10.4电容器的电容 导学案-（2019）新人教版高中物理必修第三册.rar

4 电容器的电容 【学习目标学习目标】1. 观察常见电容器的构造，建构电容器模型。通过实验，观察电容器在充、放电过程中由流与电压的变 化，分析电荷量变化及能量转化情况。2. 经历实验探究电容器两极板间电势差与所带电荷量关系和用物理量之比定义电容的过程，理解电容概念。知道电容的单位。3. 了解电容器的类型、特性及作用。4. 了解影响平行板电容器电容大小的因素。【开启新探索开启新探索】电容器是一种重要的电学元件，在很多电路中都需要用到电容器。电容器在电路中有“容纳电荷”的能力，如同水容器有“容水”能力一样。那么，电容器有怎样的结构？怎样“容电”？【质疑提升质疑提升 1】电容器有怎样的结构？电容器如何充电、放电？电容器有怎样的结构？电容器如何充电、放电？1. 阅读教材，如何构成电容器？ 答：在两个的相距 的 中间夹上一层 物质（电介质） ，就构成一个最简单的电容器，称平行板电容器。这两个金属板叫做电容器的 。任何两个彼此 又相距 的导体，都可以构成电容器。电容器的符号： 2. 电容器接入电路之后可以进行充电、放电。结合课本，理解电容器的充电、放电过程。（1） 如图所示，当接在“1”电路结构，对电容器 。电容器的上极板带 电（正电、负电） 、下极板带 电，电容器的两端电压大小 。通过电流表的电流方向 （向左、向右） ，电流大小 。（2）在充电过程中，极板的带电量越来越多，在充电过程中，实现了 能量转化；（3）当接在“2”电路结构，电容器 ，通过电流表的电流方向 ，电流大小 ； （4）在放电过程中，极板的带电量越来越少，两极板间的电压会越来越 ；在放电过程中，实现了 能量转化；3.阅读课本，P39 拓展学习，了解用传感器观察电容器放电实验的原理。（1）观察 It 图，说明电容器放电电流的大小变化有怎样的规律？为什么会有这样的规律？（2）图 10.43 中竖立的狭长矩形面积的物理意义？（3）据 It 图估算电容器在全部放电过程中释放的电荷量：【质疑提升质疑提升 2】如何描如何描述述电容器容电能力？电容器容电能力？1. 电容器充电时，电容器两极板之间的电势差增大，电容器所带的电荷量也在增加，那么，电容器所带的电荷量与两极板间的电势差是否存在某种定量关系？通过实验我们寻找两者的定量关系。观察实验电路，说明如何获知电容器所带的电荷量大小？如何获知两极板间的电势差？ 答： 电容器所带的电荷量（一个极板带电荷量的绝对值）通过 获得，电势差通过 获得。2. 通过实验测量，两者间存在怎样的定量关系？答：一个电容器 与 之比是不变的。不同的电容器这个比值是不同的。而这个比值的意义： 。可见，电荷量 Q 与电势差 U 之比表征了电容器储存电荷的特性。类同于不同的水容器，升高相同的水位，所需的水量不同，所需的水量越大，容水能力越强。3. 什么是电容？为什么要引入电容的概念？电容的定义式、单位、决定因素是什么？ 答：（1）电容器所带的 与电容器两极板之间的 之比，叫做电容器的电容。用 表示。 （2）定义式： ，其量值的物理意义是 。（3） 国际单位制中，电容的单位是 ，简称 ，符号 。还有 和 两个常用单位，1F F pF。 （4）电容器的电容是 定义方式，与 Q、U 的大小 ，取决于 。【学以致用学以致用 1】1对于一个确定的电容器的电容正确的理解是( ) A电容与带电量成正比 B电容与电势差成反比C电容器带电量越大时，电容越大 D对确定的电容器,每板带电量增加,两板间电势差必增加2. 对于一给定的电容器，在如图所示中，描述电容 C、带电荷量 Q、电压 U 之间的相互关系的图线中正确的是() 【质疑提升质疑提升 3】1. 探究平行板电容器的电容有关因素，采用什么具体方法？平行板电容器的电容大小又可以怎样表示？【学以致用学以致用 2】1如图为研究平行板电容器电容的实验装置。电容器充电后与电源断开，电量Q不变，与电容器相 连的静电计用来测量电容器的 _。当极板间插入橡胶板时，电容器的电容将_（填“增大”、“减小”或“不变”，下同。），静电计指针偏角将_。当错开极板时，电容器的电容将_，静电计指针偏角将_。