2021年新教材高中物理第十章靜電場(chǎng)中的能量4電容器的電容課件新人教版必修3

第十章靜電場(chǎng)中的能量第十章靜電場(chǎng)中的能量1學(xué)習(xí)目標(biāo)1.通過(guò)觀察和拆解常見(jiàn)的電容器,了解電容器的構(gòu)造,建構(gòu)電容器模型.通過(guò)實(shí)驗(yàn),觀察電容器的充、放電過(guò)程中電流與電壓的變化,分析電荷量變化及能量轉(zhuǎn)化情況,培養(yǎng)觀察能力、歸納整合能力.2.通過(guò)觀察演示實(shí)驗(yàn),知道電容器兩極板間電勢(shì)差跟電容器所帶電荷量的關(guān)系,知道用比值法來(lái)定義電容器的電容,體會(huì)比值定義法在定義物理量中的重要作用.3.通過(guò)探究平行板電容器的電容與哪些因素有關(guān)的實(shí)驗(yàn),了解電容器電容與電容器結(jié)構(gòu)及絕緣介質(zhì)有關(guān).能舉例說(shuō)明電容器的類型、特性及應(yīng)用,培養(yǎng)應(yīng)用物理知識(shí)解決實(shí)際問(wèn)題的能力.4電容器的電容學(xué)習(xí)目標(biāo)1.通過(guò)觀察和拆解常見(jiàn)的電容器,了解電容器的構(gòu)2知識(shí)點(diǎn)一電容器1.平行板電容器:在兩個(gè)相距很近的

中間夾上一層

——電介質(zhì)(空氣也是一種電介質(zhì)),就組成一個(gè)最簡(jiǎn)單的電容器,叫作平行板電容器.2.電容器:任何兩個(gè)

又

的導(dǎo)體,都可以看成一個(gè)電容器.平行金屬板絕緣物質(zhì)彼此絕緣相距很近知識(shí)點(diǎn)一電容器1.平行板電容器:在兩個(gè)相距很近的33.電容器的充、放電現(xiàn)象.把直流電源、電容器、燈泡、單刀雙擲開關(guān)連接成實(shí)驗(yàn)電路,如圖所示.(1)把開關(guān)S撥到A時(shí),燈泡會(huì)亮嗎?燈泡會(huì)一直亮嗎?答案:把開關(guān)S撥到A時(shí),燈泡會(huì)亮,但不會(huì)一直亮.3.電容器的充、放電現(xiàn)象.(1)把開關(guān)S撥到A時(shí),燈泡會(huì)亮嗎4(2)把開關(guān)S由A撥到B時(shí),燈泡會(huì)亮嗎?燈泡會(huì)一直亮嗎?答案:把開關(guān)S由A撥到B時(shí),燈泡會(huì)亮,但不會(huì)一直亮.(3)兩次流過(guò)燈泡的電流方向相同嗎?為什么?答案:不相同.把開關(guān)S撥到A時(shí),電容器充電,流過(guò)燈泡的電流自左向右;再把開關(guān)S撥到B時(shí),電容器放電,電容器相當(dāng)于電源,流過(guò)燈泡的電流自右向左.(2)把開關(guān)S由A撥到B時(shí),燈泡會(huì)亮嗎?燈泡會(huì)一直亮嗎?答案5知識(shí)點(diǎn)二電容1.電容:電容器所帶的

與電容器兩極板之間的

之比,叫作電容器的電容.用

表示.2.電容的定義式:

.3.在國(guó)際單位制中,電容的單位是

,簡(jiǎn)稱

,符號(hào)是

.實(shí)際中常用的單位還有微法(μF)和皮法(pF),它們與法拉的關(guān)系是1μF=

F,1pF=

F.電荷量Q電勢(shì)差UC

法拉法F10-610-12知識(shí)點(diǎn)二電容1.電容:電容器所帶的6答案:不是擊穿電壓.9V表示該電容器的工作電壓,也就是額定電壓,這個(gè)數(shù)值比擊穿電壓低.4.某電容器上標(biāo)有“1.5μF

9V”的字樣,9V表示該電容器的擊穿電壓?jiǎn)?答案:不是擊穿電壓.9V表示該電容器的工作電壓,也就是額定7知識(shí)點(diǎn)三平行板電容器的電容1.平行板電容器的電容大小與Q、U無(wú)關(guān),那么,它可能與什么因素有關(guān)?答案:平行板電容器的電容大小可能與極板間的距離d、極板的正對(duì)面積S、極板間的電介質(zhì)有關(guān).2.通過(guò)什么實(shí)驗(yàn)方法來(lái)探究平行板電容器的電容與相關(guān)因素的關(guān)系?答案:控制變量法.知識(shí)點(diǎn)三平行板電容器的電容1.平行板電容器的電容大小與Q、8知識(shí)點(diǎn)四常用電容器1.常用的電容器,從構(gòu)造上看,可以分為

和

兩類.固定電容器的電容是固定不變的.常用的有聚苯乙烯電容器和

.2.超級(jí)電容器是根據(jù)

