1.7 了解電容器 學(xué)案（粵教版選修3-1）

一、識(shí)別電容器
電容器：由兩個(gè)互相靠近、彼此絕緣的________組成，電容器的導(dǎo)體間可以填充__________．
答案　導(dǎo)體　絕緣物質(zhì)(電介質(zhì))[
二、電容器的充放電
1．充電：使電容器的兩個(gè)極板帶上________的過程．
2．放電：使電容器兩極板上的電荷________的過程．
3．電容器所帶的電荷量是指____________的絕對(duì)值．
4．電場(chǎng)能：指________具有的能量．
答案　1.等量異種電荷　2.中和　3.每一個(gè)極板所帶電荷量　4.電場(chǎng)
三、電容器的電容
1．定義：電容器所帶的________與它的兩極板間的________的比值，叫 做電容器的電容．
2．公式表達(dá)：C＝____________.
3．單位：在國際單位制中的單位是：________.如果電容器帶上1庫侖的電荷量時(shí)兩極板間的電勢(shì)差是1伏，這個(gè)電容器的電容就是________．符號(hào)：F,1 F＝1 C/ V.更小的單位還有________和________．換算關(guān)系：1 F＝________μF＝________pF.
4．物理意義：表示電容器________能力的物理量．
答案　1.電荷量　電勢(shì)差　2.QU　
3.法拉　1法拉　微法　皮法　106　1012　
4.儲(chǔ)存電荷
四、決定電容的因素
1． 平行板電 容器的電容跟兩極板的__________成正比，與兩極板間的______成反比，并跟板間插入的______有關(guān)．
2．表示一個(gè)電容器性能的主要指標(biāo)：一個(gè)是______，另一個(gè)是________．
3．耐壓值表示電容器正常使用時(shí)兩極板間所能承受的________．
答案　1.正對(duì)面積　距離　電介質(zhì)　
2.電容量　耐壓能力　
3.最大電壓

一、識(shí)別電容器、電容器的充放電
[問題情境]
電容器是一種常用的電學(xué)元，有廣泛的用途，照相機(jī)的閃光燈，在不到11 000 s的短暫時(shí)間內(nèi)發(fā)出強(qiáng)烈閃光，瞬時(shí)電流很大，各種電池都不能承受．在實(shí)際中，常常用電容器幫助閃光燈實(shí)現(xiàn)它的功能．它是怎樣幫助閃光燈完成它的功能的？
1．什么是電容器？一個(gè)簡單的電容器由哪幾部分構(gòu)成？
2．什么是電容器的充電和放電？
答案　1.電容器是一種常見的電學(xué)元．它由兩個(gè)彼此絕緣的導(dǎo)體和兩導(dǎo)體間的電介質(zhì)構(gòu)成．
2．使電容兩個(gè)極板分別帶上等量異種電荷的過程叫做充電；使兩極板上的電荷中和的過程叫做放電．
[要點(diǎn)提煉]
電容器所帶的電荷量是指__________________．
答案　每一極板所帶電荷量的絕對(duì)值．
二、電容器的電容
[問題延伸]
1．電容器能夠儲(chǔ)存電荷，那么它容納電荷的能力用什么物理量描述呢？
2．電容與場(chǎng)強(qiáng)的定義方法有什么共同之處？它是怎樣定義的？
答案　1.用“電容”這一物 理量描述．
2．都采用了比值定義法，電容是用電容器所帶的電荷量跟它的兩極板間的電勢(shì)差的比值定義的．
[要點(diǎn)提煉]
　電容器所帶的電荷量與電容器兩極板間的電勢(shì)差的________，叫做電容器的電容，用C表示，有C＝________，單位是________，簡稱________，符號(hào)是________ .
答案　比值　QU　法拉　法　F
三、決定電容器的因素
[問題情境]
水缸盛水的本領(lǐng)，由水缸本身決定，同樣道理，電容表征的是電容器容納電荷的本領(lǐng)，由電容器本身決定．那么電容與電容器本身的哪些因素有關(guān)呢？
1．靜電計(jì)和驗(yàn)電器的功能相同嗎？
2．在研究“影響電容器電容大小的因素”時(shí)用了什么方法？
3．通過本“觀察與思考”你得到了怎樣的結(jié)論？
4．描述一個(gè)電容器性能的指標(biāo)有哪些？什么是耐壓值？
答案　1.靜電計(jì)是用測(cè)電勢(shì)差的儀器，驗(yàn)電器是檢驗(yàn)電荷有無的儀器，功能不同．
2．因?yàn)橛卸鄠�(gè)因素影響，所以采用了控制變量法．
3．結(jié)論見[要點(diǎn)提煉]
4．有兩個(gè)，一個(gè)是電容量，另一個(gè)是耐壓能力．耐壓值是指電容器正常使用時(shí)兩個(gè)電極間所能承受的最大電壓．
[要點(diǎn)提煉]
平行板電容器的電容與兩極板的______成正比，與兩極板的________成反比，并跟板間插入的________有關(guān)．
答案　正對(duì)面積　距離　電介質(zhì)

