1、 8电容器的电容 8电容器的电容 8电容器的电容 教学目标 教学目标1知道电容以及常用的电容器2理解电容的定义式 CQU，并会进行有关的计算3知道平行板电容器的电容与什么因素有关8电容器的电容 重点难点 【重点】电容的概念及决定电容大小的因素【难点】电容的概念，电容器的电荷量与电压的关系，电容器的充放电过程重点难点8电容器的电容 教学建议 教学建议本节课建议用科学的实验探究方法研究电容与哪些因素有关，并且实验用到了控制变量法，这些都有利于培养学生的科学品质，以及认真观察、勤于思考、团结协作的科学精神，较常规的讲授或灌输知识的方法效果要好得多，有利于提高学生实验技能但在实验中，若环境较潮湿，产生
2、静电的效果会不好，在实验中要注意并防止，以确保实验的成功.8电容器的电容 新课导入 新课导入【导入一】活动：用手机给全班拍照(使用闪光灯)设问：手机、照相机的闪光灯工作时，是用什么来直接供电的？(停顿)不是电池，而是一种电学元件电容器展示：各种各样电容器的图片、电脑的电路板(有电容器)引言：电容器在我们当今生活中随处可见，如电脑、电视机、收音机等几乎所有用电器中都有电容器可见，电容器是一种应用十分广泛的电学元件8电容器的电容 新课导入【导入二】创设情景，实例引入：图片展示电视、电脑等线路板；出示电容器示教板(上装各种电容器)提出课题：电容器到底是什么样的元件？它的作用、构造、原理是什么？本节课
3、就要研究这些问题.8电容器的电容 知识必备 知识必备 知识点一 电容器 1结构：两块_且又相距很近的导体即组成一个电容器 2带电荷量：电容器一个极板上_ 3充放电：使电容器两个极板带上正、负电荷，即两极板上分别带上等量异种电荷，此过程叫作_如果充电后的 电 容 器 两 极 板 用 导 线 接 通，两 极 板 上 的 电 荷 将 相 互_，电容器就不再带电，此过程叫作放电彼此绝缘 所带电荷量的绝对值 充电 中和 8电容器的电容 知识必备 知识点二 电容1定义：电容器所带电荷量 Q 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_4物理意义：电容器的
4、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，需要的电荷量越多，表示电容器的电容_电势差U 法拉 F F pF CQU1 V 越大 8电容器的电容 知识必备 知识点三 平行板电容器的电容1结构：在两个_的平行金属板中间夹上_，就组成了平行板电容器2电容大小：跟相对介电常数 r 成_，跟极板的正对面积 S 成_，跟极板间的距离 d 成_3决定式：_相距很近 一层绝缘物质 正比 正比 反比 C rS4kd8电容器的电容 学习互动 考点一 电容概念的理解 想一想 能盛放东西的物体称为容器，能容纳电荷的容器称为电容器那么，怎样描述电容器容纳电荷的本领呢
5、？物体容纳电荷的本领由哪些因素决定呢？学习互动8电容器的电容 学习互动 要点总结 CQU为比值定义法C 的大小与 Q、U 无关，只跟电容器本身有关，当 Q0 时，U0，而 C0.8电容器的电容 学习互动 例 1关于电容，下列说法正确的是()A电容器简称电容B电容器 A 的电容比 B 的大，说明 A 所带电荷量比 B多C电容在数值上等于使两极板间的电势差为 1 V 时电容器需要带的电荷量D由公式 CQU知，电容器的电容与电容器两极板间的电压成反比，与电容器所带的电荷量成正比8电容器的电容 学习互动 C 解析 电容器和电容是两个不同的概念，选项 A错误；电容器 A 的电容比 B 的大，只能说明电容
6、器 A 容纳电荷的本领比 B 强，与是否带电无关，选项 B 错误；电容器的电容大小和它所带的电荷量、两极板间的电压均无关，选项 D 错误8电容器的电容 学习互动 例 2(多选)图 1-8-1 是描述对给定的电容器充电时电荷量 Q、电压 U 和电容 C 之间相互关系的图像，其中正确的有()图 1-8-18电容器的电容 学习互动 BCD 解析 电容器的电容 C 与 Q、U 无关，选项 A 错误，选项 B、D 正确；由 QCU 知，Q 与 U 成正比，选项 C 正确 考点二 平行板电容器的两类动态变化想一想 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，电容器极板的带电荷量Q、电容器两极板