研發(fā)的一種新型電容器.它的充電時(shí)間短,儲(chǔ)存電能多,放電功率大,使用壽命長(zhǎng).固定電容器可變電容器電解電容器電化學(xué)原理知識(shí)點(diǎn)四常用電容器1.常用的電容器,從構(gòu)造上看,可以分為9小試身手判斷下列說(shuō)法的正誤并和同學(xué)交流(正確的打“√”,錯(cuò)誤的打“×”).1.電容大的電容器所帶電荷量一定多.(

)2.電容器所帶的電荷量Q是指電容器的一個(gè)極板上所帶電荷量的絕對(duì)值.(

)3.電容器外殼上標(biāo)的是額定電壓.(

)4.電容器所帶的電荷量增加一倍,則兩極板間的電勢(shì)差也增加一倍.(

)5.電容器兩極板間的電勢(shì)差越大,電容就越大.(

)6.平行板電容器間插入電介質(zhì)時(shí)電容變大.(

)×√√√×√小試身手判斷下列說(shuō)法的正誤并和同學(xué)交流(正確的打“√”,錯(cuò)誤10探究一

電容器的充、放電現(xiàn)象問(wèn)題情境情境1:把直流電源、電阻、電容器、電流表、電壓表以及單刀雙擲開關(guān)組裝成實(shí)驗(yàn)電路,如圖所示.探究一電容器的充、放電現(xiàn)象問(wèn)題情境情境1:把直流電源、電阻111.把開關(guān)S接1,此時(shí)電源給電容器充電,電流的方向如何?電容器兩極板帶電情況怎樣?電壓表、電流表示數(shù)如何變化?該過(guò)程中能量是如何轉(zhuǎn)化的?答案:電流由電源的正極流向電容器的正極板,從電容器的負(fù)極板流向電源的負(fù)極.兩極板上電荷量增加,最后兩極板帶有等量的異種電荷.電壓表示數(shù)迅速增大,隨后逐漸穩(wěn)定在某一數(shù)值,電流表示數(shù)由大變小.充電過(guò)程中電源內(nèi)的化學(xué)能轉(zhuǎn)化為電容器內(nèi)的電場(chǎng)能.1.把開關(guān)S接1,此時(shí)電源給電容器充電,電流的方向如何?電容122.把開關(guān)S接2,電容器通過(guò)電阻R放電,電流的方向如何?電容器兩極板帶電情況怎樣?電壓表和電流表的示數(shù)有什么變化?該過(guò)程中能量是如何轉(zhuǎn)化的?答案:放電電流由電容器的正極板經(jīng)過(guò)電阻R流向電容器的負(fù)極板.正、負(fù)電荷中和,兩極板所帶的電荷量減小.電壓表示數(shù)減小,電流表的示數(shù)由大變小.放電過(guò)程中,電容器的電場(chǎng)能通過(guò)電流做功轉(zhuǎn)化為其他形式的能量.2.把開關(guān)S接2,電容器通過(guò)電阻R放電,電流的方向如何?電容13情境2:電流傳感器可以與計(jì)算機(jī)相連,能在很短的時(shí)間內(nèi)畫出電流隨時(shí)間變化的圖像.按圖甲連接電路,提供8V直流電源,先使開關(guān)S與1端相連,電源向電容器充電,這個(gè)過(guò)程可在短時(shí)間內(nèi)完成.然后把開關(guān)S擲向2端,電容器通過(guò)電阻R放電,傳感器將電流信息傳入計(jì)算機(jī),屏幕上顯示出電流隨時(shí)間變化的I-t圖像,如圖乙所示.甲乙情境2:電流傳感器可以與計(jì)算機(jī)相連,能在很短的時(shí)間內(nèi)畫出電流143.由圖線可以看出電容器放電有何特點(diǎn)?在圖中畫一個(gè)豎立的狹長(zhǎng)矩形(在圖乙的最左邊),它的面積的物理意義是什么?答案:由圖線可知,電容器放電隨時(shí)間延長(zhǎng)變得緩慢.因?yàn)镼=It,所以豎直狹長(zhǎng)矩形的面積表示在0.1s內(nèi)電容器釋放的電荷量.3.由圖線可以看出電容器放電有何特點(diǎn)?在圖中畫一個(gè)豎立的狹長(zhǎng)154.怎樣根據(jù)圖乙的I-t圖像估算電容器在整個(gè)放電過(guò)程中釋放的電荷量?試著算一算.答案:根據(jù)橫軸與縱軸的數(shù)據(jù)可知,一個(gè)格子代表的電荷量為0.08×10-3C,大于半格算一個(gè),小于半格舍去,圖線所包含的格子個(gè)數(shù)為40,所以釋放的電荷量是Q=0.08×10-3C×40=3.2×10-3

