2019-2020年高中物理 2.4電容器 電容導(dǎo)學(xué)案 滬科版選修3-1學(xué)習(xí)目標(biāo)1知識目標(biāo) 知道什么是電容器以及常用的電容器。 理解電容器的電容概念及其定義，并能用來進行有關(guān)的計算。 知道公式及其含義，知道平行板電容器的電容與哪些因素有關(guān)。 會對平行板電容器問題的動態(tài)分析。 2能力目標(biāo) 知道利用比值法定義物理量。 學(xué)會在實驗中用控制變量法的實驗方法，提高學(xué)生綜合運用知識的能力。3情感目標(biāo)結(jié)合實際，激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)物理的興趣。學(xué)習(xí)重點電容的概念。學(xué)習(xí)難點電容的定義和引入。 對平行板電容器的動態(tài)分析。自主學(xué)習(xí)1兩個相距很近的平行金屬板中間夾上一層絕緣物質(zhì)，就組成一個最簡單的電容器，叫做_實際上，任何兩個_ 又_ 的導(dǎo)體，都可以看成一個電容器2電容器_與電容器_的比值，叫做電容器的電容表達式C_，國際單位制中單位_，簡稱_ ，符號_常用較小單位 lF_F，l pF_F電容是表示電容器_ _ 的物理量3平行板電容器極板正對面積為S，極板間距為d，當(dāng)兩極板間是真空時，電容C _，當(dāng)兩極板間充滿相對介電常數(shù)為r，的電介質(zhì)時，電容C _4常用電容器從構(gòu)造上看，可分為_和_ 兩類常用的固定電容器有_和_ 同步導(dǎo)學(xué)例1：有一充電的平行板電容器，兩板間電壓為3 V，使它的電荷量減少3l0-4C，于是電容器兩極板間的電壓降低1/3，此電容器的電容量 F，電容器原來的帶電荷量是 C，若把電容器極板上的電荷量全部放掉，電容器的電容量是 F解析：電容器兩極板間電勢差的變化量為，由有設(shè)電容器原來帶電荷量為Q，則QCU1.510-434.510-4C.電容器的電容是由電容器本身因素決定的，與是否帶電、帶多少電荷量無關(guān)，所以電容器放掉全部電荷后，電容仍然是150F例2：當(dāng)一個電容器所帶電荷量為Q時，兩極板間的電勢差為U，如果所帶電荷量增大為2Q，則 ( ) A電容器的電容增大為原來的2倍，兩極板間電勢差保持不變B電容器的電容減小為原來的12倍，兩極板間電勢差保持不變 C電容器的電容保持不變，兩極板間電勢差增大為原來的2倍D電容器的電容保持不變，兩極板間電勢差減少為原來的12倍解析：本題考查對電容器電容定義式的理解，應(yīng)明確：對某一電容器而言，其電容的大小，決定于它的結(jié)構(gòu)，與其所帶的電荷量及兩極板間的電勢差無關(guān)由于電容器的內(nèi)部結(jié)構(gòu)不變，故其電容也不變由電容的定義式CQ/U可知，當(dāng)所帶的電荷量增大為2Q時，兩極板間的電壓也相應(yīng)增大為2U，故本題應(yīng)選C點評：電容器的電容是用比值法定義的，本章中學(xué)過的用比值法定義的物理量還有：電場強度、電勢差，以前學(xué)過的用比值法定義的物理量有：壓強、密度等從中了解在物理學(xué)中是怎樣來表征事物的某一特性或?qū)傩缘睦? (xx年全國高考試題) 對于水平放置的平行板電容器，下列說法正確的是( )A將兩極板的間距加大，電容將增大B將兩極扳平行錯開，使正對面積減小，電容將減小C在下板的內(nèi)表面上放置一面積和極板相等、厚度小于極板間距的陶瓷板，電容將增大D在下板的內(nèi)表面上放置一面積和極板相等、厚度小于極板間距的鋁板，電容將增大解析：根據(jù)，影響平行板電容器的電容大小的因素有：正對面積增大，電容增大；兩板間距增大，電容減??