教科版选修11 电容器和电容 第一课时 学案.docx

1.6电容器和电容 一、学习目标1.知道电容器的概念以及平行板电容器的主要构造2.理解电容器电容的概念及其定义式c=q/u，并能用来进行有关的计算。理解电容器的决定式c=s/4kd3.掌握平行板电容器的决定式，并能用其讨论问题4.根据电容的定义式和决定式对两种状态进行动态分析。二、学习重点和难点1重点：电容的概念，影响电容大小的因素，会根据电容的定义式和决定式对两种状态进行动态分析。 2难点：电容器的电量与电压的关系，电容器的电容的计算与应用电容串并联中的动态分析三、你应该掌握的基本内容：问题导思一：电容器1、电容器是一种用来做什么的仪器？它的基本构造如何？2、平行板电容器：基本构造： 带电特点： 板间场强特征：+ + + + + + + + + + + + - - - - - - - - - - -极板电介质2、电容器的充电和放电（1）把电容器的两极板分别与与电池组的两极相连，会出现怎样的现象？这一过程直到什么时候结束？电荷量： 板间电压： 板间电场强度： （2）把充电后的电容器的两极板接通，会出现怎样的现象？这一过程直到什么时候结束？电荷量： 板间电压： 板间电场强度： （4）谈谈你对电容理解的几点理解： 电容器与电容有什么区别？你对电容器电荷量的认识：电容c与q成正比，与u成反比吗？你怎样认为？问题导思三：平行板电容器的电容1.探究:【 影响平行板电容器电容大小的因素】实验1：保持q和d不变，减小s,观察u的变化情况，说明c随s怎样变化？实验2：保持q和s不变，增大d,观察u的变化情况，说明c随d怎样变化？实验3：保持q、s、d不变，插入电介质,观察u的变化情况，说明c怎样变化？通过以上实验关于平行板电容器的电容，我们得到怎样的结论：（1）决定因素：平行板电容器的电容与介电常数成 比，跟正对面积成 比，跟极板间的距离成 比.（2）平行板电容器的决定式： 2电容器的两种问题专题：定电压问题 定电量问题问题导思四:常用电容器（看书）1.常见电容器：电解电容器： ，可变电容器 ，固定电容器 。2.电容器额定电压与击穿电压： 击穿电压： 额定电压： 电容上标的是哪一个电压？典例分析：例题1 将平行板电容器两极板之间的距离、电压、电场强度大小和极板所带的电荷分别用d、u、e和q表示，下列说法正确的是（）a. 保持u不变，将d变为原来的两倍，则e变为原来的一半b. 保持e不变，将d变为原来的一半，则u变为原来的两倍c. 保持d不变，将q变为原来的两倍，则u变为原来的一半d. 保持d不变，将q变为原来的一半，则e变为原来的一半思路分析：e，保持u不变，将d变为原来的两倍，e变为原来的一半，a对；保持e不变，则d变为原来的一半，u变为原来的一半，b错；c，c，保持d不变，c不变，q加倍，u加倍，c错；e，q变为原来的一半，则e变为原来的一半，d对。 答案：ad例题2 一水平放置的平行板电容器的两极板间距为d，极板分别与电池两极相连，上极板中心有一小孔（小孔对电场的影响可忽略不计），小孔正上方处的p点有一带电粒子，该粒子从静止开始下落，经过小孔进入电容器，并在下极板处（未与极板接触）返回，若将下极板向上平移，则从p点开始下落的相同粒子将（）a. 打到下极板上b. 在下极板处返回c. 在距上极板处返回d. 在距上极板d处返回思路分析：粒子两次落到小孔的速度相同，设为v，下极板向上平移后由e知场强变大，故粒子第二次在电场中减速运动的加速度变大，由v22ax得第二次减速到零的位移变小，即粒子在下极板之上某位置返回，设粒子在距上极板h处返回，对粒子两次运动过程应用动能定理得mg（d）qu0，mg（h）qh0，联立两方程解得hd，选项d正确。 答案：d【知识脉络】1.平行板电容器的动态分析问题常见的类型（1）电容器始终和电源连接，此时u恒定，则qcuc，而c，两板间场强e； （2）电容器充电后与电源断开，此时q恒定，则u，c，场强e。