高中物理第一章静电场电容器的电容教学案新人教版选修3_1

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1、教学案10电容器的电容[问题设计]照相机的闪光灯是通过电容器供电的，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？[要点提炼]1．任何两个彼此又相距很近的，都可以看成一个电容器．2．定义式：C＝＝，对任何电容器都适用．Q为电容器的带电荷量，是其中一个极板上带电荷量的值．3．单位：法拉（F）1F=1C/V；1F=μF=pF[延伸思考]是否可以根据C＝，可认为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？[问题设计]平行板电容器由两块平

2、行放置的金属板组成．利用平行板电容器进行如下实验（如图1所示）：(1)保持Q和d不变，增大(或减少)两极板的正对面积S，观察电势差U(静电计的验电球与金属外壳之间的电势差越大，指针的偏角越大)的变化，依据C＝，分析电容C的变化．(2)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．(3)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．[要点提炼]1．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

3、数εr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εr＝，其他任何电介质的相对介电常数εr都大于1．2．C＝适用于电容器；C＝仅适用于电容器．[问题设计]1．如图2所示，电容器充电后保持和电源相连，此时电容器两极板间的不变．(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？(2)当两极板间距d增大时，电容器的C、Q、E如何变化？2．在图2中，电容器充电后和电源断开，此时电容器的带不变．(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？(2)当两极板间距d增大时，电容器的C、U、E将如

4、何变化？[要点提炼]1．三个基本公式：(1)定义式C＝(2)平行板决定式C＝(3)匀强电场E＝2．两种典型题型：(1)若电容器始终与电源相连，电容器两极板间的是不变的．(2)若电容器在充电后与电源断开，电容器两极板上的保持不变．1．按构造分：固定电容器，；半可变电容器。可变电容器通常是通过改变或改变极板间来改变电容的．2．按极板间使用的电介质分：空气电容器，塑料膜电容器，，陶瓷电容器等。3．电容器的重要参数①击穿电压：电容器两极间电压超过某一数值，电介质被击穿，电容器损坏，这个极限电压为电容器的击穿电压。电容器正常工作时的电压

5、应击穿电压。②额定电压：电容器长期工作时所能承受的电压，额定电压击穿电压。例1有一充电的电容器，两板间的电压为3V，所带电荷量为4.5×10－4C，(1)此电容器的电容是多少？若该电容器中有一个带电液滴恰好悬停，此液滴带什么电？(2)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？(3)在上述电容器电压变化过程中，有无电流通过电流表？若有，什么方向？通过电流表的电荷量是多少？(4)在降低电压时，电容器中悬停的液滴将会怎样运动？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

6、．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，电容将增大例3两块大小、形状完全相同的金属平板平行正对放置，构成一平行板电容器，与它相连接的电路如图6所示，接通开关S，电源即给电容器充电．则()A．保持S接通，减小两极板间的距离，则两极板间电场的强度减小B．保持S接通，在两极板间插入一块电介质，则极板上的电荷量增大C．断开S，减小两极板间的距离，则两极板间的电势差减小D．断开S，在两

7、极板间插入一块电介质，则两极板间的电势差增大学案10电容器的电容答案一、电容器电容[问题设计]拍照前，闭合S1，电源给电容器充电，充电完毕时，电流减为零，电容器电压最大（S1断开），电池化学能转化为电容器电势能。放电时，闭合S2，强电流通过闪光灯，放电完毕时，电流减为零，电势能转化为光和热等形式的能量。干电池提供不了闪光灯所需的强电流。[要点提炼]1．靠近；导体。2．绝对值。3．10-6；10-12。[延伸思考]电容的大小仅由电容器本身的性质决定，与极板所带的电荷量以及两极板间的电势差无关。二、平行板电容器的电容[问题设计](

8、1)S增大时，电势差计指针夹角减小，说明U减小了，则C变大。(2)d增大时，电势差计指针夹角增大，说明U变大了，则C变小(3)插入电介质时，电势差计指针夹角减小，说明U减小了，则C变小。[要点提炼]1．正比；正比；反比；1。2．任何电容器；平行板电容器。三、平行板电容器的动态