；兩板間放入電介質(zhì)，電容增大；兩板間放入金屬板，相當(dāng)于減小平行板的間距，電容增大所以選項B、C、D正確點評： 這是一道關(guān)于電容器的電容的基本題，電容器的電容是由本身的結(jié)構(gòu)來決定的空氣的介電常數(shù)接近于1，其它各種絕緣體的介電常數(shù)都大于1，所以空氣電容中插入任何絕緣體，其電容都增大例4連接在電池兩極上的平行板電容器，當(dāng)兩極板間的距離減小時，則（ ）A電容器的電容C變大B電容器極板的帶電荷量Q變大C電容器兩極板間的電勢差U變大D電容器兩極板間的電場強度E變大解析：這是一道考查對電容器的有關(guān)物理量理解的問題平行板電容器的電容，當(dāng)兩極板間的距離d減小時，C增大，由于兩極板連接在電池兩極上，則兩極板間的電勢差U保持不變，電容器所帶電荷量變大，兩極板間的電場強度變大選項A、B、D正確Km例5 如圖所示，兩板間距為d的平行板電容器與一電源連接，開關(guān)S閉合，電容器兩板間的一質(zhì)量為m，帶電荷量為q的微粒靜止不動，下列各敘述中正確的是 （ ）A微粒帶的是正電B電源電動勢的大小等于C斷開開關(guān)S，微粒將向下做加速運動D保持開關(guān)S閉合，把電容器兩極板距離增大，將向下做加速運動解析： 粒子受重力和向上電場力作用而靜止，兩板間的電場方向向下，所以粒子帶負(fù)電；由于粒子處于平衡狀態(tài)時有，電源電動勢；斷開開關(guān)S，電容器的帶電荷量不變，根據(jù)，極板間電場沒有改變，微粒仍將靜止不動；保持開關(guān)閉合，電容器兩極板間電壓不變，兩極板的距離增大，根據(jù)得極板間電場的電場強度變小，微粒將向下做加速運動所以選項B、D正確例6(1997年上海市高考試題) 如圖所示，A、B為平行金屬板，兩板相距為d，分別與電源兩極相連，兩板的中央各有一小孔M和N，今有一帶電質(zhì)點，自A板上方相距為d的P點由靜止自由下落(P、M、N在同一豎直線上)，空氣阻力忽略不計，到達N孔時速度恰好為零，然后沿原路返回，若保持兩極板間的電壓不變，則 （ ）ddPMNBAA把A板向上平移一小段距離，質(zhì)點自P點自由下落后仍能返回B把A板向下平移一小段距離，質(zhì)點自P點自由下落后將穿過N孔繼續(xù)下落C把B板向上平移一小段距離，質(zhì)點自P點自由下落后仍能返回D把B板向下平移一小段距離，質(zhì)點自P點自由下落后將穿過N孔繼續(xù)下落解析：平行金屬板與電源兩極相連，則兩極板間電勢差U保持不變帶電質(zhì)點由P運動到N的過程中，重力做功與電場力做相等若把A板向上平移一小段距離，質(zhì)點速度為零的位置仍為N孔，且能返回；若把A板向下平移一小段距離，質(zhì)點速度為零的位置仍為N孔，且能返回若把B板向上平移一小段距離，質(zhì)點速度為零的位置在N孔之上，且能返回；若把B板向下平移一小段距離，質(zhì)點到達N孔時將在一豎直向下的速度，即將穿過N孔繼續(xù)下落所以選項A、C、D正確同步檢測1下列關(guān)于電容器和電容的說法中，正確的是 ( )A根據(jù)C=QU可知，電容器的電容與其所帶電荷量成正比，跟兩板間的電壓成反比 B對于確定的電容器，其所帶的電荷量與兩板間的電壓(小于擊穿電壓且不為零)成正比 C無論電容器的電壓如何變化(小于擊穿電壓且不為零)，它所帶的電荷量與電壓比值恒定不變 