2022-2023学年新教材高中物理第10章静电场中的能量4电容器的电容课件新人教版必修第三册

1、第十章静电场中的能量4电容器的电容课前预习反馈课内互动探究课堂达标检测目标体系构建核心素养提升目标体系构建1知道电容器和平行板电容器的概念。2理解电容的定义、定义式和单位，并会应用定义式进行有关计算。3了解平行板电容器的电容大小的决定因素。4认识常用的电容器。【学习目标】【思维脉络】课前预习反馈 1定义：任何两个彼此_又相距_的导体组成一个电容器。2电容器充、放电过程中能的转化电容器充电过程中，两极板的电荷量增加，板间的电场强度_，电源的能量不断储存在_中；放电过程中，电容器把储存的能量通过_转化为电路中其他形式的能量。知识点 1电容器绝缘很近增大电容器电流做功1定义电容器所带_与两极板间_的

2、比值叫电容。2定义式C_；C与Q、U无关，仅由电容器本身决定。3物理意义是描述电容器_本领大小的物理量，数值上等于使电容器两极板间的电势差增加_所增加的带电量知识点 2电容电荷量电势差容纳电荷1 V4单位在国际单位制中的单位是_。符号： F，1 F1C/V。更小的单位还有_和_。换算关系：1 F_ F_ pF。5击穿电压和额定电压(1)击穿电压：电容器电介质不被击穿的_电压。(2)额定电压：电容器外壳上标的_电压。法拉微法皮法1061012极限工作1结构由两个_且彼此绝缘的金属板构成。2电容的决定因素平行板电容器的电容C跟相对介电常数r成_，跟极板正对面积S成_，跟极板间的距离d成_。知识点

3、3平行板电容器的电容相互平行正比正比反比3电容的决定式C_。(1)k为静电力常量。(2)r是一个常数，与电介质的性质有关，称为电介质的相对介电常数。知识点 4常用电容器聚苯乙烯电解可变固定预习自测判一判(1)两个靠近的导体一定能构成一个电容器。()(2)电容大的电容器带电量不一定多。()(3)电容的常用单位有F和pF，1 F103 pF。()(4)其他条件不变时，平行板电容器的电容随极板正对面积的增大而增大。()(5)其他条件不变时，平行板电容器的电容随极板间距离的增大而增大。()(6)任何电介质的相对介电常数都大于1。()选一选(2021海南省嘉积中学高二上学期期末)关于下列四幅图的叙述正确

4、的是()A图甲为可变电容器，动片旋出时可以使其与定片的距离增大，从而改变电容B图乙为莱顿瓶，瓶内外锡箔相当于电容器的两个极板，可以用来储存电荷C图丙中电容器只要与电源相连，电流表的示数始终不为零D图丁所示是电解电容器，击穿电压为80 V答案：B解析：题图甲所示的电容器为可变电容器，动片旋出时与定片的距离不变，通过减小极板间的正对面积，从而改变电容，故选项A错误；题图乙构成一个简易的电容器，能够储存电荷，故选项B正确；题图丙，电容器充电过程中，电流表的示数不为零，电路稳定时电流表的示数为零，故选项C错误；题图丁是电解电容器，额定电压为80 V，小于击穿电压，故选项D错误。想一想照相机的闪光灯是通

5、过电容器供电的，拍照前先对电容器充电，拍照时电容器瞬间放电，闪光灯发出耀眼的白光。照相机每次闪光前后，能量发生怎样的变化？解析：闪光前，电容器先充电，将其他形式的能(如化学能)转化为电场能储存起来；然后放电，将电场能转化为光能释放出来。课内互动探究触摸屏(touch screen)又称为“触空面板”，是一种可接收触头等输入信号的感应式液晶显示装置。平板电脑、手机的触摸屏很多采用的是电容式触摸屏，如图所示。它是通过什么方式来改变电容的？对电容器及电容的理解情景导入探究 一提示：触摸屏一般是通过改变手指和屏幕的距离、接触面积来改变电容的。1概念辨析要点提炼电容器电容带电荷量是一个实物，由靠得很近的

6、彼此绝缘的两个导体组成，有两个电极反映电容器本身性质的物理量，反映了电容器容纳电荷的本领；与电容器上所加电压和所带电荷量均无关通常是指电容器已容纳的电荷的数量，由电容器的电容和所加电压共同决定特别提醒典例1典例剖析C1(2021河北省承德市高二上学期期末)某电容器上标有“100 F220 V”(如图所示)，则()A该电容器加的电压可以长时间高于220 VB该电容器加上110 V电压时，其电容为50 FC该电容器加上220 V电压时，其所带电荷量为2.2102 CD该电容器的最大电容为100 F，当其带电荷量较少时，电容小于20 F对点训练C解析：220 V是该电容器的额定电压，是可以长时间工作

7、的最大电压，所以该电容器不能长时间工作在大于220 V的电压下，故A错误；电容器的电容与电容器板间电压无关，加电压或不加电压、电荷量多或少时，电容都是100 F，故BD错误；该电容器加上220 V电压时，其所带电荷量为QUC220100106 C2.2102 C，故C正确。电容式触摸屏的结构示意图如图所示。平行板电容器的动态分析情景导入探究 二(1)若电容器两极板间电压不变，极板间距离减小，电容器所带电荷量如何变化？(2)若电容器所带电荷量不变，极板间距离减小，电容器两极板间的电压如何变化？提示：(1)电压不变，距离减小，电容变大，电荷量变大；(2)电荷量不变，距离减小，电容变大，电压减小。1