2.运用电容的定义式和决定式分析电容器相关量变化的思路（1）确定不变量，分析是电压不变还是所带电荷量不变。（2）用决定式c分析平行板电容器电容的变化。 （3）用定义式c分析电容器所带电荷量或两极板间电压的变化。（4）用e分析电容器两极板间电场强度的变化。 例题3 如图所示，两块较大的金属板a、b平行放置并与一电源相连，s闭合后，两板间有一质量为m、电荷量为q的油滴恰好处于静止状态，以下说法中正确的是（）a. 若将a板向上平移一小段位移，则油滴向下加速运动，g中有ba的电流b. 若将a板向左平移一小段位移，则油滴仍然静止，g中有ba的电流c. 若将s断开，则油滴立即做自由落体运动，g中无电流d. 若将s断开，再将a板向下平移一小段位移，则油滴向上加速运动，g中有ba的电流思路分析：根据电路图可知，a板带负电，b板带正电，原来油滴恰好处于静止状态，说明油滴受到的竖直向上的电场力刚好与重力平衡；当s闭合，若将a板向上平移一小段位移，则板间间距d变大，而两板间电压u此时不变，故板间场强e变小，油滴所受合力方向向下，所以油滴向下加速运动，而根据c可知，电容c减小，故两板所带电荷量q也减小，因此电容器放电，所以g中有ba的电流，选项a正确；在s闭合的情况下，若将a板向左平移一小段位移，两板间电压u和板间间距d都不变，所以板间场强e不变，油滴受力平衡，仍然静止，但是两板的正对面积s减小了，根据c可知，电容c减小，两板所带电荷量q也减小，电容器放电，所以g中有ba的电流，选项b正确；若将s断开，两板所带电荷量保持不变，板间场强e也不变，油滴仍然静止，选项c错误；若将s断开，再将a板向下平移一小段位移，两板所带电荷量q仍保持不变，两板间间距d变小，根据c，u和e，可得e，显然，两板间场强e不变，所以油滴仍然静止，g中无电流，选项d错误。答案：ab例题4如图所示，水平放置的平行板电容器，两板间距为d。带负电的小球质量为m，带电量为q，从下极板n的小孔p处，以初速度v0射入，沿直线到达上极板m上的小孔q，若重力加速度为g。则（ ）a. 小球在m、n间运动的加速度不为零b. m板电势高于n板电势c. 小球从p到q，电势能增加了mgdd. m、n间电势差大小为思路分析：a. 小球受重力，电场力，且两者一定在一条直线上，若小球沿直线运动，则说明重力与电场力平衡。否则小球合力与速度不在一条直线上，小球做曲线运动，故a错误。b. 由重力和电场力平衡，可知电场力向上，由于小球带负电，故电场线方向向下，m板带正电，故m点电势高于n点电势，故b正确。c. 由于电场力与重力平衡，即f=mg，电场力方向向上，做正功，做功为：w=fd=mgd，故电势能减少mgd，故c错误。d. 由电场力做功w=qu=mgd，解得：，故d正确。答案：bd。【方法提炼】电容器的串、并联规律1. 电容器的并联： 2. 电容器的串联：满分训练：如图所示，两个相同的平行板电容器c1、c2用导线相连，开始都不带电，现将开关s闭合给两个电容器充电，待充电完毕后，电容器c1两板间有一带电微粒恰好处于平衡状态，再将开关s断开，把电容器c2两板稍错开一些（两板间距离保持不变），重新平衡后，下列判断正确的是（）a. 电容器c1两板间电压减小b. 电容器c2两板间电压增大c. 带电微粒将加速上升d. 电容器c1所带电荷量增大思路分析：充电完毕后电容器c1、c2并联，两端电压相等，都等于电源电压u，断开s后，电容器c2两板稍错开一些，即两板正对面积s减小，根据c知电容减小，又由c可知，两板间电压u增大，此时uu，则电容器c2又开始给c1充电，直到两电容器电压再次相等，此时两者两端的电压比原来的电压都增大，故a错误，b正确；电容器c1所带电荷量增大，故d正确；电容器c1两端的电压增大，根据eu/d可知，c1两板间电场强度增大，则带电微粒受到的电场力增大，带电微粒将加速向上运动，故c正确。答案：bcd课堂练习：1.