人教版选修11 电容器 第一课时 学案.docx

1.4电容器【学习目标】1.知道电容器的概念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，并能运用进行有关的计算。3.理解平行板电容器电容的决定式并能运用进行动态分析。学习重点：电容反映了电容器容纳电荷本领的大小，定义式为cqu学习重点：平行板电容器的电容决定式为crs4kd【学习过程】学习任务1：电容器 认识： 电容器是什么元件？怎么构成的？探究： 电容器的充放电过程怎样？什么叫电容器的带电量？电容器的充电、放电：充电过程：放电过程： 结论： 电容器是储存电荷的电学元件，充放电的过程就是电场能和其他形式的能相互转化的过程，所以电容器也是能量中转器。学习任务2：电容 思考： 不同的电容器容纳电荷的本领不同，如何区别它们？类比： 圆柱型水杯容器的储水观察课本p29图1.8-3，1.水位每升高1cm，比较两容器的储水量2.那个储水本领大，如何反映其储水本领？电容： 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。定义式： c=q/u单位： 法拉（简称“法”、符号f） 常用单位：微法（f） 皮法（pf） 1f=106f =1012 pf说一说： 1f的含义辨析： 根据电容定义式c=q/u可知：电容c与电容器所带的电荷量q成正比，与电容器两极板间的电势差u成反比，这种说法是否正确？ 检测： 如图是描述对给定的电容器充电时电荷量q、电压u、电容c之间相互关系的图象，其中正确的是（ ）问题： 电容反映电容器容纳电荷的本领，与所带电荷量q或所加的电压u均无关。那么电容器的电容到底由什么因素决定的？学习任务3：平行板电容器的电容 探究： 影响平行板电容器的电容的因素是什么？具体是什么关系？观察课本p30的演示实验说明: 静电计是在验电器的基础上制成的,用来测量电势差。把它的金属球与一个导体相连,把它的金属外壳与另一个导体相连,从指针的偏转角度可以量出两个导体之间的电势差u。现象： 1.保持q和d不变，s越小,静电计的偏转角度越大, u越大,电容c越小；2.保持q和s不变，d越大，偏转角度越大，c越小；3.保持q、d、s都不变,在两极板间插入电介质板,静电计的偏转角度并且减小,电势差u越小电容c增大。结论： 平行板电容器的电容c与介电常数成正比,跟正对面积s成正比,跟极板间的距离d成反比。平行板电容器电容的决定式：真空 介质 学习任务4：常用电容器阅读： 课本p31“常用电容器”部分问题： 常见电容器有哪些？什么是击穿电压？什么是额定电压？它们的符号是怎样的？击穿电压：工作电压（额定电压）：常见电容器，从构造可分为_和_学习任务5：平行板电容器的动态问题方法： 求解平行板电容器的动态变化问题（一个量发生变化而引起的连锁反应）时，首先要分清什么量在变、什么量不变。应注意：1、 电容器与电源始终保持连接则u不变；电容器充电后断开电源则带电量q不变；2、由公式确定电容的变化；3、由公式c=q/u判断q和的变化；4、由判断e的变化；图241一个平行板电容器，使它每个极板的电荷量从q130106 c增加到q236106 c时，两板间的电势差从u110 v增加到u2，求：(1)这个电容器的电容多大？(2)u2为多少？(3)如要使两极板电势差从10 v降为u26 v，则每板需减少多少电荷量？思路点拨：根据电容的定义c计算解析(1)电容器的电容c f3106 f3 f.(2)因为电容器的电容不变所以u2 v12 v.(3)根据电容的定义，它等于每增加(或减少)1 v电势差所需增加(或减少)的电荷量，即c，要求两极板间电势差降为6 v，则每板应减少的电荷量为qcu3106(106) c1.2105 c.