1、1.7 了解电容器【学习目标】1知识目标：（1）了解电容器概念及基本作用。（2）了解电容器的结构，了解常用电容器种类。（3）知道平行板电容器的电容跟哪些因素有关，有什么关系？2能力目标：了解类比法研究问题的科学研究方法，培养学生的实验观察能力和抽象思维能力。3德育目标：电容器两极带等量异种电荷，让学生体会物理学中的对称美。【学习重点】掌握电容器的概念、定义式及平行板电容器的电容。【知识要点】一、 识别电容器1认识电容器的外形，它有两个电极。任何两个彼此绝缘又相隔很近的导体都可以看成一个电容器。2电容器的作用：容纳电荷，同时也储存了能量。3电容器的带电量：电容器一个极板所带电量的绝对值。二、电容
2、器的充放电操作：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，两个极板上就分别带上了等量的异种电荷。这个过程叫做充电。现象：从灵敏电流计可以观察到短暂的充电电流。充电后,切断与电源的联系,两个极板间有电场存在,充电过程中由电源获得的电能贮存在电场中,称为电场能.操作：把充电后的电容器的两个极板接通,两极板上的电荷互相中和,电容器就不带电了,这个过程叫放电.充电带电量Q增加,板间电压U增加,板间场强E增加, 电能转化为电场能放电带电量Q减少,板间电压U减少,板间场强E减少,电场能转化为电能三、 电容器的电容定义：电容器所带电量与两极板间电势差的比值叫电容器的电容，用C表示。公式：单
3、位：国际制单位为法拉，简称法，符号为F。常用单位有微法（F）、皮法（pF）。1F = 10-6F，1 pF =10-12F物理意义：表征电容器容纳电荷本领的大小，由电容器本身的属性决定。四、 决定电容的因素结论：平行板电容器的电容与两极板的正对面积成正比，与两极板间的距离成反比，并跟两极板间插入的介质有关。五、 电容器的两个重要指标：电容值和工作电压（耐压）【典型例题】【例1】平行板电容器所带的电荷量为Q410-8C，电容器两板间的电压为U2V，则该电容器的电容为 ；如果将其放电，使其所带电荷量为原来的一半，则两板间的电压为 ，两板间电场强度变为原来的 倍，此时平行板电容器的电容为 。【解析】
4、由电容器电容的定义式得： 电容的大小取决于电容器本身的构造，与电容器的带电量无关，故所带电荷量为原来一半时，电容不变。而此时两极板间的电压为： 板间为匀强电场，由场强与电压关系可得：【答案】210-8C 、1V、1/2 、210-8C【例2】如图电路中，A、B为两块竖直放置的金属板，G是一只静电计，开关S合上时，静电计张开一个角度，下述情况中可使指针张角增大的是A、合上S，使A、B两板靠近一些B、合上S，使A、B正对面积错开一些C、断开S，使A、B间距增大一些D、断开S，使A、B正对面积错开一些【解析】图中静电计的金属杆接A板，外壳与B板均接地，静电计显示的是A、B两板间的电压，指针的张角越大
5、，表示两板间的电压越高。当闭合S时，A、B两板间的电压等于电源两端电压不变。故静电计的张角保持不变。当断开S时，A、B两板构成的电容器的带电量保持不变，如果板间的间距增大，或正对面积减小，由平板电容器电容的决定式可知，电容都将减小，再由可知，板间电压都将增大，即静电计的张角应当变大。【答案】C、D【例3】一平行板电容器充电后与电源断开，负极板接地。两板间有一个正电荷固定在P点，如图所示，以E表示两板间的场强，U表示电容器两板间的电压，W表示正电荷在P点的电势能，若保持负极板不动，将正极板向下移到图示的虚线位置则：（ ）A、U变小，E不变 B、E变小，W不变C、U变小，W不变 D、U不变，W不变
6、【解析】题意：一平行板电容器充电后与电源断开，负极板接地，说明电容器的带电量将保持不变，负极板为零电势。当正极板向下移到图示位置时，板间距变小，由E=可知板间的场强E不变，然而板间的电势差U=Ed，U变小；由于P与下板间的距离不变，所以P与下板间的电势不变，P点的电势不变，故在P点的正电荷的电势能不变，即W不变，【答案AC】【例4】 如图所示，平行板电容器与电池相连，当二极板间距离减小后，则二板间的电压U和电场强度E，电容器电容C及电量Q与原来相比 。AU不变，E不变，C不变，Q不变BU不变，E变小，C变小，Q变小CU不变，E变大，C变大，Q变大DU不变，E不变，C变大，Q变小解 因为平行板电
7、容器始终与电源相联，所以两板间电压不变。根Q=CU，U不变，C增大，所以所带电量增大。正确答案为C。如果将此题换一下，换成给电容器充电后，使其与电源分开，再将【规律总结】解决平行板动态变化问题的基本思路:（1）确定不变量.C与电源相连时,极板间电压不变; 电容器先充电后与电源脱离时,所带电荷量不变.（2）用决定式C=s/4kd分析平行板电容器电容的变化（3）用定义式C=Q/U分析电容器所带电荷量或极板间电压的变化（4）用E=U/d分析电容器极板间场强的变化.【当堂反馈】1、在如图1.314所示的实验装置中，平行板电容器的极板B与一灵敏的静电计相接，极板A接地，若极板A稍向上移动一点，由观察到的
