1、第一章静 电 场目标定位 1.知道电容器的概念和平行板电容器的主要构造.2.理解电容的概念及其定义式和决定式.3.了解平行板电容器电容与哪些因素有关，并能用其讨论有关问题.4.了解静电的应用以及防止静电危害的办法.学案9 电容器和电容学案10 静电的应用及危害知识探究 自我检测 一、电容器 电容 知识探究 问题设计 照相机的闪光灯是通过电容供电的，拍照前先对电容器充电，拍照时电容器瞬间放电，闪光灯发出耀眼的白光.拍照前、后的充电过程和放电过程，能量发生怎样的变化？答案 拍照前的充电过程由电源获得的电能储存在电容器中；拍照后的放电过程，两极板间的电场能转化为其他形式的能量.要点提炼 1.电容器：
2、任意两个彼此又互相靠近的都可以看成一个电容器.2.电容器的充电和放电：(1)充电：把电容器的一个极板与电池组的正极相连，另一个极板与负极相连，两个极板就分别带上了等量的异种电荷，这个过程叫做充电.(2)放电：用导线把充电后的电容器的两极板接通，两极板上的电荷中和，电容器又不带电了，这个过程叫做放电.绝缘 导体 3.电容：(1)定义：电容器所带的电荷量Q与电容器两极板间的电势差U的比值.(2)公式C，其中Q指一个极板上带电荷量的绝对值.(3)单位：，符号是F,1 F1 C/V,1 F106 F1012 pF.(4)意义：电容是表示电容器储存电荷的特性的物理量.法拉 QU二、平行板电容器的电容 常
3、用电容器 问题设计(1)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：(1)如图1所示，保持Q和d不变，增大(或减小)两极板的正对面积S，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：S增大，电势差U减小，电容C增大.图1QU(2)如图2所示，保持Q和S不变，增大(或减小)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2QU(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
4、：插入电介质，电势差U减小，电容C增大.QU图2要点提炼 1.平行板电容器的电容：平行板电容器的电容与两平行极板正对面积S成，与电介质的相对介电常数r成，与极板间距离d成，其表达式为C，两板间为真空时相对介电常数r1，其他任何电介质的相对介电常数r都大于1.2.C 适用于电容器；C仅适用于电容器.正比 正比 反比rS4kd所有平行板rS4kdQU3.常见的电容器，从构造上看，可以分为和两类.4.加在电容器两极板上的电压不能超过某一限度，超过这个限度，电介质将被击穿，电容器损坏，这个极限电压称为电压.电容器外壳上标的是工作电压，或称电压，这个数值比击穿电压.固定电容器 击穿 额定可 变电容器 低
5、三、平行板电容器的动态分析 问题设计 1.如图4所示，平行板电容器充电后保持和电源相连，此时电容器两极板间的电压不变.(1)当两极板的正对面积S增大时，电容器的C、Q、E如何变化？答案根据 C rS4kd，S 增大时，C 增大.根据 CQU得QCU，所以 Q 增大，电场强度 EUd不变.图4(2)当两极板间距d增大时，电容器的C、Q、E如何变化？答案根据 C rS4kd，d 增大时，C 减小，由于 QCU，所以 Q 减小，电场强度 EUd减小.2.在图4中，电容器充电后和电源断开，此时电容器的带电荷量不变.(1)当两极板的正对面积增大时，电容器的C、U、E将如何变化？答案根据 C rS4kd，
6、S 增大时，C 增大，由于 UQC，所以 U 减小，电场强度 EUd减小.(2)当两极板间距d增大时，电容器的C、U、E将如何变化？答案根据 C rS4kd，d 增大时，C 减小，由于 UQC，所以 U 增大，电场强度 EUd QCdQrS4kdd4kQrS，所以 E 不变.要点提炼 1.分析方法：抓住不变量，分析变化量.其理论依据是：(1)电容器电容的定义式 C；(2)平行板电容器内部是匀强电场，E；(3)平行板电容器电容的决定式 C.QUUdrS4kd2.两种典型题型(1)电压不变时：若电容器始终与电源相连，这时电容器两极板间的是不变的，以此不变量出发可讨论其他量的变化情况.(2)电荷量不
7、变时：若电容器在充电后与电源断开，这时电容器两极板上的保持不变，在此基础上讨论其他量的变化.电压 电荷量 四、静电的应用及危害 问题设计 静电是自然界中普遍存在的物理现象.它既可以为人类所利用，造福人类，也会给人类造成麻烦，甚至危害.请阅读教材本节内容回答下列问题.(1)人类利用静电的例子有哪些？静电又给人类带来了哪些危害？答案 静电的应用：静电喷涂、静电除尘器、静电屏蔽、静电复印机、激光打印机等.静电的危害：雷鸣闪电造成人畜伤亡，静电火花引发的爆炸和火灾，静电放电导致电子设备的故障，以及工业中的一些静电危害等.(2)如何防止静电的危害？答案 防止静电危害的措施有：尽快导走多余电荷，避免静电积
8、累；调节空气的湿度；易燃易爆环境中保持良好的通风、消除静电火花的引爆条件.典例精析一、对电容的理解例1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？解析 由C=可求电容.CQU4.51043F1.5104 F.QU电容器电压降为2 V时，电容不变，仍为1.5104 F.此时电荷量为QCU1.51042 C3104 C.答案 1.5104 F 1.5104 F 3104 C二、平行板电容器的电容例2 对于水平放置的平行板电容器，下列说法正确的是()A.将两极板的间距加大，电容将增大 B.