7、间的电势差U、电容器两极板间的电场强度E怎样变化？若充电后与电源断开，上述情况又怎样变化？8电容器的电容 学习互动 8电容器的电容 学习互动 要点总结 1电容器的两类基本问题(1)电容器与直流电源始终相接，则电容器两极板间的电势差 U 保持不变；(2)电容器与电源相接后又断开，则电容器所带的电荷量 Q 保持不变 2讨论电容器的物理依据(1)平行板电容器的电容 CrSd；(2)平行板电容器内部的匀强电场的场强 EUd；(3)电容器所带的电荷量 QCU.8电容器的电容 学习互动 3具体分析思路(1)开关 S 保持闭合，两极板间的电势差 U 恒定，QCUrSU4kdrSd，EUd1d.(2)充电后断
8、开 S，电荷量 Q 恒定，UQC4kdQrS drS，EUd4kQrS 1rS.8电容器的电容 学习互动 例 3(多选)平行板电容器充电后与电源断开，负极板接地，在两极板间有一正电荷(电荷量很小)固定在 P 点，如图1-8-2 所示，以 E 表示两极板间的电场强度，U 表示两极板间的电势差，EP 表示正电荷在 P 点的电势能，若保持负极板不动，将正极板移到图中虚线所示的位置，则()图 1-8-2AU 变小，E 不变BE 变小，EP 变大CU 变小，EP 不变DU 不变，EP 不变8电容器的电容 学习互动 AC 解析 由题意可知，电容器所带的电荷量 Q 不变，由于极板间距离减小，故电容 C 增大
9、，由 UQC可知两极板间的电势差 U 减小，所以选项 D 错误；根据 C rS4kd、UQC和 EUd得 E4kr QS，由于4kr 为常数，而 Q 及 S 都不变，则 E 不变，所以选项 B 错误；E 不变，P 点与负极板间的距离不变，则 P 点的电势 P 不变，那么正电荷的电势能 EpqP 就不变，所以选项 A、C 正确8电容器的电容 学习互动 点评 当电容器所带的电荷量 Q 不变，而改变板间距离时，即 d 减小时，电容器的电容 C 将变大，电势差 UQC将减小，如果直接由 EUd判断电场强度 E 的变化，无法得出结果此时若再应用 C rS4kd，可得出 E4kr QS，由此式可以看出，在
10、电荷量 Q 一定时，E 不随 d 的变化而变化 8电容器的电容 学习互动 例 4(多选)如图 1-8-3 所示，平行板电容器经开关 S与电源连接，A 板下方 C 处有一带电荷量非常小的固定的点电荷当开关 S 闭合时，点电荷受到的静电力为 F，C点的电势为 C.现将电容器的 A 板向上稍微移动，使两板间的距离增大，则()图 1-8-3AF 变大 BF 变小CC 变小DC 不变8电容器的电容 学习互动 BC 解析 当开关 S 闭合时，电容器两端的电压 U一定，将电容器的 A 板向上稍微移动，板间距 d 增大，由EUd，电场强度 E 减小，则静电力 FEq 减小，选项 B正确；C 和 B 间的电势差
11、 UCBCBCECB 随 E 的减小而减小，选项 C 正确8电容器的电容 备用习题 备用习题1(多选)有一只电容器的规格是“1.5 F 9 V”，那么()A这只电容器上的电荷量不能超过 1.5105 CB这只电容器上的电荷量不能超过 1.35105 CC这只电容器的额定电压为 9 VD这只电容器的击穿电压为 9 V8电容器的电容 备用习题 解析 BC 电容器上所标的电压为电容器的额定电压(或工作电压)，故选项 C 正确；电容器正常工作时的带电荷量 QCU1.51069 C1.35105 C，选项 B 正确8电容器的电容 备用习题 2(多选)平行板电容器的电容()A与两极板间的距离成正比B与充满
12、极板间的电介质的相对介电常数成正比C与两极板的正对面积成正比D与两极板间的电势差成正比8电容器的电容 备用习题 解析 BC 平行板电容器的电容与两极板的正对面积成正比，与充满极板间的电介质的相对介电常数成正比，与两极板间的距离成反比，与其他因素无关选项 B、C 正确8电容器的电容 备用习题 3(多选)平行板电容器保持与直流电源两极连接，充电平衡后，两极板间的电压为 U，所带电荷量为 Q，两极板间的场强为 E，电容为 C，如果电容器充电平衡后与电源断开将两极板间距离减小，引起的变化情况是()AQ 变大BC 变大CE 不变DU 变小8电容器的电容 备用习题 解析 BCD 电容器与电源断开后电荷量
13、Q 保持不变减小两板间距离 d，由 C rS4kd知，电容 C 将变大由 CQU知，U 将变小板间场强 EUd QCd4kQrS 不变综上可知，选项B、C、D 正确8电容器的电容 备用习题 4用控制变量法可以研究影响平行板电容器电容的因素(如图所示)设两极板的正对面积为 S，极板间的距离为 d，静电计指针偏角为.实验中，极板所带的电荷量不变，则下列说法正确的是()A若保持 S 不变，增大 d，则 变大B若保持 S 不变，增大 d，则 变小C若保持 d 不变，减小 S，则 变小D若保持 d 不变，减小 S，则 不变8电容器的电容 备用习题 解析 A 静电计指针偏角体现电容器两板间电压的大小在做选