8、静电计指针变化作出平行板电容器电容变小的结论的依据是（ ）A、两极板间的电压不变，极板上的电量变小B、两极板间的电压不变，极板上的电量变大C、极板上的电量几乎不变，两极板间的电压变小D、极板上的电量几乎不变，两极板间的电压变大 2、一平行板电容器，两板之间的距离d和两板面积S都可以调节，电容器两板与电池相连接，以Q表示电容器的电荷量，E表示两极间的电场强度，则（ ）A、当d增大、S不变时，Q减小，E减小B、当S增大、d不变时，Q增大，E增大C、当d减小、S增大时，Q增大、E增大D、当S增大、d减小时，Q不变、E不变 3、图中1.515所示是一个平行板电容器，其电容为C，带电量为Q，上极板带正电
9、，现将一个试探电荷q由两极板间的A点移动到B点，如图所示，A、B两点间的距离为s，连线AB与极板间的夹角为30，则电场力对试探电荷q所做的功等于（ ）A、 B、 C、 D、 4、如图1.35所示的电路中，电容器的N板接地，在其两板间的P点固定一个带负电的点电荷，求以下过程后，电容器的带电荷量Q、两极间的电压U、两极间的场强E，P点的电势、负电荷在P点的电势能EP各如何变化？（1）S接通后再将M板上移一小段距离。（2）S接通后再断开，再将N板上移一小段距离。【参考答案】1、选D 2、选A、C 3、选C4、解析：（1）S接通，M、N两极间电压就等于电池电动势，所以U不变，M板上移，板间距离d变大，
10、根据，C变小，由于Q=CU，所以Q变小；由于，所以随着d变大E变小；由于随着E变小，电势降低，所以Ep增加。（2）S接通后再断开，电容器的带电荷 量Q不变，N板上移，板间距离d变小，根据，C变大，由于，所以随着C变大，U变小；根据，可知E不变；由可知，随着变小，变小；因为将负电荷从N移到P，电场力的功随变小，所以增加【达标训练】1下列关于电容器和电容的说法中，正确的是 ( )A根据C=QU可知，电容器的电容与其所带电荷量成正比，跟两板间的电压成反比B对于确定的电容器，其所带的电荷量与两板间的电压(小于击穿电压且不为零)成正比C无论电容器的电压如何变化(小于击穿电压且不为零)，它所带的电荷量与电
11、压比值恒定不变 D电容器的电容是表示电容器容纳电荷本领的物理量，其大小与加在两板上的电压无关图1752如图175所示，在开关S闭合时，质量为m的带电液滴处于静止状态，那么，下列判断正确的是 ( )A开关S断开，极板上电荷量将减小，电压降低B开关S断开，极板间距离减小，则极板上电荷量减小C开关S断开极板间距离减小，则极板间的电压减小D开关S断开，极板间距离减小，则带电液滴向下运动3如图l76中，是描述电容C、带电荷量Q、电势差U之间的相互关系的图线，对于给定的电容器，关系正确的是 ( )图l764电容器A的电容比电容器B的电容大，这表明 ( )AA所带的电荷量比B多BA比B有更大的容纳电荷的本领
12、CA的体积比B大D两电容器的电压都改变1 V时，A的电荷量改变比B的大图l775如图177所示，先接通S使电容器充电，然后断开S当增大两极板间距离时，电容器所带电荷量Q、电容C、两板间电势差U，电容器两极板间场强E的变化情况( )AQ变小，C不变，U不变，E变小BQ变小，C变小，U不变，E不变CQ不变，C变小，U变大，E不变DQ不变，C变小，U变小，E变小图l786平行金属板A、B组成的电容器，充电后与静电计相连，如图178，要使静电计指针张角变大下列措施中可行的是 ( )AA板向上移动B B板向右移动CA、B之间插入电介质 D使两板带的电荷量减小7如图179所示，A、B是平行板电容器的两个极
13、板，B板接地，A板带有电荷量+Q，板间电场中有一固定点P，若将B板固定，A板下移一些；或者将A板固定，B板上移一些，在这两种情况下，以下说法中正图l79确的是( )AA板下移时，P点的电场强度不变，P点电势不变BA板下移时，P点的电场强度不变，P点电势升高CB板上移时，P点的电场强度不变，P点电势降低DB板上移时，P点的电场强度减小，P点电势降低8一个平行板电容器，当其电荷量增加Q1.010-6C时，两板间的电压升高U10 V，则此电容器的电容C F若两板间电压为35 V，此时电容器的带电荷量Q C.9平行板电容器两板间距为4cm，带电5.010-8C，板间电场强度为4.5104NC，则其电容
14、C F，若保持其他条件不变而使两板正对面积减为原来的1/4，则其电容变为 10如图l710所示，平行放置的金屑板A、B组成一只平行板电容器，对以下两种情况：图l710(1)保持开关S闭合，使A板向右平移错开一些；(2)S闭合后再断开，然后使A板向上平移拉开些讨论电容器两扳间的电势差U、电荷量Q、板间场强E的变化情况11如图1711中下列几种电路情况中有无电流?若有电流，电阻R上电流方向如何?图l711合上开关S瞬间；合上S后又将电容器C的两板距离增大【达标训练参考答案】1.BCD 2.C 3.AD 4.BD 5.C 6.AB 7.AC 8.1.010 3.510 9.28pF 7pF 10.(1)U保持不变、Q变小、E不变 （2）Q不变、E不变、U增大 11.（1）从A经R到B （2）由B经R到A【反思】收获疑问
