高中物理第2章电势能与电势差第4节电容器电容教学案鲁科版.doc

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1、第4节电容器__电容1.电路中具有储存电荷功能的装置叫电容器,两块彼此绝缘的平行金属板组成一类最简单的电容器,叫平行板电容器。2.电容是反映电容器容纳电荷本领的物理量,数量上等于电容器电量与两端电压的比值,即C=。C与Q、U无关。平行板电容器电容的决定式C=。3.电容器和电源相连,极板电压不变;电容器和电源断开,极板电荷量不变。一、电容器1.组成两个彼此绝缘又相隔很近的导体,组成一个电容器。2.充、放电过程过程内容  充电过程放电过程过程示意电荷运动正电荷向A板移动,负电荷向B板移动正电荷由A板移向B板(或负电荷由B板移向A板)电流方向流向正极板流出正极板联系两个过程

2、互逆,电容器的电量、场强、能量变化趋势相反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的比值叫做电容器的电容。(2)公式:C=(或C=)。23(3)物理意义:描述电容器容纳电荷本领大小的物理量,在数值上等于使电容器两极板间的电势差为1V所需要带的电荷量。(4)电容的单位是法拉,简称法,符号是F。1F=106μF=1012pF。(5)电场能:电容器充电过程中由电源获得的能量储存在电场中,称为电场能。二、平行板电容器的电容1.决定电容的因素:平行板电容器的电容C与正对面积S成正比,与极板间的距离d成反比,与极板之间电介质的介电常数ε成正比。2.决定式

3、:C=,真空中时:C=。三、常见电容器及其构造 电容器的应用1.电容器的分类(1)按电介质分: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)按电容是否可变分:可变电容器、固定电容器等。2.电容器的应用(1)用于照相机的电子闪光灯:先由电容器储存能量,释放能量时发生放电,从而导致电子闪光灯管内的气体发出耀眼的白光。(2)利用电容器测量水位:水位变化引起电容变化,从而可测出水位变化。(3)用于高能物理实验或工程中。(4)驻极体话筒。1.自主思考——判一判(1)电容的定义式C=,C与Q、U无关。(√)(2)电容器的一个极板带正电荷,另一极板

4、带等量负电荷,其带电荷量指的是一个极板上电荷量的多少。(√)(3)电容器在充电过程中,其他形式能转化为电场能,放电过程相反。(√)(4)平行板电容器的S、d变大时,其电容变大。(×)(5)C=中ε是相对介电常数,空气的相对介电常数为1。(√)2.合作探究——议一议(1)有些同学认为“电容越大,电容器所带的电荷量就越多,反之就越少”,这种观点正确吗?[提示] 这种观点是错误的,其原因是不能将电容器“能容纳电荷的多少”与“23实际所带电荷量的多少”区分开来。电容是表征电容器容纳电荷本领大小的物理量,电容越大说明其容纳电荷的本领越大,但不能说其所带的电荷量一定越多。(2)某

5、电容器上标有“1.5μF,9V”的字样,9V指什么电压?[提示] 额定电压。(3)生活中,经常用照相机进行拍照,遇到光线较暗的情况,常常要用照相机的闪光灯发出强烈的闪光,这需要通过电容器来实现。拍照前先对电容器充电,拍照时电容器瞬间放电发出耀眼的白光。照相机每次闪光前后,能量发生怎样的变化?[提示] 闪光前,电容器先充电,将其他形式的能(如化学能)转化为电场能储存起来;然后放电,将电场能转化为光能释放出来。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

6、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.QU图像是一条过原点的直线,如图241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时电容器上增加(或减小)的电荷量。图2411.用6V干电池对一个电容器充电,下列说法中正确的是(  )A.只要电路不断开,电容器的带电量就会不断增加B.接电源正极的极板带正电,接电源负极的极板带负电C.电容器两极板所带电荷量之和叫做电容器所带的电荷量D.充电后电容器两极板之间不存在电场解析:选

7、B 电容器所带电荷量Q=CU,23故A错;电容器带电量指的是一个极板所带电荷量,故C错;充电后两极板间认为是匀强电场,故D错。2.一个平行板电容器,使它每板电荷量从Q1=30×10-6C增加到Q2=36×10-6C时,两板间的电势差从U1=10V增加到U2,求:(1)这个电容器的电容多大?(2)U2为多少?(3)如要使两极板电势差从10V降为U2′=6V,则每板需减少多少电荷量?解析:(1)电容器的电容C==F=3×10-6F=3μF(2)因为电容器的电容不变,故U2==V=12V。(3)根据电容的定义,它等于每增加1V电势差所需增加的电荷量,即C=

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