答案(1)3 f(2)12 v(3)1.2105 c电容问题的解题技巧(1)电容由电容器本身的性质决定，与带电荷量及两极板间电压无关(2)电容器充、放电时的工作电压不能超过其额定电压针对训练1当一个电容器所带的电荷量为q时，两极板间的电势差为u，如果所带的电荷量增大为2q，则()a电容器的电容增大为原来的2倍，两极板间的电势差保持不变b电容器的电容减小为原来的，两极板间的电势差保持不变c电容器的电容保持不变，两极板间的电势差增大为原来的2倍d电容器的电容保持不变，两极板间的电势差减小为原来的c由于电容器的内部结构不变，故其电容也不变；由电容的定义式c可知，当电容器所带的电荷量增大为2q时，两极板间的电势差也相应增大为2u.故选项c正确(多选)两块大小、形状完全相同的金属平板平行放置，构成一平行板电容器，与它相连接的电路如图242所示接通开关s，电源给电容器充电()图242a保持s接通，减小两极板间的距离，则两极板间电场的电场强度减小b保持s接通，在两极板间插入一块电介质，则极板上的电荷量增大c断开s，减小两极板间的距离，则两极板间的电势差减小d断开s，在两极板间插入一块电介质，则两极板间的电势差增大思路点拨：bcs接通时，电容器上电压u不变，板间距离d减小，场强e增大，a错插入电介质后，由c可知，电容c增大，由c，u不变，则电荷量q增大，b对断开s后，电容器所带电荷量q不变，减小d，电容c增大，由c可知，电势差u减小，c对插入电介质，则电容c增大，板间电势差u减小，d错对平行板电容器定性分析的解题步骤(1)确定不变量电容器与电源相连时，电压u不变；电容器充电后与电源断开时，所带电荷量q不变(2)根据决定式c和s、d的变化分析平行板电容器电容的变化(3)根据定义式c分析电容器所带电荷量q或两极板间电压u的变化(4)用e或e分析电容器两极板间场强的变化，或根据电容器带电量q的变化分析回路中的电流方向针对训练2(多选)如图243所示，用静电计可以测量已充电的平行板电容器两极板之间的电势差u，现使b板带正电，则下列判断正确的是() 图243a增大两极板之间的距离，静电计指针张角变大b将a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板拿走，则静电计指针张角变为零ab静电计的指针夹角表示两极间电压的大小，电压大、指针夹角大电容器上所带电荷量一定，由公式c知，当d变大时，c变小，再由c得u变大；当a板上移时，正对面积s变小，c也变小，u变大；当插入玻璃板时，c变大，u变小；当将a板拿走时，相当于使d变得更大，c更小，故u应更大，故选项a、b正确当 堂 达 标固 双 基1(多选)如图244所示为某一电容器所带电荷量和两端电压之间的关系图，若将该电容器两端的电压从40 v降低到36 v，下列说法正确的是()图244a该过程是充电过程b该过程是放电过程c电容器的电容为5.0102 fd该过程中电容器的电荷量变化量为0.02 cbd由qcu知，u降低，q减小，故为放电过程，选项a错误，选项b正确；由c f5.0103 f，可知选项c错误；qcu5.01034 c0.02 c，选项d正确2一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，极板间电场强度变大b极板上的电荷量变小，极板间电场强度变大c极板上的电荷量变大，极板间电场强度不变d极板上的电荷量变小，极板间电场强度不变d平行板电容器电容的表达式为c，将极板间的云母介质移出后，导致电容器的电容c变小由于极板间电压不变，据qcu知，极板上的电荷量变小再考虑到极板间电场强度e，由于u、d不变，所以极板间电场强度不变，选项d正确3(多选)如图245所示，闭合开关s，电容器的两极板和电源的正、负极相连，下列说法正确的是()图245a两极板的正对面积减小，则电容器所带的电荷量变大b两极板的正对面积减小，两极板间的场强变大c两极板间的距离减小，两极板间的场强变大d两极板间插入电介质，则电容器所带的电荷量增大cd电容器两极板间的电压不变，当两极板正对面积减小时，电容器的电容减小，由公式qcu知，电容器上的电荷量减小，选项a错误；正对面积减小，不影响两极板间的距离，所以两极板间的场强不变，选项b错误；由e知选项c正确；两极板间插入电介质，电容变大，因板间电压不变，故带电荷量增加，d对5.有一充电的平行板电容器，两极板