C.5.放電過(guò)程中,電流最后減小到0,說(shuō)明兩極板的電荷量有什么關(guān)系?答案:說(shuō)明兩極板帶等量異種電荷,電容器所帶的電荷量是指一個(gè)極板所帶電荷量的絕對(duì)值.4.怎樣根據(jù)圖乙的I-t圖像估算電容器在整個(gè)放電過(guò)程中釋放的16過(guò)程建構(gòu)1.電容器充電過(guò)程的特點(diǎn).(1)充電電流從電容器正極板流入,從電容器負(fù)極板流出.(2)充電時(shí)電容器所帶電荷量增加,極板間電勢(shì)差增大,極板間電場(chǎng)強(qiáng)度增大.(3)電容器充電結(jié)束后,電容器所在電路中沒(méi)有電流,電容器兩極板間電勢(shì)差與充電電壓相等.(4)充電過(guò)程中,其他形式的能量轉(zhuǎn)化為電容器中儲(chǔ)存的能量.過(guò)程建構(gòu)1.電容器充電過(guò)程的特點(diǎn).172.電容器放電過(guò)程的特點(diǎn).(1)放電電流從電容器正極板流出,從電容器負(fù)極板流入.(2)放電時(shí)電容器所帶電荷量減少,極板間電勢(shì)差降低,極板間電場(chǎng)強(qiáng)度減弱.(3)電容器放電結(jié)束后,電容器所在電路中沒(méi)有電流,電容器不再帶有電荷,電容器兩極板間電勢(shì)差為0.(4)放電過(guò)程中,電容器儲(chǔ)存的能量轉(zhuǎn)化為其他形式的能量.2.電容器放電過(guò)程的特點(diǎn).18【典例1】(多選)關(guān)于電容器的充、放電,下列說(shuō)法正確的是(

)A.充、放電過(guò)程中外電路有瞬間電流B.充、放電過(guò)程中外電路有恒定電流C.充電過(guò)程中電源提供的電能全部轉(zhuǎn)化為內(nèi)能D.放電過(guò)程中電容器中的電場(chǎng)能逐漸減少【典例1】(多選)關(guān)于電容器的充、放電,下列說(shuō)法正確的是(19解析:電容器在充、放電過(guò)程中,外電路中均有瞬間電流存在,故選項(xiàng)A正確;充、放電過(guò)程中,外電路中電流并不是恒定的,故選項(xiàng)B錯(cuò)誤;充電過(guò)程電源提供的電能轉(zhuǎn)化為電容器中的電場(chǎng)能,故選項(xiàng)C錯(cuò)誤;放電過(guò)程中電容器兩板上的電荷量減少,極板間電勢(shì)差降低,極板間電場(chǎng)強(qiáng)度減弱,則電場(chǎng)能減少,故選項(xiàng)D正確.答案:AD解析:電容器在充、放電過(guò)程中,外電路中均有瞬間電流存在,故選20探究二電容問(wèn)題情境探究電容器兩極板間電勢(shì)差跟所帶電荷量的關(guān)系實(shí)驗(yàn)電路如圖所示.電流傳感器記錄電容器充電過(guò)程中的電流,并在計(jì)算機(jī)屏幕上顯示出電流隨時(shí)間變化的圖像,利用軟件可求出I-t圖像的面積即可獲得電容器極板上所帶的電荷量.探究二電容問(wèn)題情境探究電容器兩極板間電勢(shì)差跟所帶電荷量的關(guān)211.分別接入電容器A、電容器B,調(diào)節(jié)電阻箱使電壓表的讀數(shù)分別為1.5V、3V、4.5V,根據(jù)I-t圖像的面積求出對(duì)應(yīng)的電荷量,記錄數(shù)據(jù)見(jiàn)表格.分析實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)你能得到什么結(jié)論?電容器U/VQ/CA1.51.5×10-31×10-333×10-31×10-34.54.5×10-31×10-3B1.53×10-32×10-336×10-32×10-34.59×10-32×10-31.分別接入電容器A、電容器B,調(diào)節(jié)電阻箱使電壓表的讀數(shù)分別22

23答案:電容器具有儲(chǔ)存電荷的特性,類似于用容器可以裝水.電容器一個(gè)極板上所帶的電荷量相當(dāng)于容器的容積,兩極板之間的電勢(shì)差相當(dāng)于容器內(nèi)的水深,電容相當(dāng)于容器的橫截面積,顯然,當(dāng)兩極板間的電勢(shì)差(水深)相等時(shí),電容(橫截面積)大的電容器(容器)所帶的電荷量(水)多.

答案:電容器具有儲(chǔ)存電荷的特性,類似于用容器可以裝水.電容器24過(guò)程建構(gòu)1.電容由電容器本身的構(gòu)造決定.電容器的電容表征了電容器儲(chǔ)存電荷的特性,對(duì)一個(gè)確定的電容器,電容是一定的,與電容器所帶電荷量Q和所加電壓U無(wú)關(guān).不同的電容器電容一般不同.過(guò)程建構(gòu)1.電容由電容器本身的構(gòu)造決定.25

26【典例2】一平行板電容器,當(dāng)極板上所帶電荷量增加2.0×10-4C時(shí),極板間的電壓增加40V,則當(dāng)電容器兩端所加電壓為200V時(shí),電容器所帶電荷量為多少?[學(xué)會(huì)審題]【典例2】一平行板電容器,當(dāng)極板上所帶電荷量增加2.0×1027

答案:1×10-3C

答案:1×10-3C28【變式】用兩節(jié)相同的電池分別給兩個(gè)原來(lái)不帶電的電容器充電,已知C1<C2.當(dāng)達(dá)到穩(wěn)定狀態(tài)時(shí),兩電容器每個(gè)極板的電荷量分別為Q1和Q2,則 (

)A.Q1>Q2

B.Q1<Q2C.Q1=Q2

D.無(wú)法確定Q1與Q2的關(guān)系解析:電池相同,則電壓相同,故根據(jù)Q=CU可知電容越大,充電量越大,即Q1<Q2,選項(xiàng)B正確.答案:B【變式】用兩節(jié)相同的電池分別給兩個(gè)原來(lái)不帶電的電容器充電,已29探究三平行板電容器的電容問(wèn)題情境平行板電容器是最簡(jiǎn)單、最基本的電容器.幾乎所有的電容器都可看成平行板電容器的變形.現(xiàn)在通過(guò)控制變量法探究平行板電容器的電容與哪些因素有關(guān).1.如圖所示,保持極板上的電荷量Q和兩極板間的距離d不變,改變兩極板的正對(duì)面積S,判斷電容C的變化.

