D.正电荷在P点的电势能不变,图8,1,2,3,4,1,2,3,4,
