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1.7 了解電容器 學(xué)案（粵教版選修3-1）

一、識別電容器
電容器：由兩個互相靠近、彼此絕緣的________組成，電容器的導(dǎo)體間可以填充__________．
答案　導(dǎo)體　絕緣物質(zhì)(電介質(zhì))[
二、電容器的充放電
1．充電：使電容器的兩個極板帶上________的過程．
2．放電：使電容器兩極板上的電荷________的過程．
3．電容器所帶的電荷量是指____________的絕對值．
4．電場能：指________具有的能量．
答案　1.等量異種電荷　2.中和　3.每一個極板所帶電荷量　4.電場
三、電容器的電容
1．定義：電容器所帶的________與它的兩極板間的________的比值，叫 做電容器的電容．
2．公式表達：C＝____________.
3．單位：在國際單位制中的單位是：________.如果電容器帶上1庫侖的電荷量時兩極板間的電勢差是1伏，這個電容器的電容就是________．符號：F,1 F＝1 C/ V.更小的單位還有________和________．換算關(guān)系：1 F＝________μF＝________pF.
4．物理意義：表示電容器________能力的物理量．
答案　1.電荷量　電勢差　2.QU　
3.法拉　1法拉　微法　皮法　106　1012　
4.儲存電荷
四、決定電容的因素
1． 平行板電 容器的電容跟兩極板的__________成正比，與兩極板間的______成反比，并跟板間插入的______有關(guān)．
2．表示一個電容器性能的主要指標：一個是______，另一個是________．
3．耐壓值表示電容器正常使用時兩極板間所能承受的________．
答案　1.正對面積　距離　電介質(zhì)　
2.電容量　耐壓能力　
3.最大電壓

一、識別電容器、電容器的充放電
[問題情境]
電容器是一種常用的電學(xué)元，有廣泛的用途，照相機的閃光燈，在不到11 000 s的短暫時間內(nèi)發(fā)出強烈閃光，瞬時電流很大，各種電池都不能承受．在實際中，常常用電容器幫助閃光燈實現(xiàn)它的功能．它是怎樣幫助閃光燈完成它的功能的？
1．什么是電容器？一個簡單的電容器由哪幾部分構(gòu)成？
2．什么是電容器的充電和放電？
答案　1.電容器是一種常見的電學(xué)元．它由兩個彼此絕緣的導(dǎo)體和兩導(dǎo)體間的電介質(zhì)構(gòu)成．
2．使電容兩個極板分別帶上等量異種電荷的過程叫做充電；使兩極板上的電荷中和的過程叫做放電．
[要點提煉]
電容器所帶的電荷量是指__________________．
答案　每一極板所帶電荷量的絕對值．
二、電容器的電容
[問題延伸]
1．電容器能夠儲存電荷，那么它容納電荷的能力用什么物理量描述呢？
2．電容與場強的定義方法有什么共同之處？它是怎樣定義的？
答案　1.用“電容”這一物 理量描述．
2．都采用了比值定義法，電容是用電容器所帶的電荷量跟它的兩極板間的電勢差的比值定義的．
[要點提煉]
　電容器所帶的電荷量與電容器兩極板間的電勢差的________，叫做電容器的電容，用C表示，有C＝________，單位是________，簡稱________，符號是________ .
答案　比值　QU　法拉　法　F
三、決定電容器的因素
[問題情境]
水缸盛水的本領(lǐng)，由水缸本身決定，同樣道理，電容表征的是電容器容納電荷的本領(lǐng)，由電容器本身決定．那么電容與電容器本身的哪些因素有關(guān)呢？
1．靜電計和驗電器的功能相同嗎？
2．在研究“影響電容器電容大小的因素”時用了什么方法？
3．通過本“觀察與思考”你得到了怎樣的結(jié)論？
4．描述一個電容器性能的指標有哪些？什么是耐壓值？
答案　1.靜電計是用測電勢差的儀器，驗電器是檢驗電荷有無的儀器，功能不同．
2．因為有多個因素影響，所以采用了控制變量法．
3．結(jié)論見[要點提煉]
4．有兩個，一個是電容量，另一個是耐壓能力．耐壓值是指電容器正常使用時兩個電極間所能承受的最大電壓．
[要點提煉]
平行板電容器的電容與兩極板的______成正比，與兩極板的________成反比，并跟板間插入的________有關(guān)．
答案　正對面積　距離　電介質(zhì)