D電容器的電容是表示電容器容納電荷本領(lǐng)的物理量，其大小與加在兩板上的電壓無關(guān)圖1752如圖175所示，在開關(guān)S閉合時，質(zhì)量為m的帶電液滴處于靜止?fàn)顟B(tài)，那么，下列判斷正確的是 ( )A開關(guān)S斷開，極板上電荷量將減小，電壓降低B開關(guān)S斷開，極板間距離減小，則極板上電荷量減小C開關(guān)S斷開極板間距離減小，則極板間的電壓減小D開關(guān)S斷開，極板間距離減小，則帶電液滴向下運動3如圖l76中，是描述電容C、帶電荷量Q、電勢差U之間的相互關(guān)系的圖線，對于給定的電容器，關(guān)系正確的是 ( )圖l764電容器A的電容比電容器B的電容大，這表明 ( )AA所帶的電荷量比B多BA比B有更大的容納電荷的本領(lǐng)CA的體積比B大D兩電容器的電壓都改變1 V時，A的電荷量改變比B的大圖l775如圖177所示，先接通S使電容器充電，然后斷開S當(dāng)增大兩極板間距離時，電容器所帶電荷量Q、電容C、兩板間電勢差U，電容器兩極板間場強E的變化情況是 ( )AQ變小，C不變，U不變，E變小BQ變小，C變小，U不變，E不變CQ不變，C變小，U變大，E不變DQ不變，C變小，U變小，E變小圖l786平行金屬板A、B組成的電容器，充電后與靜電計相連，如圖178，要使靜電計指針張角變大下列措施中可行的是 ( )AA板向上移動BB板向右移動CA、B之間插入電介質(zhì)D使兩板帶的電荷量減小7如圖179所示，A、B是平行板電容器的兩個極板，B板接地，A板帶有電荷量+Q，板間電場中有一固定點P，若將B板固定，A板下移一些；或者將A板固定，B板上移一些，在這兩種情況下，以下說法中正確的是 ( )圖l79AA板下移時，P點的電場強度不變，P點電勢不變BA板下移時，P點的電場強度不變，P點電勢升高CB板上移時，P點的電場強度不變，P點電勢降低DB板上移時，P點的電場強度減小，P點電勢降低8一個平行板電容器，當(dāng)其電荷量增加Q1.010-6C時，兩板間的電壓升高U10 V，則此電容器的電容C F若兩板間電壓為35 V，此時電容器的帶電荷量Q C.9平行板電容器兩板間距為4cm，帶電5.010-8C，板間電場強度為4.5104NC，則其電容C F，若保持其他條件不變而使兩板正對面積減為原來的1/4，則其電容變?yōu)?10如圖l710所示，平行放置的金屑板A、B組成一只平行板電容器，對以下兩種情況：圖l710(1)保持開關(guān)S閉合，使A板向右平移錯開一些；(2)S閉合后再斷開，然后使A板向上平移拉開些討論電容器兩扳間的電勢差U、電荷量Q、板間場強E的變化情況11如圖1711中下列幾種電路情況中有無電流?若有電流，電阻R上電流方向如何?圖l711合上開關(guān)S瞬間；合上S后又將電容器C的兩板距離增大 學(xué)后反思： 你對學(xué)案的意見： 課后作業(yè)：問題與練習(xí)1、2、3、42.4 電容器 電容 學(xué)案導(dǎo)學(xué)參考答案自主學(xué)習(xí)：1.平板電容器 、 彼此絕緣 、 相互靠近、 2.帶電荷量Q 、 兩板間電壓U 、 Q/U、 法拉 、 法、 F、10、10、容納電荷本領(lǐng) 3.固定電容、可變電容、電解質(zhì)電容同步檢測答案：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保持不變、Q變小、E不變 （2）Q不變、E不變、U增大 11.（1）從A經(jīng)R到B （2）由B經(jīng)R到A