8、两类基本问题(1)电容器和一电源相连，让电容器的某一物理量发生变化，求其他物理量的变化。处理原则：电容器上的电压不变。(2)电容器和电源连接后再断开，电容器的某一物理量发生变化，求其他物理量的变化。处理原则：电容器上的电荷量不变。要点提炼3电容器动态变化的两类问题比较分类充电后与电池两极相连充电后与电池两极断开不变量UQd变大C变小Q变小E变小C变小U变大E不变S变大C变大Q变大E不变C变大U变小E变小r变大C变大Q变大E不变C变大U变小E变小(2021广西南宁二中期中)如图所示，一平行板电容器充电后与电源断开，负极板接地，在两极板间有一正电荷(电荷量很小)固定在P点，以E表示两极板间的电场强

9、度，U表示电容器的电势差，Ep表示正电荷在P点的电势能，若保持负极板不动，将正极板移到图中虚线所示位置，则()AU变小，Ep不变BE变大，Ep不变CU变大，Ep变大DU不变，Ep变大典例 2典例剖析A2(多选)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，静电计所带电量很少，可被忽略。一带负电油滴被固定于电容器中的P点，现将平行板电容器的下极板竖直向下移动一小段距离，则()A平行板电容器的电容值将变大B静电计指针张角变小C带电油滴的电势能将减少D若先将上极板与电源正极的导线断开再将下极板向下移动一小段距离，则带电油滴所受电场力不变 对点训练CD核心素养提升关于电容器

10、与力学、运动学知识相结合的问题，电场强度是联系电场问题和力学问题的桥梁。分析方法与力学的分析方法基本相同：先分析受力情况，再分析运动情况和运动过程(平衡、加速或减速，是直线运动还是曲线运动)，然后选用恰当的规律(如牛顿运动定律、动能定理或能量守恒定律)解题。一、电容器中的力学问题的分析方法(2021江苏镇江高一下期末)如图所示，水平放置的平行板电容器上板上开有一个小孔，电容器两板间距离为d，所加电压恒定。现将一质量为m、所带电荷量为q的小球从小孔正上方2d高处由静止开始释放，从小孔进入电容器后恰好做匀速直线运动。重力加速度为g。案例 1(1)求小球刚进入电容器时的速度大小；(2)求电容器两板间

11、电势差，并判断上、下板哪一板电势较高；(3)若在其他条件不变的情况下，仅将下板向下移动距离d。求：小球在电容器内运动的加速度大小；小球到达下板时的速度大小。1当电容器充电结束后，电容器所在电路中无电流，电容器两极板间的电压与充电电压相等。2放电的过程实际上就是电容器两极板上正、负电荷中和的过程，当放电结束后，电路中无电流。二、电容器的充、放电与储能案例 2(1)根据以上数据估算，电容器在整个放电过程中释放的电荷量为_C；(结果保留三位有效数字)(2)如果将电阻R换成阻值更大的电阻，则整个放电过程释放的电荷量将_；(填“增加”“减少”或“不变”)1.64103不变(3)该同学用相同实验装置测得另

12、一电容器放电过程中释放的电荷量Q6.6103 C，该电容器的电容为_F。(结果保留两位有效数字)解析：(1)因电荷量QIt，根据It图像的含义，可知图像与时间轴所围的面积表示整个放电过程中释放的电荷量，根据横轴与纵轴的数据可知，一个格子的电荷量为4105 C，所以释放的电荷量约为Q414105 C1.64103 C。(2)电容器放电与电阻R无关，则整个放电过程释放的电荷量将不变。1.1103课堂达标检测1(2021北京市丰台区高二上学期期中)a、b两个电容器如图甲所示，图乙是它们的部分参数。由此可知，下列关于a、b两个电容器的说法正确的是()Aa、b两个电容器的电容之比为81Ba、b两个电容器

13、的电容之比为45Cb电容器正常工作时可容纳的电荷量为0.1 CDa电容器正常工作时可容纳的电荷量为1 CC解析：由题图乙可知，a电容器的电容为C11 000 F，b电容器的电容为C210 000 F，所以a、b两个电容器的电容之比为1 00010 000110，A、B错误；a电容器正常工作时最多能容纳的电荷量为q1C1U11 00010680 C0.08 C，b电容器正常工作时最多能容纳的电荷量为q2C2U210 00010610 C0.1 C，故C正确，D错误。2(2021山东省济南第一中学高一下学期合格考)工厂在生产纺织品、纸张等绝缘材料时为了实时监控其厚度，通常要在生产流水线上设置如图所示传感器。其中A、B为平行板电容器的上、下两个极板，上下位置均固定，且分别接在恒压直流电源的两极上，当流水线上通过的产品厚度增大时，下列说法正确的是()AA、B平行板电容器的电容减小BA、B两板间的电场强度增大CA、B两板上的电荷量变小D有电流从b向a流过灵敏电流计D3(2021河北省河间市第四中学高二下学期期末)一平行板电容器充电后与电源断开，负极板接地。两板间有一个正电荷固定在P点，如图所示，以E表示两板间的场强，U表示电容器两板间的电压，表示正电荷在P点的电势，EP表示正电荷在P点的电势能，若保持负极板不动，将正极板