沪科版选修31电容器 电容 第1课时 学案.doc

2.4电容器 电容学习目标：1.理解电容器的电容的概念；2.掌握电容的定义式和决定式；3. 会根据定义式和决定式分析具体问题。重点：1. 电容器的电容的概念。 2. 电容的定义式和决定式。难点：根据定义式和决定式分析具体问题。新课预习： 课前基础预习1.电容器电容器：任何两个彼此绝缘、相互靠近的导体可组成一个电容器，能贮藏电荷和能量。电容器的充电和放电：充电：把电容器两个极板分别与电源的正负极相连，使电容器的两个极板分别带上等量异种电荷的过程。充电的过程是将电场能储存在电容器中的过程。放电：用导线把充电后的电容器的两极板接触，使电容器两极板上的电荷中和的过程。放电的过程是将储存在电容器中的电场能转化为其他形式的能过程。电容器的额定电压和击穿电压：加在电容器上的电压不能超过某一限度，超过这个限度，电介质将被击穿，电容器损坏。此电压称为击穿电压。电容器工作的电压应低于击穿电压。额定电压是指电容器能正常工作的电压，比击穿电压要低。2. 电容定义：电容器所带的电荷量q与电容器两极板间电势差u的比值，叫做电容器的电容，用符号c表示。物理意义：电容是描述电容器容纳电荷本领大小的物理量，电容越大，表示电容器容纳电荷的本领越大。定义式：。 单位：在国际单位制中，电容的单位是法拉，简称法，符号是f。1法=1库/伏。电容的常用单位还有微法（ f ）和皮法（ pf ），它们之间的换算关系为。3. 平行板电容器构成：平行板电容器由靠得很近、相互平行、同样大小的两片金属板组成。决定因素：平行板电容器的电容c与两极板的正对面积s成正比，与介质的相对介电常数成正比，与两极板间的距离d成反比。决定式：， 式中是相对介电常数，s是两极板的正对面积，d是两极板间的距离，k为静电常量。4. 常用电容器常用电容器可分为固定电容器和可变电容器固定电容器的电容是固定的，常用的有纸质电容器和电解电容器。可变电容器由两组铝片组成，固定的一组叫定片，可以转动的一组铝片叫动片。课堂达标练习1.如图所示，水平放置的两平行金属板a、b相距为d，电容为c，开始时两极板均不带电，a板接地且中央有一小孔，现将带电液一滴一滴地从小孔正上方h高处无初速地滴下，设每滴液滴的质量为m，电荷量为q，落到b板后把电荷全部传给b板。（l）第几滴液滴将在a、b间做匀速直线运动？（2）能够到达b板的液滴不会超过多少滴？当带电液滴滴到b板上，由于静电感应，a板上会出现等量的异种电荷，因而a、b间产生了解得： 。（2）设第n滴恰能到达下板，则对第n滴，考虑它从开始自由下落至恰到达b板的过程，利用动能定理得：mg(h+d)q00，解得：，若以具体数据代入计算时n不是整数，则n应取整丢零。2.如图所示一个由电池、电阻r、开关s与平行电容器组成的串联电路，开关s闭合。在增大两极板间距离的过程中（ ）a保持开关s闭合，则c变小，q变小，e变小，r中有电流从a流向bb保持开关s闭合，则c变大，q变大，e变小，r中没有电流c如果断开开关s，则c变大，q变小，u变小，e变小d如果断开开关s，则c变小，q不变，u变大，e不变本题考查了电容的动态分析，关键抓住不变量，结合电容的定义式和决定式，以及匀强电场的场强公式分析判断，知道开关闭合时，电容器两端的电势差不变，开关断开时，电容器所带的电荷量不变。答案：ad解析：a、保持开关s闭合，u不变，d增大，根据知，电容c减小，根据知，电场强度减小，根据q=cu知，电荷量减小，r中有电流从a流向b，故a正确，b错误；c、断开开关s，电荷量q不变，根据知，电容c减小，根据 知，电势差u增大，根据，知e不变，故c错误，d正确。3.如图所示，用静电计可以测量已充电的平行板电容器两极之间的电势差u，现使b板带电，则下列判断正确的是（ ）a.增大两极板之间的距离，指针张角变小b.将a板稍微上移，静电计指针张角将变大c.若将玻璃板插入两板之间，则静电计指针张角变小d.若将a板拿走，则静电计指针张角变为零已充电的平行板电容器电量不变，静电计测量电势差的大小，电容器板间的电势差越大，静电分析可知，板间电压增大，静电计指针张角变大，故b正确。c、将玻璃板插入两板之间，电容的决定式可知，电容增大，电量不变，由分析可知，板间电压减小，静电计指针张角变小，故c正确。d、若将a板拿走，则静电计指针张角将不变故d错误。课后综合测验：1根据电容的定义式可知（ ）a电容器的电容越大，电容器所带的电荷量就越多b电容器两极板间的电势差越大，电容越小c电容器的电容与其带电荷量成正比，与其两极板间的电势差成反比d电容器的电容不随带电荷量及两极板间的电势差的变化而变化2一个电容器所带电荷量增加4107 c时，其电势差增加了20 v，则它的电容是（ ）a1108 fb2108 fc4108 fd8108 f3板间距为d的平行板电容器所带电荷量为q时，两极板间的电势差为u1，板间的场强为e1。