9、将两极板平行错开，使正对面积减小，电容将减小 C.在下极板的内表面上放置一面积和极板相等、厚度小于极板间距的陶瓷板，电容将增大 D.在下极板的内表面上放置一面积和极板相等、厚度小于极板间距的铝板，电容将增大解析 影响平行板电容器电容大小的因素有：(1)随正对面积的增大而增大；(2)随两极板间距离的增大而减小；(3)在两极板间放入电介质，电容增大.据上面叙述可直接判断出B、C选项正确；对D选项，实际上是减小了两极板间的距离.所以本题正确选项应为B、C、D.答案 BCD三、平行板电容器的动态分析例3 如图5所示，用静电计可以测量已充电的平行板电容器两极板间的电势差U，现使B板带正电，则下列判断正确
10、的是()A.增大两极板之间的距离，静电计指针张角变大B.将A板稍微上移，静电计指针张角将变大C.若将玻璃板插入两板之间，则静电计指针张角变大D.若将A板拿走，则静电计指针张角变为零图5答案 AB解析电容器上所带电荷量一定，由公式 C rS4kd，当 d变大时，C 变小.再由 CQU得 U 变大；当 A 板上移时，正对面积 S 变小，C 也变小，U 变大；当插入玻璃板时，C变大，U 变小；当将 A 板拿走时，相当于使 d 变得更大，C 更小，故 U 应更大，故选 A、B.课堂要点小结 自我检测 1.(对电容器及电容的理解)电容器是一种常用的电子元件.对电容器认识正确的是()A.电容器的电容表示其
11、储存电荷的能力B.电容器的电容与它所带的电荷量成正比C.电容器的电容与它两极板间的电压成正比D.电容的常用单位有F和pF,1 F103 pF1 2 3 4解析 电容是表示电容器储存电荷本领大小的物理量.电容的大小是由电容器本身结构决定的，与两极板间电压及电容器所带电荷量无关.单位F与pF的换算关系为1 F106 pF.答案 A1 2 3 42.(对电容器及电容的理解)某电容器上标有“25 F 450 V”字样，下列对该电容器的说法中正确的是()A.要使该电容器两极板之间电压增加1 V，所需电荷量为2.5105 CB.要使该电容器带电荷量为1 C，两极板之间需加电压2.5105 VC.该电容器能
12、够容纳的电荷量最多为2.5105 CD.该电容器能够承受的最大电压为450 V1 2 3 4答案 A解析由电容器的定义式 CQU可得 CQU，所以 QCU2.51051 C2.5105 C，A 正确.若 Q1 C，则 UQC4104 V，B 错误.当电容器的电压为450 V时，电容器的电荷量QCU2.5105450 C1.125102 C，C错误.450 V是电容器的额定电压，低于击穿电压，D错误.1 2 3 43.(平行板电容器的动态分析)连接在电池两极上的平行板电容器，当两极板间的距离减小时()A.电容器的电容C变大B.电容器极板的带电荷量Q变大C.电容器两极板间的电势差U变大D.电容器两
13、极板间的电场强度E变大1 2 3 4答案 ABD根据电容定义式，CQU，QCU，U 不变，C 变大，平行板电容器两极板间的电场是匀强电场，EUd，U所以 Q 变大，选项 B 正确.不变，d 减小，所以 E 变大，选项 D 正确.1 2 3 4平行板电容器连接在电池两极上，两极板间的电压为定值，选项C错误.解析平行板电容器的电容C.当两极板间距离d减小时，电容C变大，选项A正确.rS4kd4.(平行板电容器的动态分析)如图6所示的实验装置中，极板A接地，平行板电容器的极板B与一个灵敏的静电计相接.将A极板向左移动，增大电容器两极板间的距离时，电容器所带的电荷量Q、电容C、两极间的电压U，电容器两极板间的场强E的变化情况是()图7C1 2 3 4