重庆市万州区分水中学高中物理 第一章 第10讲 电容器的电容教学案 新人教版选修3-1.docVIP

PAGE  重庆市万州区分水中学高中物理 第一章 第10讲 电容器的电容教学案 新人教版选修3-1 [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式，并能用其讨论有关问题． 一、电容器 1．电容器：两个相互靠近又彼此绝缘的导体组成一个电容器． 2．电容器的充电和放电 (1)充电：把电容器的一个极板与电池组的正极相连，另一个极板与负极相连，使电容器两极板带上等量异种电荷的过程叫做充电．如图1101甲所示．充电过程中由电源获得的电能储存在电容器中． (2)放电：用导线把充电后的电容器的两极板接通，两极板上的电荷中和，电容器又不带电了，这个过程叫做放电．如图1－10－1乙所示．放电过程电场能转化为其他形式的能． 想一想　电容器的带电荷量为两极板所带电荷量的绝对值之和吗？ 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． 二、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．定义式：C＝eq \f(Q,U). 3．单位是法拉，简称法，符号是F.常用单位还有微法(μF)和皮法(pF)，量值关系：1 F＝106 μF＝1012 pF. 想一想　能不能根据C＝eq \f(Q,U)就认为，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？ 答案　不能　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． 三、平行板电容器的电容 1．平行板电容器的结构：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：平行板电容器的电容与两平行极板正对面积S成正比，与电介质的相对介电常数εr成正比，与极板间距离d成反比． 3．表达式为C＝eq \f(εrS,4πkd).式中k为静电力常数． 四、常用电容器 1．分类：从构造上可分为固定电容器和可变电容器两类． 2．额定电压和击穿电压 (1)额定电压：电容器正常工作时所能承受的电压，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“1.5 μF,9 V”的字样，则该电容器的击穿电压为9 V，对吗？ 答案　不对，电容器外壳上标的是额定电压. 一、对电容的理解 1．对电容的理解 (1)电容由电容器本身的构造决定 电容器的电容是反映电容器容纳电荷本领的物理量，用比值C＝eq \f(Q,U)来定义，但电容的大小与Q、U无关．由公式C＝eq \f(εrS,4πkd)知，影响电容器电容大小的因素是电介质的相对介电常数εr、电容器极板的正对面积S和极板间的距离d. 图1102 (2)通过QU图象理解，如图1102所示，QU图象是一条过原点的直线，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＝eq \f(ΔQ,ΔU)，即电容的大小在数值上等于两极板间的电压增加(或减小)1 V所增加(或减小)的电荷量． 2．C＝eq \f(Q,U)与C＝eq \f(εrS,4πkd)的比较 C＝eq \f(Q,U)是电容的定义式，对某一电容器来说，Q∝U 但C＝eq \f(Q,U)不变，反映容纳电荷本领； C＝eq \f(εrS,4πkd)是电容器电容的决定式，C∝S，C∝eq \f(1,d)，反映了影响电容大小的因素． 例1　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1 V时电容器需要带的电荷量 D．由公式C＝eq \f(Q,U)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 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＝eq \f(Q,U)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＝eq \f(Q,U)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、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 此时，电容器的极板距离d、极板的正对面积S、电介质的相对介电常数εr的变化，将引起电容C的变化，从而引起电量Q和极板间的场强E的变化．常用的三个表