探究三平行板電容器的電容問(wèn)題情境平行板電容器是最簡(jiǎn)單、最基302.如圖所示,保持極板上的電荷量Q和兩極板的正對(duì)面積S不變,改變兩極板間的距離d,判斷電容C的變化.

2.如圖所示,保持極板上的電荷量Q和兩極板的正對(duì)面積S不變,313.如圖所示,保持Q、S、d不變,在兩極板間插入電介質(zhì),判斷電容C的變化.

3.如圖所示,保持Q、S、d不變,在兩極板間插入電介質(zhì),判斷324.嘗試分析平行板電容器的電容C與哪些因素有關(guān)系?有什么關(guān)系?答案:平行板電容器的電容C與兩極板間的電介質(zhì)、極板的正對(duì)面積、極板間的距離有關(guān).增大平行板電容器兩極板的正對(duì)面積、插入電介質(zhì)、減小兩極板間的距離,都可以增大平行板電容器的電容.反之亦然.4.嘗試分析平行板電容器的電容C與哪些因素有關(guān)系?有什么關(guān)系33過(guò)程建構(gòu)

比較項(xiàng)類別定義式?jīng)Q定式適用范圍所有電容器,表征了電容器儲(chǔ)存電荷的特性平行板電容器,反映了平行板電容器的電容的決定因素聯(lián)系過(guò)程建構(gòu)

比較項(xiàng)類別定義式?jīng)Q定式適用所有電容器,表征了電容器342.平行板電容器的動(dòng)態(tài)分析.(1)兩類情況:一類是平行板電容器始終與電源兩極相連,保持電壓U不變;另一類是平行板電容器充電后與電源斷開,保持所帶電荷量Q不變.(2)分析思路:2.平行板電容器的動(dòng)態(tài)分析.35【典例3】下圖為研究影響平行板電容器電容的因素的實(shí)驗(yàn)裝置示意圖,下列說(shuō)法正確的是(

)A.A板與靜電計(jì)的指針帶的是異種電荷B.甲圖中將B板上移,靜電計(jì)的指針偏角減小C.乙圖中將B板左移,靜電計(jì)的指針偏角不變D.丙圖中將電介質(zhì)插入兩板之間,靜電計(jì)的指針偏角減小甲乙丙【典例3】下圖為研究影響平行板電容器電容的因素的實(shí)驗(yàn)裝置示意36

答案:D

答案:D37靜電計(jì)的使用(1)靜電計(jì)是在驗(yàn)電器的基礎(chǔ)上改造而成的.靜電計(jì)與電容器的兩極板分別連接在一起,則電容器上的電勢(shì)差就等于靜電計(jì)上所指示的電勢(shì)差U,U的大小就從靜電計(jì)的刻度讀出.可見(jiàn),靜電計(jì)指針的變化表征了電容器兩極板間電勢(shì)差的變化.(2)靜電計(jì)本身也是一個(gè)電容器,但靜電計(jì)儲(chǔ)存電荷的本領(lǐng)很弱,即電容很小,當(dāng)帶電的電容器與靜電計(jì)連接時(shí),可認(rèn)為電容器上的電荷量保持不變.靜電計(jì)的使用38課堂評(píng)價(jià)答案:C

課堂評(píng)價(jià)答案:C

39答案:BD2.(多選)下圖是一個(gè)由電池、電阻R與平行板電容器組成的電路,在減小電容器兩極板間距離的過(guò)程中(

)A.電阻R中沒(méi)有電流B.電容器的電容變大C.電阻R中有從A流向B的電流D.電阻R中有從B流向A的電流答案:BD2.(多選)下圖是一個(gè)由電池、電阻R與平行板電容器403.(多選)如圖所示,M為中間插有電介質(zhì)的電容器,A和B為其兩極板,A板接地;P和Q為兩豎直放置的平行金屬板,在兩板間用絕緣線懸掛一帶電小球;P板與B板用導(dǎo)線相連,Q板接地.開始時(shí)懸線靜止在豎直方向,在B板帶電后,懸線偏轉(zhuǎn)了α角度.在以下方法中,能使懸線的偏角α變大的是(

)答案:BCA.縮小A、B間的距離B.增大A、B間的距離C.取出A、B兩極板間的電介質(zhì)D.換一塊形狀大小相同、介電常數(shù)更大的電介質(zhì)3.(多選)如圖所示,M為中間插有電介質(zhì)的電容器,A和B為其414.(多選)下圖是一種通過(guò)測(cè)量電容器電容的變化來(lái)檢測(cè)液面高低的儀器原理圖,電容器的兩個(gè)電極分別用導(dǎo)線接到指示器上,指示器可顯示出電容的大小.下列關(guān)于該儀器的說(shuō)法中,正確的有(

)答案:ACA.該儀器中電容器的電極分別是芯柱和導(dǎo)電液體B.芯柱外套的絕緣層越厚,該電容器的電容越大C.若指示器顯示電容增大,則容器中液面升高D.若指示器顯示電容減小,則容器中液面升高4.(多選)下圖是一種通過(guò)測(cè)量電容器電容的變化來(lái)檢測(cè)液面高低425.有一充電的電容器,兩板間的電壓為3V,所帶電荷量為4.5×10-4C,此電容器的電容是多少?將電容器的電壓降為2V,電容器的電容是多少?所帶電荷量是多少?