例1　下列關(guān)于電容的說法正確的是(　　)
A．電容器簡稱電容
B．電容器A的電容比B的大，說明A所帶的電荷量比B多
C．電容在數(shù)值上等于使兩極板間的電勢差為1 V時電容器所帶的電荷量
D．由公式C＝QU知，電容器的電容與 電容器兩極板間的電壓成反比，與電容器所帶的電荷量成正比
解析　電容器和電容是兩個不同的概念，A選項錯；由C＝QU得Q＝CU，可見電容器的電荷量與C和U兩個物量有關(guān)，所以C大，Q不一定大，B選項錯誤；電容C的大小與Q、U無關(guān)，公式C＝QU僅能說明Q與U的比值恒定，D選項錯誤．
答案　C
總結(jié)　正確理解電容器、電容這兩個不同的物理概念是分析本題的前提和關(guān)鍵．
變式訓(xùn)練1　對于某個給定的平行板電容器，下列圖中能夠恰當?shù)孛枋銎渌鶐щ姾闪縌、兩極板間電壓U、電容C之間相互關(guān)系的是(　　)


答案　BC
解析　因為電容器的電容C 與它所帶的電荷量Q、兩極板間的電壓U無關(guān)，只跟它本身的形狀、兩極板間距離、正對面積、兩極板間所充的電介質(zhì)有關(guān)，所以凡 是表示C隨U或Q變化而變化的圖線都是錯誤的．對于給定的電容器，C＝QU是不變的，反映在Q－U圖象上是圖線的斜率不變，正確選項為B、C.
例2　如圖1所示，用靜電計可以測量已充電的平行板電容器兩極板之間的電勢差U，現(xiàn)使B板帶正電，則下列判斷正確的是(　　)

圖1
A．增大兩極板之間的距離，靜電計指針張角變大
B．將A板稍微上移，靜電計指針張角將變大
C．若將玻璃板插入兩板之間，則靜電計指針張角變大
D．若將A板拿走，則靜電計指針張角變?yōu)榱?br>解析　電容器上所帶電荷量一定，由C ∝1d知，當d變 大時，C變�。�再由C＝QU得U變大；當A板上移時，正對面積S變小，C也變小，U變大；當插入玻璃板時，C變大，U變小；當將A板拿走時，相當于使d變得更大，C更小，故U應(yīng)更大，故選A、B.
答案　AB[
變式訓(xùn)練2　將例2中靜電計換為接在兩極板上的電：
(1)只 增大極板間距離，板間場強怎么變化？
(2)只減小正對面積S，電容器帶電荷量怎么變化？
答案　(1)減小　(2)減少
解析　兩極板與電相連，極板間的電壓U不變．
(1)由E＝Ud得，增大極板間距離，場強E減�。�
(2)由C∝S知，只減小極板正對面積S，電容C減小，再據(jù)Q＝CU可知，電容器帶電荷量減少．
【即學(xué)即練】
1．關(guān)于電容器的電容C、電壓U和所帶電荷量Q之間的關(guān)系，以下說法正確的是(　　)
A．C由U確定
B．C由Q確定
C．C一定時，Q與U成正比
D．C一定時，Q與U成反比
答案　C
解析　電容器的電容C由電容器本身決定，與電壓U和所帶電荷量Q無關(guān)，根據(jù)C＝QU可知，選項C正確．
2．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．將兩極板的間距加大， 極板所帶電荷量將增大
C．將兩極板平行錯開，使正對面積減小，電容將減小
D．將兩極板平行錯開，使正對面積減小，極板所帶電荷量將減小
答案　C
解析　由C∝1d知，當d增大時，C將減�。划攦蓸O板平行錯開時，S減小，故C將減��；由Q＝CU可知帶電荷量Q與C、U兩個量有關(guān)，知道C的情況不知U的情況不能確定Q的變化．
3．平行板電容器充電后不斷開 電，逐漸增大兩極板的正對面積，則下列說法正確的是(　　)[
A．電容器電容將逐漸增大
B．兩極板間的電場強度將逐漸增大
C．兩極板間電壓將保持不變
D．兩極板所帶的電荷量不變
答案　AC
解析　若電容器與電連接不斷開，則兩極板間電勢差恒定，兩極板間距離也不變，故場強大小也不變；而電容器電容隨著正對面積的增大而增大，極板所帶的電荷量隨著電容增大也增大．
4．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3×10－4C，于是電容器兩極板間的電壓降為原的13，此電容器的電容是多少？電容器原的帶電荷量是多少？
答案　150 μF　4.5×10－4C
解析　由C＝ΔQΔU＝3×10－4C3 V－3×13 V＝1.5×10－4F＝150 μF
由Q＝CU可知Q＝1.5×10－4×3 C＝4.5×10－4C.

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