当增加极板间距时，电容器的电容将_，静电计指针偏角将_。2. 平行板电容器保持与直流电源两极连接，充电平衡后，两极板间的电压是 U， 充电荷量为 Q，两极板间场强为 E，电容为 C。充电平衡后，保持电键闭合，将两极板间距离减小，则( )A.C 变小 B.U 变小 C.E 不变 D.Q 变大3. （2）中，如充电平衡后，电容器与电源断开，将两板间距离减小，则( )A.Q 变大 B.C 变小C.E 不变 D.U 变大【素养提升专练素养提升专练】1关于电容器的充放电，下列说法中正确的是 ( )A充电过程中电源提供的电能全部转化为内能 B放电过程中电容器中的电场能逐渐增大C充放电过程中外电路有瞬间电流 D充放电过程中外电路有恒定电流2. 两个电容，两极板间的电势差之比为 2:3，带电量之比为 3:2，则C1/C2等于( )A. 2：3 B3：2 C4：9 D. 9：43. 如图所示，彼此绝缘的同轴金属圆管和圆柱分别带上等量的异种电荷 Q 后，两导体间的电势差为 U，若两导体分别带上+2Q 和-2Q 的电荷，则它们间的电势差为（）A2U B4UC8U D16U4. 一个电容器，带了电量 Q 后，两极板电势差为 U，若它带的电量减少 Q/2，则 ( )A电容为原来的 1/2，两极板电压不变 B电容为原来 2 倍，两极板电压不变C电容不变，两极板电压是原来的 1/2 D电容不变，两极板电压是原来的 2 倍5下列关于电容器的说法中，正确的是 ( ) A电容越大的电容器，带电荷量也一定越多 B电容器不带电时，其电容为零 C由 CQU 可知，C 不变时，只要 Q 不断增加，则 U 可无限制地增大 D电容器的电容跟它是否带电无关6 为研究影响平行板电容器电容的因素，实验中，使电容器的两个极板 A、B 分别带上等量异种电荷，并将 A 极板和静电计的外壳分别接地，保持极板所带电荷量不变，如图所示。下列判断正确的是（）A增大两极板之间的距离，静电计指针张角变小BA 板稍微上移，静电计指针张角变大C若将玻璃板插入两板之间，则静电计指针张角变大D若将 A 板向右移少许，则静电计指针张角不变7. 如图所示，电路闭合开关 S，用两极电压为 E 的直流电源对平行板可移动的电容器充电，要使电容器两极板间的电压大于 E，两极板间的电场强度保持不变，可采用（ ） A先将 S 断开，然后将电容器两极板间的距离拉大一些B先将两极板间的距离拉大，然后断开 SC先将两极板的正对面积减小一些，然后将 S 断开D先将 S 断开，然后将两极板的正对面积减小一些8. 如图所示，是一个由电池、电阻 R 与平行板电容器组成的串联电路。增大电容器两极板间距离时（ ）A电容器的电容增大B电阻 R 中没有电流C电阻 R 中有从 a 流向 b 的电流D电容器两极间的电场强度增大9如图所示，一平行板电容器两极板接在恒压直流电源上，充满电之后与电源端开。一带电油滴位于电容器中的 P 点且恰好处于平衡状态，若将 M 上移，则电容器（ ）A两极板间的电势差变大，极板间电场强度变大B油滴带正电C带电油滴将向上移动DP 点的电势不变10. 传感器是采集信息的重要器件。如图所示是一种测定压力的电容式传感器，A 为固定电极，B 为可动电极，组成一个电容大小可变的电容器.可动电极两端固定，当待测压力施加在可动电极上时，可动电极发生形变，从而改变了电容器的电容.现将此电容式传感器与零刻度在中央的灵敏电流表和电源串联成闭合电路，已知电流从电流表正接线柱流入时指针向右偏转。当待测压力增大时（ ）A电容器的电容将减小 B灵敏电流表指针指在正中央零刻度处C灵敏电流表指针向左偏转 D灵敏电流表指针向右偏转11. 两平行金属板正对放置，充电后两板间的电势差为 2V，两极板带电量分别为+610-6C 和-610-6C，求： （1）电容 C；（2）若电势差升高 1V，该电容器的电容 C和所带电量 Q分别为多少？310-6F 310-6F 910-6C12有一充电的平行板电容器，两板间电势差为 3V，现使它的电荷量减少 3104C，于是电容器两板间的电势差降为原来的，则：13（1）此电容器的电容是多大？（2）电容器原来带的电荷量是多少？