答案:1.5×10-4F

1.5×10-4F

3×10-4C5.有一充電的電容器,兩板間的電壓為3V,所帶電荷量為

答432021年新教材高中物理第十章靜電場(chǎng)中的能量4電容器的電容課件新人教版必修344學(xué)科素養(yǎng)培優(yōu)模型建構(gòu)——平行板電容器的兩類動(dòng)態(tài)問(wèn)題

學(xué)科素養(yǎng)培優(yōu)

452.平行板電容器兩類動(dòng)態(tài)問(wèn)題的比較.分類充電后與電源兩極相連充電后與電源兩極斷開不變量UQd變大C變小,Q變小,E變小C變小,U變大,E不變S變大C變大,Q變大,E不變C變大,U變小,E變小εr變大C變大,Q變大,E不變C變大,U變小,E變小2.平行板電容器兩類動(dòng)態(tài)問(wèn)題的比較.分類充電后與電源兩極相連46【典例】如圖所示的電路中,A、B是平行板電容器的兩金屬板.先將開關(guān)S閉合,等電路穩(wěn)定后將S斷開,并將B板向下平移一小段距離,保持兩板間的某點(diǎn)P與A板的距離不變,則下列說(shuō)法正確的是 (

)A.電容器的電容變小B.電容器內(nèi)部電場(chǎng)強(qiáng)度變大C.電容器兩極板電壓變小D.P點(diǎn)電勢(shì)降低【典例】如圖所示的電路中,A、B是平行板電容器的兩金屬板.先47

答案:A

答案:A48第十章靜電場(chǎng)中的能量第十章靜電場(chǎng)中的能量49學(xué)習(xí)目標(biāo)1.通過(guò)觀察和拆解常見(jiàn)的電容器,了解電容器的構(gòu)造,建構(gòu)電容器模型.通過(guò)實(shí)驗(yàn),觀察電容器的充、放電過(guò)程中電流與電壓的變化,分析電荷量變化及能量轉(zhuǎn)化情況,培養(yǎng)觀察能力、歸納整合能力.2.通過(guò)觀察演示實(shí)驗(yàn),知道電容器兩極板間電勢(shì)差跟電容器所帶電荷量的關(guān)系,知道用比值法來(lái)定義電容器的電容,體會(huì)比值定義法在定義物理量中的重要作用.3.通過(guò)探究平行板電容器的電容與哪些因素有關(guān)的實(shí)驗(yàn),了解電容器電容與電容器結(jié)構(gòu)及絕緣介質(zhì)有關(guān).能舉例說(shuō)明電容器的類型、特性及應(yīng)用,培養(yǎng)應(yīng)用物理知識(shí)解決實(shí)際問(wèn)題的能力.4電容器的電容學(xué)習(xí)目標(biāo)1.通過(guò)觀察和拆解常見(jiàn)的電容器,了解電容器的構(gòu)50知識(shí)點(diǎn)一電容器1.平行板電容器:在兩個(gè)相距很近的

中間夾上一層

——電介質(zhì)(空氣也是一種電介質(zhì)),就組成一個(gè)最簡(jiǎn)單的電容器,叫作平行板電容器.2.電容器:任何兩個(gè)

又

的導(dǎo)體,都可以看成一個(gè)電容器.平行金屬板絕緣物質(zhì)彼此絕緣相距很近知識(shí)點(diǎn)一電容器1.平行板電容器:在兩個(gè)相距很近的513.電容器的充、放電現(xiàn)象.把直流電源、電容器、燈泡、單刀雙擲開關(guān)連接成實(shí)驗(yàn)電路,如圖所示.(1)把開關(guān)S撥到A時(shí),燈泡會(huì)亮嗎?燈泡會(huì)一直亮嗎?答案:把開關(guān)S撥到A時(shí),燈泡會(huì)亮,但不會(huì)一直亮.3.電容器的充、放電現(xiàn)象.(1)把開關(guān)S撥到A時(shí),燈泡會(huì)亮嗎52(2)把開關(guān)S由A撥到B時(shí),燈泡會(huì)亮嗎?燈泡會(huì)一直亮嗎?答案:把開關(guān)S由A撥到B時(shí),燈泡會(huì)亮,但不會(huì)一直亮.(3)兩次流過(guò)燈泡的電流方向相同嗎?為什么?答案:不相同.把開關(guān)S撥到A時(shí),電容器充電,流過(guò)燈泡的電流自左向右;再把開關(guān)S撥到B時(shí),電容器放電,電容器相當(dāng)于電源,流過(guò)燈泡的電流自右向左.(2)把開關(guān)S由A撥到B時(shí),燈泡會(huì)亮嗎?燈泡會(huì)一直亮嗎?答案53知識(shí)點(diǎn)二電容1.電容:電容器所帶的