例1　下列關(guān)于電容的說法正確的是(　　)
A．電容器簡稱電容
B．電容器A的電容比B的大，說明A所帶的電荷量比B多
C．電容在數(shù)值上等于使兩極板間的電勢(shì)差為1 V時(shí)電容器所帶的電荷量
D．由公式C＝QU知，電容器的電容與 電容器兩極板間的電壓成反比，與電容器所帶的電荷量成正比
解析　電容器和電容是兩個(gè)不同的概念，A選項(xiàng)錯(cuò)；由C＝QU得Q＝CU，可見電容器的電荷量與C和U兩個(gè)物量有關(guān)，所以C大，Q不一定大，B選項(xiàng)錯(cuò)誤；電容C的大小與Q、U無關(guān)，公式C＝QU僅能說明Q與U的比值恒定，D選項(xiàng)錯(cuò)誤．
答案　C
總結(jié)　正確理解電容器、電容這兩個(gè)不同的物理概念是分析本題的前提和關(guān)鍵．
變式訓(xùn)練1　對(duì)于某個(gè)給定的平行板電容器，下列圖中能夠恰當(dāng)?shù)孛枋銎渌鶐щ姾闪縌、兩極板間電壓U、電容C之間相互關(guān)系的是(　　)


答案　BC
解析　因?yàn)殡娙萜鞯碾娙軨 與它所帶的電荷量Q、兩極板間的電壓U無關(guān)，只跟它本身的形狀、兩極板間距離、正對(duì)面積、兩極板間所充的電介質(zhì)有關(guān)，所以凡 是表示C隨U或Q變化而變化的圖線都是錯(cuò)誤的．對(duì)于給定的電容器，C＝QU是不變的，反映在Q－U圖象上是圖線的斜率不變，正確選項(xiàng)為B、C.
例2　如圖1所示，用靜電計(jì)可以測(cè)量已充電的平行板電容器兩極板之間的電勢(shì)差U，現(xiàn)使B板帶正電，則下列判斷正確的是(　　)

圖1
A．增大兩極板之間的距離，靜電計(jì)指針張角變大
B．將A板稍微上移，靜電計(jì)指針張角將變大
C．若將玻璃板插入兩板之間，則靜電計(jì)指針張角變大
D．若將A板拿走，則靜電計(jì)指針張角變?yōu)榱?br>解析　電容器上所帶電荷量一定，由C ∝1d知，當(dāng)d變 大時(shí)，C變�。�再由C＝QU得U變大；當(dāng)A板上移時(shí)，正對(duì)面積S變小，C也變小，U變大；當(dāng)插入玻璃板時(shí)，C變大，U變��；當(dāng)將A板拿走時(shí)，相當(dāng)于使d變得更大，C更小，故U應(yīng)更大，故選A、B.
答案　AB[
變式訓(xùn)練2　將例2中靜電計(jì)換為接在兩極板上的電：
(1)只 增大極板間距離，板間場(chǎng)強(qiáng)怎么變化？
(2)只減小正對(duì)面積S，電容器帶電荷量怎么變化？
答案　(1)減小　(2)減少
解析　兩極板與電相連，極板間的電壓U不變．
(1)由E＝Ud得，增大極板間距離，場(chǎng)強(qiáng)E減�。�
(2)由C∝S知，只減小極板正對(duì)面積S，電容C減小，再據(jù)Q＝CU可知，電容器帶電荷量減少．
【即學(xué)即練】
1．關(guān)于電容器的電容C、電壓U和所帶電荷量Q之間的關(guān)系，以下說法正確的是(　　)
A．C由U確定
B．C由Q確定
C．C一定時(shí)，Q與U成正比
D．C一定時(shí)，Q與U成反比
答案　C
解析　電容器的電容C由電容器本身決定，與電壓U和所帶電荷量Q無關(guān)，根據(jù)C＝QU可知，選項(xiàng)C正確．
2．對(duì)于水平放置的平行板電容器，下列說法正確的是(　　)
A．將兩極板的間距加大，電容將增大
B．將兩極板的間距加大， 極板所帶電荷量將增大
C．將兩極板平行錯(cuò)開，使正對(duì)面積減小，電容將減小
D．將兩極板平行錯(cuò)開，使正對(duì)面積減小，極板所帶電荷量將減小
答案　C
解析　由C∝1d知，當(dāng)d增大時(shí)，C將減��；當(dāng)兩極板平行錯(cuò)開時(shí)，S減小，故C將減�。挥蒕＝CU可知帶電荷量Q與C、U兩個(gè)量有關(guān)，知道C的情況不知U的情況不能確定Q的變化．
3．平行板電容器充電后不斷開 電，逐漸增大兩極板的正對(duì)面積，則下列說法正確的是(　　)[
A．電容器電容將逐漸增大
B．兩極板間的電場(chǎng)強(qiáng)度將逐漸增大
C．兩極板間電壓將保持不變
D．兩極板所帶的電荷量不變
答案　AC
解析　若電容器與電連接不斷開，則兩極板間電勢(shì)差恒定，兩極板間距離也不變，故場(chǎng)強(qiáng)大小也不變；而電容器電容隨著正對(duì)面積的增大而增大，極板所帶的電荷量隨著電容增大也增大．
4．有一充電的平行板電容器，兩板間電壓為3 V，使它的電荷量減少3×10－4C，于是電容器兩極板間的電壓降為原的13，此電容器的電容是多少？電容器原的帶電荷量是多少？
答案　150 μF　4.5×10－4C
解析　由C＝ΔQΔU＝3×10－4C3 V－3×13 V＝1.5×10－4F＝150 μF
由Q＝CU可知Q＝1.5×10－4×3 C＝4.5×10－4C.

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