（3）若将电容器极板上的电荷量全部放掉，电容器的电容是多大？ 1.510-4F 4.510-4C 1.510-4F 10.4 电容器的电容 【学习目标学习目标】1. 观察常见电容器的构造，建构电容器模型。通过实验，观察电容器在充、放电过程中由流与电压的变 化，分析电荷量变化及能量转化情况。2. 经历实验探究电容器两极板间电势差与所带电荷量关系和用物理量之比定义电容的过程，理解电容概念。知道电容的单位。3. 了解电容器的类型、特性及作用。4. 了解影响平行板电容器电容大小的因素。【开启新探索开启新探索】电容器是一种重要的电学元件，在很多电路中都需要用到电容器。电容器在电路中有“容纳电荷”的能力，如同水容器有“容水”能力一样。那么，电容器有怎样的结构？怎样“容电”？【质疑提升质疑提升 1】电容器有怎样的结构？电容器如何充电、放电？电容器有怎样的结构？电容器如何充电、放电？1. 阅读教材，如何构成电容器？ 答：在两个的相距 的 中间夹上一层 物质（电介质） ，就构成一个最简单的电容器，称平行板电容器。这两个金属板叫做电容器的 。任何两个彼此 又相距 的导体，都可以构成电容器。电容器的符号： 2. 电容器接入电路之后可以进行充电、放电。结合课本，理解电容器的充电、放电过程。（1） 如图所示，当接在“1”电路结构，对电容器 。电容器的上极板带 电（正电、负电） 、下极板带 电，电容器的两端电压大小 。通过电流表的电流方向 （向左、向右） ，电流大小 。（2）在充电过程中，极板的带电量越来越多，在充电过程中，实现了 能量转化；（3）当接在“2”电路结构，电容器 ，通过电流表的电流方向 ，电流大小 ； （4）在放电过程中，极板的带电量越来越少，两极板间的电压会越来越 ；在放电过程中，实现了 能量转化；3.阅读课本，P39 拓展学习，了解用传感器观察电容器放电实验的原理。（1）观察 It 图，说明电容器放电电流的大小变化有怎样的规律？为什么会有这样的规律？（2）图 10.43 中竖立的狭长矩形面积的物理意义？（3）据 It 图估算电容器在全部放电过程中释放的电荷量：【质疑提升质疑提升 2】如何描如何描述述电容器容电能力？电容器容电能力？1. 电容器充电时，电容器两极板之间的电势差增大，电容器所带的电荷量也在增加，那么，电容器所带的电荷量与两极板间的电势差是否存在某种定量关系？通过实验我们寻找两者的定量关系。观察实验电路，说明如何获知电容器所带的电荷量大小？如何获知两极板间的电势差？ 答： 电容器所带的电荷量（一个极板带电荷量的绝对值）通过 获得，电势差通过 获得。2. 通过实验测量，两者间存在怎样的定量关系？答：一个电容器 与 之比是不变的。不同的电容器这个比值是不同的。而这个比值的意义： 。可见，电荷量 Q 与电势差 U 之比表征了电容器储存电荷的特性。类同于不同的水容器，升高相同的水位，所需的水量不同，所需的水量越大，容水能力越强。3. 什么是电容？为什么要引入电容的概念？电容的定义式、单位、决定因素是什么？ 答：（1）电容器所带的 与电容器两极板之间的 之比，叫做电容器的电容。用 表示。 （2）定义式： ，其量值的物理意义是 。（3） 国际单位制中，电容的单位是 ，简称 ，符号 。还有 和 两个常用单位，1F F pF。 （4）电容器的电容是 定义方式，与 Q、U 的大小 ，取决于 。【学以致用学以致用 1】1对于一个确定的电容器的电容正确的理解是( ) A电容与带电量成正比 B电容与电势差成反比C电容器带电量越大时，电容越大 D对确定的电容器,每板带电量增加,两板间电势差必增加2. 对于一给定的电容器，在如图所示中，描述电容 C、带电荷量 Q、电压 U 之间的相互关系的图线中正确的是() 【质疑提升质疑提升 3】1. 探究平行板电容器的电容有关因素，采用什么具体方法？平行板电容器的电容大小又可以怎样表示？【学以致用学以致用 2】1如图为研究平行板电容器电容的实验装置。电容器充电后与电源断开，电量Q不变，与电容器相 连的静电计用来测量电容器的 _。当极板间插入橡胶板时，电容器的电容将_（填“增大”、“减小”或“不变”，下同。），静电计指针偏角将_。当错开极板时，电容器的电容将_，静电计指针偏角将_。