與電容器兩極板之間的

之比,叫作電容器的電容.用

表示.2.電容的定義式:

.3.在國(guó)際單位制中,電容的單位是

,簡(jiǎn)稱

,符號(hào)是

.實(shí)際中常用的單位還有微法(μF)和皮法(pF),它們與法拉的關(guān)系是1μF=

F,1pF=

F.電荷量Q電勢(shì)差UC

法拉法F10-610-12知識(shí)點(diǎn)二電容1.電容:電容器所帶的54答案:不是擊穿電壓.9V表示該電容器的工作電壓,也就是額定電壓,這個(gè)數(shù)值比擊穿電壓低.4.某電容器上標(biāo)有“1.5μF

9V”的字樣,9V表示該電容器的擊穿電壓?jiǎn)?答案:不是擊穿電壓.9V表示該電容器的工作電壓,也就是額定55知識(shí)點(diǎn)三平行板電容器的電容1.平行板電容器的電容大小與Q、U無(wú)關(guān),那么,它可能與什么因素有關(guān)?答案:平行板電容器的電容大小可能與極板間的距離d、極板的正對(duì)面積S、極板間的電介質(zhì)有關(guān).2.通過(guò)什么實(shí)驗(yàn)方法來(lái)探究平行板電容器的電容與相關(guān)因素的關(guān)系?答案:控制變量法.知識(shí)點(diǎn)三平行板電容器的電容1.平行板電容器的電容大小與Q、56知識(shí)點(diǎn)四常用電容器1.常用的電容器,從構(gòu)造上看,可以分為

和

兩類.固定電容器的電容是固定不變的.常用的有聚苯乙烯電容器和

.2.超級(jí)電容器是根據(jù)

研發(fā)的一種新型電容器.它的充電時(shí)間短,儲(chǔ)存電能多,放電功率大,使用壽命長(zhǎng).固定電容器可變電容器電解電容器電化學(xué)原理知識(shí)點(diǎn)四常用電容器1.常用的電容器,從構(gòu)造上看,可以分為57小試身手判斷下列說(shuō)法的正誤并和同學(xué)交流(正確的打“√”,錯(cuò)誤的打“×”).1.電容大的電容器所帶電荷量一定多.(

)2.電容器所帶的電荷量Q是指電容器的一個(gè)極板上所帶電荷量的絕對(duì)值.(

)3.電容器外殼上標(biāo)的是額定電壓.(

)4.電容器所帶的電荷量增加一倍,則兩極板間的電勢(shì)差也增加一倍.(

)5.電容器兩極板間的電勢(shì)差越大,電容就越大.(

)6.平行板電容器間插入電介質(zhì)時(shí)電容變大.(

)×√√√×√小試身手判斷下列說(shuō)法的正誤并和同學(xué)交流(正確的打“√”,錯(cuò)誤58探究一

電容器的充、放電現(xiàn)象問(wèn)題情境情境1:把直流電源、電阻、電容器、電流表、電壓表以及單刀雙擲開關(guān)組裝成實(shí)驗(yàn)電路,如圖所示.探究一電容器的充、放電現(xiàn)象問(wèn)題情境情境1:把直流電源、電阻591.把開關(guān)S接1,此時(shí)電源給電容器充電,電流的方向如何?電容器兩極板帶電情況怎樣?電壓表、電流表示數(shù)如何變化?該過(guò)程中能量是如何轉(zhuǎn)化的?答案:電流由電源的正極流向電容器的正極板,從電容器的負(fù)極板流向電源的負(fù)極.兩極板上電荷量增加,最后兩極板帶有等量的異種電荷.電壓表示數(shù)迅速增大,隨后逐漸穩(wěn)定在某一數(shù)值,電流表示數(shù)由大變小.充電過(guò)程中電源內(nèi)的化學(xué)能轉(zhuǎn)化為電容器內(nèi)的電場(chǎng)能.1.把開關(guān)S接1,此時(shí)電源給電容器充電,電流的方向如何?電容602.把開關(guān)S接2,電容器通過(guò)電阻R放電,電流的方向如何?電容器兩極板帶電情況怎樣?電壓表和電流表的示數(shù)有什么變化?該過(guò)程中能量是如何轉(zhuǎn)化的?答案:放電電流由電容器的正極板經(jīng)過(guò)電阻R流向電容器的負(fù)極板.正、負(fù)電荷中和,兩極板所帶的電荷量減小.電壓表示數(shù)減小,電流表的示數(shù)由大變小.放電過(guò)程中,電容器的電場(chǎng)能通過(guò)電流做功轉(zhuǎn)化為其他形式的能量.2.把開關(guān)S接2,電容器通過(guò)電阻R放電,電流的方向如何?電容61情境2:電流傳感器可以與計(jì)算機(jī)相連,能在很短的時(shí)間內(nèi)畫出電流隨時(shí)間變化的圖像.按圖甲連接電路,提供8V直流電源,先使開關(guān)S與1端相連,電源向電容器充電,這個(gè)過(guò)程可在短時(shí)間內(nèi)完成.然后把開關(guān)S擲向2端,電容器通過(guò)電阻R放電,傳感器將電流信息傳入計(jì)算機(jī),屏幕上顯示出電流隨時(shí)間變化的I-t圖像,如圖乙所示.甲乙情境2:電流傳感器可以與計(jì)算機(jī)相連,能在很短的時(shí)間內(nèi)畫出電流623.由圖線可以看出電容器放電有何特點(diǎn)?在圖中畫一個(gè)豎立的狹長(zhǎng)矩形(在圖乙的最左邊),它的面積的物理意義是什么?答案:由圖線可知,電容器放電隨時(shí)間延長(zhǎng)變得緩慢.因?yàn)镼=It,所以豎直狹長(zhǎng)矩形的面積表示在0.1s內(nèi)電容器釋放的電荷量.3.由圖線可以看出電容器放電有何特點(diǎn)?在圖中畫一個(gè)豎立的狹長(zhǎng)634.怎樣根據(jù)圖乙的I-t圖像估算電容器在整個(gè)放電過(guò)程中釋放的電荷量?試著算一算.答案:根據(jù)橫軸與縱軸的數(shù)據(jù)可知,一個(gè)格子代表的電荷量為0.08×10-3C,大于半格算一個(gè),小于半格舍去,圖線所包含的格子個(gè)數(shù)為40,所以釋放的電荷量是Q=0.08×10-3C×40=3.2×10-3