14、项中的操作时，电容器的电荷量 Q 保持不变，CQU rS4kd.当保持 S 不变，增大 d 时，C 减小，U 增大，偏角 增大，选项 A 正确，选项 B 错误；当保持 d 不变，减小 S 时，C 减小，U 增大，偏角 增大，选项 C、D 错误8电容器的电容 备用习题 5如图所示，一个带负电的小球悬挂在竖直放置的平行板电容器内部，接通 S 后，悬线与竖直方向的夹角为，则()AS 闭合，减小 A、B 板间的距离，则夹角 增大BS 闭合，减小 A、B 板间的距离，则夹角 减小CS 断开，使 B 板竖直向上移动，则夹角 减小DS 断开，增大 A、B 板间的距离，则夹角 增大8电容器的电容 备用习题 解
15、析 A S 闭合，两极板间的电压不变，若减小 A、B 板间的距离，则板间的场强 EUd增大，带电小球所受的电场力增大，夹角 增大，选项 A 正确，选项 B 错误；S 断开，极板上的电荷量 Q 不变，若 B 板向上移动，则板间的正对面积减小，由 C rS4kd知电容 C 减小，由 CQU知，板间电压 U 增大，所以板间场强增大，夹角 增大，选项 C 错误；若 S 断开，只改变 A、B 板间的距离，则板间场强 E 不变，夹角 不变，选项D 错误8电容器的电容 自我检测 自我检测1(电容的理解)当一个电容器所带电荷量为 Q 时，两极板间的电势差为 U，如果所带电荷量增大为 2Q，则()A电容器的电容
16、增大为原来的 2 倍，两极板间电势差保持不变B电容器的电容减小为原来的12，两极板间电势差保持不变C电容器的电容保持不变，两极板间电势差增大为原来的 2 倍D电容器的电容保持不变，两极板间电势差减小为原来的12C 解析 电容器的电容C与Q、U无关，由QCU知，Q与U成正比，选项C正确8电容器的电容 自我检测 8电容器的电容 自我检测 2(电容的决定式)有的计算机键盘的每一个键下面连一小块金属片，与该金属片隔有一定空气隙的是另一块小的固定金属片，这两片金属片组成一个小电容器，如图 1-8-4 所示该电容器的电容 C 可用公式 CSd 计算，公式中常量 91012 Fm1，S 表示金属片的正对面积
17、，d 表示两金属片间的距离当键按下时，此小电容器的电容发生变化，与之相连的电子线路就能检测出是哪个键被按下了，从而给出相应的信号设每个金属片的正对面积为 50 mm2，键未按下时两金属片的距离为 0.6 mm，如果电容变化 0.25 pF，电子线路恰能检测出必要的信号，则键至少需要被按下()8电容器的电容 自我检测 图 1-8-4A0.15 mmB0.25 mmC0.35 mmD0.45 mm8电容器的电容 自我检测 A 解析 先求得未按下时的电容 C10.75 pF，则C21.00 pF，再由C1C2d2d1得 CC2 dd1，得 d0.15 mm，则 A 正确8电容器的电容 自我检测 3(
18、电容的第二类动态问题)(多选)如图 1-8-5 所示，由两块相互靠近的平行金属板组成的平行板电容器的极板 A 与静电计相接，极板 B 接地用静电计测量平行板电容器两极板间的电势差 U，在两极板相距一定距离 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，保持电容器所带电荷量 Q 不变，下面操作能使静电计指针张角变小的是()图 1-8-5A将 B 板向下平移B将 B 板沿水平方向向左远离 A 板C在 A、B 间放入云母板(介电常数 r1)D在 A、B 间放入金属板，且不和 A、B 板接触 8电容器的电容 自我检测 CD 解析 电荷量 Q 不变，由 CQU、C rS4kd知，当两极板间的距离 d 增大时，电容 C 减小，两极板间的电势差 U 变大，静电计指针张角变大，选项 B 错误；把B 板向下平移，正对面积 S 减小，电容 C 减小，所以两极板间的电势差 U 增大，静电计指针张角变大，故选项A 错误；在 A、B 间放入云母板，r 增大，电容 C 变大，两极板间的电势差 U 减小，静电计指针张角变小，选项C 正确；在 A、B 间放入金属板，相当于 d 减小，电容 C变大，两极板间的电势差 U 减小，静电计指针张角变小，选项 D 正确