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《2017年高中物理第2章电势能与电势差第6讲电容器电容学案鲁科版选修3》由会员上传分享,免费在线阅读,更多相关内容在教育资源-天天文库。
1、第6讲 电容器 电容[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.掌握平行板电容器电容的决定因素,并能用其讨论有关问题.一、电容器1.电容器:电路中具有存储电荷功能的装置叫做电容器.2.电容器的充电和放电(1)充电:使电容器带电的过程叫做电容器的充电.(2)放电:放掉电容器中的电的过程叫做电容器的放电.3.电容: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,叫做电容器的电容.定义式:C=.用符号C表示,单位是法拉,简称法,符号是F.常用单位换算关系:1F=106μF=1012pF.想一想 1.电容器的带电
2、量为两极板所带电量的绝对值之和吗?答案 不是 电容器的带电荷量是指其中一个极板所带电荷量的绝对值.2.有同学认为C=,电容器的电容与电容器所带电荷量成正比,与电容器两极板间的电势差成反比,这种观点对吗?答案 不对 电容是电容器本身的一种属性,大小由电容器自身的构成情况决定,与电容器是否带电、带多少电荷量均无关.二、平行板电容器的电容1.结构:由两块彼此绝缘、互相靠近的平行金属板组成,是最简单的,也是最基本的电容器.2.电容的决定因素:平行板电容器的两极板间的正对面积S越大,电容C越大;板间距离d越大,电容C则越小;插入电介质后,电容C增大.(即C=,ε为电介质的相对介
3、电常数).三、常见电容器及其构造1.电容器的分类(1)按照导体极板间所用的电介质可分类:空气电容器、云母电容器、纸质电容器、陶瓷电容器、涤纶电容器、电解电容器等.(2)按电容器的电容是否可变分类:可变电容器和固定电容器等.2.额定电压和击穿电压(1)额定电压:电容器安全工作时电压的上限.它比击穿电压要低.(2)击穿电压:是电容器的极限电压,超过这个电压,电容器内的电介质将被击穿,电容器将被损坏.想一想 某电容器上标有“1.5μF,9V”的字样,则该电容器的击穿电压为9V,对吗?答案 不对,电容器外壳上标的是额定电压.四、电容器的应用利用电容器可以测量水位,驻极体话筒也
4、是利用电容器的原理制造的.一、对电容器电容的理解1.C=是电容的定义式,对某一电容器来说,Q∝U但C=不变,反映电容器容纳电荷的本领;C=是电容器电容的决定式,C∝S,C∝ε,C∝,说明了电介质的材料、极板的正对面积和极板间的距离是电容大小的决定因素.2.图象是一条过原点的直线,如图1所示,其中Q为一个极板上所带电荷量的绝对值,U为两板间的电势差,直线的斜率表示电容大小.因而电容器的电容也可以表示为C=,即电容的大小在数值上等于两极板间的电压增加(或减小)1V时是容器上增加(或减小)的电荷量.图1例1 一充电的电容器,两板间的电压为3V,所带电荷量为4.5×10-4C
5、,此电容器的电容是多少?将电容器的电压降为2V,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.C==F=1.5×10-4F.电容器电压降为2V时,电容不变,仍为1.5×10-4F.此时电荷量为Q′=CU′=1.5×10-4×2C=3×10-4C.答案 1.5×10-4F 1.5×10-4F 3×10-4C针对训练 下列关于电容的说法正确的是( )A.电容器简称电容B.电容器A的电容比B的大,说明A的带电荷量比B多C.电容在数值上等于使两极板间的电势差为1V时电容器需要带的电荷量D.由公式C=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
6、荷量成正比答案 C解析 电容器和电容是两个不同的概念,A错;电容器A的电容比B的大,只能说明电容器A容纳电荷的本领比B强,与是否带电无关,B错;电容器的电容大小和它所带的电荷量、两极板间的电压等均无关,D错.通过本题,我们对公式C=有了进一步的理解,电容器的电容只由电容器本身决定.借题发挥 C=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Q=0时,U=0,而C并不为零.二、关于平行板电容器的两类典型问题1.平行板电容器始终连接在电源两端:电势差U不变,当d、S、ε变化时,由C=∝可知C随d、S、ε的变化情况.再由Q=UC=U·确定Q变化情况,然后由E=可
7、知E随d的变化情况.2.平行板电容器充电后,切断与电源的连接:电荷量Q保持不变,当d、S、ε变化时,由C=可知C随d、S、ε的变化情况.再由U==确定U随d、S、ε的变化情况.然后由E===∝可知,随S、ε变化情况.例2 如图2所示,电路中A、B为两块竖直放置的金属板,C是一只静电计,开关S合上后,静电计指针张开一个角度,下述做法可使静电计指针张角增大的是( )图2A.使A、B两板靠近一些B.使A、B两板正对面积减小一些C.断开S后,使B板向右平移一些D.断开S后,使A、B正对面积减小一些答案 CD解析 静电计显示的是A、B两极板间的电压,指针张角
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