C.5.放電過(guò)程中,電流最后減小到0,說(shuō)明兩極板的電荷量有什么關(guān)系?答案:說(shuō)明兩極板帶等量異種電荷,電容器所帶的電荷量是指一個(gè)極板所帶電荷量的絕對(duì)值.4.怎樣根據(jù)圖乙的I-t圖像估算電容器在整個(gè)放電過(guò)程中釋放的64過(guò)程建構(gòu)1.電容器充電過(guò)程的特點(diǎn).(1)充電電流從電容器正極板流入,從電容器負(fù)極板流出.(2)充電時(shí)電容器所帶電荷量增加,極板間電勢(shì)差增大,極板間電場(chǎng)強(qiáng)度增大.(3)電容器充電結(jié)束后,電容器所在電路中沒(méi)有電流,電容器兩極板間電勢(shì)差與充電電壓相等.(4)充電過(guò)程中,其他形式的能量轉(zhuǎn)化為電容器中儲(chǔ)存的能量.過(guò)程建構(gòu)1.電容器充電過(guò)程的特點(diǎn).652.電容器放電過(guò)程的特點(diǎn).(1)放電電流從電容器正極板流出,從電容器負(fù)極板流入.(2)放電時(shí)電容器所帶電荷量減少,極板間電勢(shì)差降低,極板間電場(chǎng)強(qiáng)度減弱.(3)電容器放電結(jié)束后,電容器所在電路中沒(méi)有電流,電容器不再帶有電荷,電容器兩極板間電勢(shì)差為0.(4)放電過(guò)程中,電容器儲(chǔ)存的能量轉(zhuǎn)化為其他形式的能量.2.電容器放電過(guò)程的特點(diǎn).66【典例1】(多選)關(guān)于電容器的充、放電,下列說(shuō)法正確的是(

)A.充、放電過(guò)程中外電路有瞬間電流B.充、放電過(guò)程中外電路有恒定電流C.充電過(guò)程中電源提供的電能全部轉(zhuǎn)化為內(nèi)能D.放電過(guò)程中電容器中的電場(chǎng)能逐漸減少【典例1】(多選)關(guān)于電容器的充、放電,下列說(shuō)法正確的是(67解析:電容器在充、放電過(guò)程中,外電路中均有瞬間電流存在,故選項(xiàng)A正確;充、放電過(guò)程中,外電路中電流并不是恒定的,故選項(xiàng)B錯(cuò)誤;充電過(guò)程電源提供的電能轉(zhuǎn)化為電容器中的電場(chǎng)能,故選項(xiàng)C錯(cuò)誤;放電過(guò)程中電容器兩板上的電荷量減少,極板間電勢(shì)差降低,極板間電場(chǎng)強(qiáng)度減弱,則電場(chǎng)能減少,故選項(xiàng)D正確.答案:AD解析:電容器在充、放電過(guò)程中,外電路中均有瞬間電流存在,故選68探究二電容問(wèn)題情境探究電容器兩極板間電勢(shì)差跟所帶電荷量的關(guān)系實(shí)驗(yàn)電路如圖所示.電流傳感器記錄電容器充電過(guò)程中的電流,并在計(jì)算機(jī)屏幕上顯示出電流隨時(shí)間變化的圖像,利用軟件可求出I-t圖像的面積即可獲得電容器極板上所帶的電荷量.探究二電容問(wèn)題情境探究電容器兩極板間電勢(shì)差跟所帶電荷量的關(guān)691.分別接入電容器A、電容器B,調(diào)節(jié)電阻箱使電壓表的讀數(shù)分別為1.5V、3V、4.5V,根據(jù)I-t圖像的面積求出對(duì)應(yīng)的電荷量,記錄數(shù)據(jù)見(jiàn)表格.分析實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)你能得到什么結(jié)論?電容器U/VQ/CA1.51.5×10-31×10-333×10-31×10-34.54.5×10-31×10-3B1.53×10-32×10-336×10-32×10-34.59×10-32×10-31.分別接入電容器A、電容器B,調(diào)節(jié)電阻箱使電壓表的讀數(shù)分別70

71答案:電容器具有儲(chǔ)存電荷的特性,類似于用容器可以裝水.電容器一個(gè)極板上所帶的電荷量相當(dāng)于容器的容積,兩極板之間的電勢(shì)差相當(dāng)于容器內(nèi)的水深,電容相當(dāng)于容器的橫截面積,顯然,當(dāng)兩極板間的電勢(shì)差(水深)相等時(shí),電容(橫截面積)大的電容器(容器)所帶的電荷量(水)多.