现将电容器所带电荷量变为2q，板间距变为d/2，其他条件不变，这时两极板间的电势差为u2，板间的场强为e2，下列说法正确的是（ ）au2=u1，e2=e1 bu2=2u1，e2=4e1cu2=u1，e2=2e1 du2=2u1，e2=2e14. 水平放置的平行板电容器与一电池相连，在电容器的两板间有一带正电的质点处于静止平衡状态.现将电容器两板间的距离增大，则( )a.电容变大，质点向上运动b.电容变大，质点向下运动c.电容变小，质点保持静止d.电容变小，质点向下运动 5一个平行板电容器，极板间的距离为d，正对面积为s，充以电荷量q后，两极板间的电压为u，为使电容器的电容加倍，可采用的办法是（ ）a将电压变为u/2b将带电荷量变为2qc将极板正对面积变为2sd将两极板间充满介电常数为2的电介质 6如图所示，平行板电容器与电动势为e的直流电源（内阻不计连接，下极板接地，静电计所带电荷量很少，可被忽略。一带负电油滴静止于电容器中的p点。现将平行板电容器的上极板竖直向上移动一小段距离，则下列判断错误的是（ ）a静电计指针张角不变bp点的电势将降低c带电油滴静止不动d若先将上极板与电源正扱的导线断开，再将下极板向上移动一小段距离，则带电油滴静止不动。7如图所示的是一个电容式传感器，在金属线a的外面涂一层绝缘的电介质后放在导电液体中构成一个电容器，a与导电液体就是该电容器的两极。今使该电容器充电后与电源断开，并将a与静电计的导体球相连，插入导电液体中的电极b与静电计外壳相连，则当导电液体深度h变大时（ ）a引起两极间正对面积变大b电容器的电容将变小c电容器两极间的电压将变大d以上说法都不正确8某电容式话筒的原理如图所示，e为电源，r为电阻，薄片p和q为两金属极板，对着话筒说话时，p振动而q可视为不动，当p、q间的距离增大时（ ）ap、q构成的电容器的电容减小 bp上所带的电荷量保持不变c有电流自m经r流向n dpq间的电场强度不变9一个平行板电容器两极板之间充满云母介质，接在恒压直流电源上，若将云母介质移出，则电容器（ ）a极板上的电荷量变大，极板间的电场强度变大b极板上的电荷量变小，极板间的电场强度变大c极板上的电荷量变大，极板间的电场强度不变d极板上的电荷量变小，极板间的电场强度不变 10如图所示，平行板电容器带有等量异种电荷，与静电计相连，静电计金属外壳和电容器下极板都接地。在两极板间有一个固定在p点的点电荷，以e表示两板间的电场强度，ep表示点电荷在p点的电势能，表示静电计指针的偏角。若保持下极板不动，将上极板向下移动一小段距离至图中虚线位置，则（ ）a增大，e增大b增大，ep不变c减小，ep增大d减小，e不变 11如图，一个平行板电容器的两极板与一个电压恒定的电源相连，极板水平放置，极板间距为d；在下极板上叠放一厚度为l的金属板，其上部空间有一带电粒子p静止在电容器中。当把金属板从电容器中快速抽出后，粒子p开始运动。重力加速度为g。粒子运动的加速度为（ ）a bc d 12已知均匀带电的无穷大平面在真空中激发电场的场强大小为，其中为平面上单位面积所带的电荷量，为常量。如图所示的平行板电容器，极板正对面积为s，其间为真空，带电荷量为q。不计边缘效应时，极板可看作无穷大导体板，则极板间的电场强度大小和两极板间相互的静电引力大小分别为（ ）a和 b和c和 d和 13. 如图所示，平行板电容器电容为c，带电荷量为q，极板长为l，板间距离为d，极板与水平面夹角为.现有一质量为m的带电液滴由两极板的中央p点从静止开始沿与极板平行的直线运动到达q点(p、q两点为电容器的边缘，忽略边缘效应).求:液滴的电荷量;液滴到达q点的速度和所用时间. 参考答案与解析1d3c【解析】考查平行板电容器的知识，板间距变为d/2时，电容c变为原来的2倍，由u=q/c知，u2=u1；由e=u/d=q/cd知，场强e2=2e1，c正确。4. d5cd【解析】电容器的电容和电容器极板上的电荷量、电压无关，所以ab不正确；根据公式c=rs/4kd可知选项cd正确。6c7a【解析】当导电液体深度h变大，两极板间正对面积增大，所以根据公式可得电容增大，由于电容充电后与电源断开，所以两极板上电荷量恒定，根据可得两极板间的电压减小，a正确。【名师点睛】在分析电容器动态变化时，需要根据判断电容器的电容变化情况，然后结合， 等公式分析，需要注意的是，如果电容器和电源相连则电容器两极