2014-2015学年高中物理 1.4 电容器学案 新人教版选修1-1.doc

‎1.4 电容器 ‎[学习目标定位]　1.了解电容器的结构和功能，知道影响电容大小的因素.2.知道电容的单位和物理意义，理解电容器的充电和放电过程．‎ 一、电容器 ‎1．作用：电容器是储存电荷的装置．‎ ‎2．平行板电容器的组成：在两个正对的平行金属板中间夹上一层绝缘物质——电介质．‎ 二、电容 ‎1．电容：在一定的电压下，不同电容器的极板上储存的电荷有多有少，也就是电容器的电容有大有小．‎ ‎2．电容的单位：在国际单位制中，电容的单位是法拉，简称法，符号是F，还有微法(μF)和皮法(pF)．‎ ‎3．电容的决定因素：电容器极板的正对面积越大、极板间的距离越近，电容器的电容就越大，电容的大小还跟极板间电介质的性质有关.‎ 一、电容器 ‎[问题设计]‎ 我们知道容器是用来盛液体的，而电容器是一种重要的电学元件，它和容器有何区别呢？‎ 答案　‎ 容器―→储存物质―→容积―→单位(m3、L、mL)‎ 电容器―→储存电荷―→电容―→单位(F、μF、pF)‎ ‎[要点提炼]‎ ‎1．电容器 电容器是储存电荷的装置．两块互相靠近又彼此绝缘的导体就是一个电容器．‎ ‎2．平行板电容器 ‎(1)定义：在两个正对的平行金属板中间夹上一层绝缘物质——电介质，就形成一个最简单的电容器，叫做平行板电容器．‎ ‎(2)构造 ‎3．电容器的充、放电 ‎(1)把电容器的两个极板分别与电池组的正、负极相连(如图1所示)，则两个极板上就分别带上了等量的异种电荷，这个过程叫充电．充电完毕，电容器两个极板分别带有等量异种电荷．‎ 4‎ ‎(2)如果充电后的电容器的两极板用导线接通(如图2所示)，两极板上的电荷将相互中和，电容器就不再带电，此过程叫做放电．‎ ‎　　‎ ‎ 图1　　　　　　 　　　图2‎ ‎4．电容器的带电荷量：电容器一个极板上所带电荷量的绝对值叫做电容器的带电荷量．‎ ‎[延伸思考]‎ 电容器充电或放电的过程是否有电荷通过电容器呢？‎ 答案　没有．‎ 二、电容器的电容 ‎[问题设计]‎ 在一定的电压下，不同电容器的极板上储存的电荷有多有少，说明了电容器容纳电荷的本领有什么不同呢？‎ 答案　电容器的电容有大有小．‎ ‎[要点提炼]‎ ‎　对电容器电容的理解 ‎1．物理意义：电容是表示电容器容纳电荷本领大小的物理量，数值上等于使两极板间的电势差为1 V时电容器所容纳的电荷量，容纳的电荷量越多，表示电容越大．‎ ‎2．决定平行板电容器的电容大小的物理量及其之间的关系 ‎(1)物理量：①极板的正对面积；②极板间的距离；③电介质的性质．‎ ‎(2)关系：两极板的正对面积越大，极板间距离越小，电容越大．极板间的电介质的性质也会影响电容的大小．‎ ‎3．单位：法拉，符号为F‎.1 F＝‎1 C/V＝106μF(微法)＝1012pF(皮法)．‎ 一、电容器的理解 例1　电容器是将电能暂时存储的一种电学元件，电容器的电容越大，所接电压越高，其上存储的电能就越大，下列措施可以增大电容器存储电能能力的是(　　)‎ A．电压保持不变，插入电介质 B．电压保持不变，减小正对面积 C．电压保持不变，增大极板间的距离 D．以上措施都不行 解析　电容器存储电能能力与电容的大小有关，电容越大，储电能力越强．当电压保持不变时，插入电介质、增大正对面积和减小板间距离都可以增大电容．A对．‎ 答案　A 二、对电容的理解 例2　如图3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(　　)‎ 4‎ 图3‎ 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 解析　电容器极板间距离越大，电容越小，故A错，B正确；电容减小，电容器容纳电荷的本领减小，电容器的带电荷量减小，故电容要放电，C正确，D错误．‎ 答案　BC 例3　如图4所示，S闭合的瞬间和平行板电容器充电稳定后减小两极板间距离的过程中，对电阻R来说，有无电流通过，如果有，方向怎样？‎ 图4‎ 解析　S接通的瞬间，尽管电流无法通过电容器，但电容器充电，故R上有从A到B的电流．待充电完毕后，由于U不变，减小两极板间距离d，C变大，Q＝CU也变大，故电容器充电，R上有从A到B的电流．‎ 答案　闭合瞬间有从A到B的电流，充电稳定后减小两极板间距离的过程中有从A到B的电流.‎ ‎1．(对电容器的理解)下列说法中正确的是(　　)‎ A．电容器是储存电荷和电能的容器，只有带电时才称电容器 B．电容是描述电容器容纳电荷本领大小的物理量 C．固定电容器两极板间的电压可以无限增大 D．电容器的电容跟极板所带电荷量成正比，跟极板间电压成反比 答案　B ‎2．(对电容器的理解)下列关于电容器的叙述中正确的是(　　)‎ A．电容器只有带电时才有电容 B．任何两个彼此绝缘而又相互靠近的导体，都能组成电容器，而且跟这两个导体是否带电无关 C．电容器所带的电荷量是指单个极板所带电荷量的绝对值 D．电容器充电过程是将其他形式的能转变成电容器的电能并储存起来；电容器放电过程是将电容器储存的电能转化为其他形式的能 答案　BCD 4‎ 解析　电容器的电容是由电容器本身决定的，与是否带电无关，则A错，B正确．电容器充电时，将其他形式的能转化为电能储存起来；反之，放电过程是将它储存的电能转化为其他形式的能，故D正确．由电容器的性质知C正确．综上所述答案为B、C、D.‎ ‎3．(对电容的理解)要使平行板电容器的电容增大，可以(　　)‎ A．增大电容器的带电量 B．增大电容器两极板间的距离 C．增大电容器两极板的正对面积 D．减小电容器两极板间的距离 答案　CD ‎4．(电容的单位)有关电容的单位及换算正确的是(　　)‎ A．电容的单位是库仑 B．电容的国际单位是法拉 C．1法＝10－6微法 D．法拉是个很小的单位 答案　B 4‎