答案:電容器具有儲(chǔ)存電荷的特性,類似于用容器可以裝水.電容器72過(guò)程建構(gòu)1.電容由電容器本身的構(gòu)造決定.電容器的電容表征了電容器儲(chǔ)存電荷的特性,對(duì)一個(gè)確定的電容器,電容是一定的,與電容器所帶電荷量Q和所加電壓U無(wú)關(guān).不同的電容器電容一般不同.過(guò)程建構(gòu)1.電容由電容器本身的構(gòu)造決定.73

74【典例2】一平行板電容器,當(dāng)極板上所帶電荷量增加2.0×10-4C時(shí),極板間的電壓增加40V,則當(dāng)電容器兩端所加電壓為200V時(shí),電容器所帶電荷量為多少?[學(xué)會(huì)審題]【典例2】一平行板電容器,當(dāng)極板上所帶電荷量增加2.0×1075

答案:1×10-3C

答案:1×10-3C76【變式】用兩節(jié)相同的電池分別給兩個(gè)原來(lái)不帶電的電容器充電,已知C1<C2.當(dāng)達(dá)到穩(wěn)定狀態(tài)時(shí),兩電容器每個(gè)極板的電荷量分別為Q1和Q2,則 (

)A.Q1>Q2

B.Q1<Q2C.Q1=Q2

D.無(wú)法確定Q1與Q2的關(guān)系解析:電池相同,則電壓相同,故根據(jù)Q=CU可知電容越大,充電量越大,即Q1<Q2,選項(xiàng)B正確.答案:B【變式】用兩節(jié)相同的電池分別給兩個(gè)原來(lái)不帶電的電容器充電,已77探究三平行板電容器的電容問(wèn)題情境平行板電容器是最簡(jiǎn)單、最基本的電容器.幾乎所有的電容器都可看成平行板電容器的變形.現(xiàn)在通過(guò)控制變量法探究平行板電容器的電容與哪些因素有關(guān).1.如圖所示,保持極板上的電荷量Q和兩極板間的距離d不變,改變兩極板的正對(duì)面積S,判斷電容C的變化.

探究三平行板電容器的電容問(wèn)題情境平行板電容器是最簡(jiǎn)單、最基782.如圖所示,保持極板上的電荷量Q和兩極板的正對(duì)面積S不變,改變兩極板間的距離d,判斷電容C的變化.

2.如圖所示,保持極板上的電荷量Q和兩極板的正對(duì)面積S不變,793.如圖所示,保持Q、S、d不變,在兩極板間插入電介質(zhì),判斷電容C的變化.

3.如圖所示,保持Q、S、d不變,在兩極板間插入電介質(zhì),判斷804.嘗試分析平行板電容器的電容C與哪些因素有關(guān)系?有什么關(guān)系?答案:平行板電容器的電容C與兩極板間的電介質(zhì)、極板的正對(duì)面積、極板間的距離有關(guān).增大平行板電容器兩極板的正對(duì)面積、插入電介質(zhì)、減小兩極板間的距離,都可以增大平行板電容器的電容.反之亦然.4.嘗試分析平行板電容器的電容C與哪些因素有關(guān)系?有什么關(guān)系81過(guò)程建構(gòu)

比較項(xiàng)類別定義式?jīng)Q定式適用范圍所有電容器,表征了電容器儲(chǔ)存電荷的特性平行板電容器,反映了平行板電容器的電容的決定因素聯(lián)系過(guò)程建構(gòu)

比較項(xiàng)類別定義式?jīng)Q定式適用所有電容器,表征了電容器822.平行板電容器的動(dòng)態(tài)分析.(1)兩類情況:一類是平行板電容器始終與電源兩極相連,保持電壓U不變;另一類是平行板電容器充電后與電源斷開,保持所帶電荷量Q不變.(2)分析思路:2.平行板電容器的動(dòng)態(tài)分析.83【典例3】下圖為研究影響平行板電容器電容的因素的實(shí)驗(yàn)裝置示意圖,下列說(shuō)法正確的是(

)A.A板與靜電計(jì)的指針帶的是異種電荷B.甲圖中將B板上移,靜電計(jì)的指針偏角減小C.乙圖中將B板左移,靜電計(jì)的指針偏角不變D.丙圖中將電介質(zhì)插入兩板之間,靜電計(jì)的指針偏角減小甲乙丙【典例3】下圖為研究影響平行板電容器電容的因素的實(shí)驗(yàn)裝置示意84

答案:D

答案:D85靜電計(jì)的使用(1)靜電計(jì)是在驗(yàn)電器