当增加极板间距时，电容器的电容将_，静电计指针偏角将_。2. 平行板电容器保持与直流电源两极连接，充电平衡后，两极板间的电压是 U， 充电荷量为 Q，两极板间场强为 E，电容为 C。充电平衡后，保持电键闭合，将两极板间距离减小，则( )A.C 变小 B.U 变小 C.E 不变 D.Q 变大3. （2）中，如充电平衡后，电容器与电源断开，将两板间距离减小，则( )A.Q 变大 B.C 变小C.E 不变 D.U 变大【素养提升专练素养提升专练】1关于电容器的充放电，下列说法中正确的是 ( )A充电过程中电源提供的电能全部转化为内能 B放电过程中电容器中的电场能逐渐增大C充放电过程中外电路有瞬间电流 D充放电过程中外电路有恒定电流2. 两个电容，两极板间的电势差之比为 2:3，带电量之比为 3:2，则C1/C2等于( )A. 2：3 B3：2 C4：9 D. 9：43. 如图所示，彼此绝缘的同轴金属圆管和圆柱分别带上等量的异种电荷 Q 后，两导体间的电势差为 U，若两导体分别带上+2Q 和-2Q 的电荷，则它们间的电势差为（）A2U B4UC8U D16U4. 一个电容器，带了电量 Q 后，两极板电势差为 U，若它带的电量减少 Q/2，则 ( )A电容为原来的 1/2，两极板电压不变 B电容为原来 2 倍，两极板电压不变C电容不变，两极板电压是原来的 1/2 D电容不变，两极板电压是原来的 2 倍5下列关于电容器的说法中，正确的是 ( ) A电容越大的电容器，带电荷量也一定越多 B电容器不带电时，其电容为零 C由 CQU 可知，C 不变时，只要 Q 不断增加，则 U 可无限制地增大 D电容器的电容跟它是否带电无关6 为研究影响平行板电容器电容的因素，实验中，使电容器的两个极板 A、B 分别带上等量异种电荷，并将 A 极板和静电计的外壳分别接地，保持极板所带电荷量不变，如图所示。下列判断正确的是（）A增大两极板之间的距离，静电计指针张角变小BA 板稍微上移，静电计指针张角变大C若将玻璃板插入两板之间，则静电计指针张角变大D若将 A 板向右移少许，则静电计指针张角不变7. 如图所示，电路闭合开关 S，用两极电压为 E 的直流电源对平行板可移动的电容器充电，要使电容器两极板间的电压大于 E，两极板间的电场强度保持不变，可采用（ ） A先将 S 断开，然后将电容器两极板间的距离拉大一些B先将两极板间的距离拉大，然后断开 SC先将两极板的正对面积减小一些，然后将 S 断开D先将 S 断开，然后将两极板的正对面积减小一些8. 如图所示，是一个由电池、电阻 R 与平行板电容器组成的串联电路。增大电容器两极板间距离时（ ）A电容器的电容增大B电阻 R 中没有电流C电阻 R 中有从 a 流向 b 的电流D电容器两极间的电场强度增大9如图所示，一平行板电容器两极板接在恒压直流电源上，充满电之后与电源端开。一带电油滴位于电容器中的 P 点且恰好处于平衡状态，若将 M 上移，则电容器（ ）A两极板间的电势差变大，极板间电场强度变大B油滴带正电C带电油滴将向上移动DP 点的电势不变10. 传感器是采集信息的重要器件。如图所示是一种测定压力的电容式传感器，A 为固定电极，B 为可动电极，组成一个电容大小可变的电容器.可动电极两端固定，当待测压力施加在可动电极上时，可动电极发生形变，从而改变了电容器的电容.现将此电容式传感器与零刻度在中央的灵敏电流表和电源串联成闭合电路，已知电流从电流表正接线柱流入时指针向右偏转。当待测压力增大时（ ）A电容器的电容将减小 B灵敏电流表指针指在正中央零刻度处C灵敏电流表指针向左偏转 D灵敏电流表指针向右偏转11. 两平行金属板正对放置，充电后两板间的电势差为 2V，两极板带电量分别为+610-6C 和-610-6C，求： （1）电容 C；（2）若电势差升高 1V，该电容器的电容 C和所带电量 Q分别为多少？12有一充电的平行板电容器，两板间电势差为 3V，现使它的电荷量减少 3104C，于是电容器两板间的电势差降为原来的，则：13（1）此电容器的电容是多大？（2）电容器原来带的电荷量是多少？（3）若将电容器极板上的电荷量全部放掉，电容器的电容是多大？