如图所示，一平行板电容器与一电源连接，电源两端的电压保持不变，若使电容器两板间的距离变小，则()a.电容器的电容比原来减小b.电容器两板间的电压比原来减小 c.电容器所带的电荷量比原来增加d.所带的电荷量比原来减少答案c解析电容器极板间的距离越近，电容器的电容就越大，选项a错误；充电结束后，电容器两极板间的电压与电源电压相等，选项b错误；在电压不变的情况下，电容增大，则电容器所带电荷量增加，选项c正确，d错误.2.下列哪些方法可以改变电容器的电容()a.改变电容器两极上的电荷量b.改变电容器两极板间的电压c.改变电容器两极板的正对面积d.改变电容器两极板间的距离答案cd解析电容是表示电容器储存电荷能力的物理量，与电容器两极间的电压以及它所带的电荷量无关，与电容器两极板的正对面积、两极板间的距离以及极板间电介质的性质有关.故a、b错误，c、d正确. 3.关于电容器，以下说法中正确的是()a.电容器所带的电荷量是指两个极板所带电荷量的绝对值之和b.电容器的电容跟它所容纳的电荷的电荷量无关，但跟两极板间的电压有关c.可变平行板电容器的动片旋进(两极板正对面积减小)，它的电容就增大；旋出，它的电容就减小d.任何两个彼此绝缘而又相互靠近的导体，就组成了电容器，跟这两个导体是否带电无关答案d解析电容器所带的电荷量是指一个极板所带电荷量的绝对值，故a错误；电容的大小与电容器两端的电压及电容器所带的电荷量无关，故b错误；减小平行板电容器的正对面积，其电容将减小，故c错误；任何两个彼此绝缘而又相互靠近的导体，就组成了电容器，跟这两个导体是否带电无关，故d正确.4.一个电容器的规格是“10 f，50 v”，则()a.这个电容器加上50 v电压时，电容才是10 fb.这个电容器的最大电容为10 f，带电荷量较少时，电容小于10 fc.这个电容器所加电压不能低于50 vd.这个电容器的电容总等于10 f答案d解析电容是表示电容器容纳电荷本领大小的物理量，与电容器两端是否加电压，以及加多大电压无关，因此选项d正确.5.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，在增大电容器两极板间距离的过程中()a.电容器电容变大 b.电容器电容变小c.电容器放电 d.电容器充电答案bc解析电容器极板间距离越大，电容越小，故a错误，b正确；电容减小，在两极板间电压不变的情况下，电容器的带电荷量减小，故电容器要放电，c正确，d错误.6.关于电容器，以下说法正确的是()a.电容器两板正对面积变大，电容变小b.电容器两板距离变大，电容变小c.两板间放入电介质，电容变大d.两板间电压增大，电容变大 答案bc解析电容器两板正对面积变大，电容变大，选项a错误；电容器两板距离变大，电容变小，选项b正确；两板间放入电介质，电容变大，选项c正确；电容的大小与两极板间的电压无关，选项d错误.作业：1.下列电学器件中，哪个是电容器()答案c2.下列关于电容器的说法正确的是()a.电容器可以由两个彼此绝缘的正对金属极板构成b.电容器只能储存同种电荷c.照相机闪光灯应用电容器放电发出强光d.电容器既能充电也能放电答案acd解析任意两个彼此绝缘而相距较近的导体都可以构成一个电容器，故选项a正确；电容器的两极板可带异种电荷，故选项b错误；照相机拍照前先用较长的时间(一般是几秒)给电容器充电，拍照时触发闪光灯，使电容器通过灯管放电，发出耀眼的白光，故选项c正确；电容器既能充电也能放电，故选项d正确.3.电容器是一种常用的电子元件，对电容器认识正确的是()a.电容器的电容表示其储存电荷的能力b.电容器的电容与它所带的电荷量成正比c.电容器的电容与它两极板间的电压成正比d.电容的常用单位有f和pf，1 f103 pf答案a解析电容是表征电容器容纳电荷本领大小的物理量，其大小由构成电容器本身因素决定，如极板正对面积、板间距离、电介质等，与是否带电、电压的高低等无关.1 f106 pf