2019-2020学年高中物理第1章静电场第8节电容器的电容课件 人教版选修3-1 40页

第 8 节　电容器的电容 1 ． 构造 彼此绝缘而又相距很近的两个 ___________ ，就构成一个电容器． 课前教材预案 要点一　电容器 导体 2 ． 充电和放电 (1) 充电：把电容器的两个极板与电源的正负极相连，使两个极板上带上 _______________ 的过程． (2) 放电：用导线把充电后的电容器的两个极板接通，两个极板上的 _____________ 就会 ___________ ，电容器失去电荷的过程． 3 ． 带电荷量 充电后 _____________ 的带电荷量的绝对值． 等量异种电荷 异种电荷 中和 一个极板 要点二　电容 电荷量 电势差 法拉 微法 皮法　 10 6 　 10 12 　 4 ．物理意义：表示电容器 _______________ 的物理量． 5 ．标量：只有大小，没有方向． 容纳电荷本领　 1 ．结构：在两个 _____________ 的平行金属板中间夹上 _______________ ，就组成了平行板电容器． 2 ．电容大小：跟相对介电常数 ε r 成 ___________ ，跟极板的正对面积 S 成 ___________ ，跟极板间的距离 d 成 ___________. 3 ．决定式： ____________. 要点三　平行板电容器的电容 相距很近 一层绝缘物质 正比 正比 反比 对电容的理解 (1) 电容器容纳电荷的本领相当于直筒形容器容纳水的本领．电容相当于直筒形容器的底面积，底面积越大，水位每上升 1 个单位高度，水量就增加得越多，而对应的电容越大，类似地两极板间电压每升高 1 V ，两板就会容纳更多的电荷．这里的“容纳”并不是指容器可盛的最大水量或电容器可带的最大电荷量． 课堂深度拓展 考点一　对电容的理解和计算 两个公式的比较 AC 　 考点二　电容器的充电、放电过程分析 充电过程 放电过程 过程 分析 (1) 回路中有逆时针方向的充电电流； (2) 与电源正极连接的极板带上正电，与电源负极连接的极板带上等量的负电； (3) 充电完毕，电容器两极板间的电压等于电源电压，电路中电流为零 (1) 回路中有顺时针方向的放电电流； (2) 电流从电容器正极板流向负极板； (3) 放电完毕，电容器上的等量异种电荷全部中和，电路中没有电流，极板间电压为零 能量 分析 由电源获得的电能转化为电容器的电场能 储存的电场能转化为其他形式的能量 ( 如内能，光能 ) 【例题 2 】 ( 多选 ) 如图所示，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 ( 　　 ) A ．电阻 R 中没有电流 B ．电容器的电容变小 C ．电阻 R 中有从 a 流向 b 的电流 D ．电阻 R 中有从 b 流向 a 的电流 思维导引： 当电容器接在电源两极时，极板间的电压是不变的．再判断出电容的变化，由电容的定义可以判断极板所带电荷量的变化． 答案 B C 【变式 2 】 ( 多选 ) 关于电容器的充、放电过程，下列说法正确的是 ( 　　 ) A ．充、放电过程中外电路有瞬间电流 B ．充、放电过程中外电路有恒定电流 C ．充电过程中电源提供的电能全部转化为内能 D ．放电过程中电容器中的电场能逐渐减小 AD 　 解析 电容器充、放电过程中，外电路中有短暂的电流，且电流是逐渐减小的，选项 A 正确， B 错误；充电过程中电源提供的电能有一部分储存到电容器两板间的电场中，选项 C 错误；放电过程中，随着电容器两板间所带的电荷量逐渐减小，两极板电势差也逐渐减小，电场能也逐渐减小，选项 D 正确． 考点三　平行板电容器的动态分析问题 定电压问题与定电荷问题 (1) 定电压问题 (2) 定电荷量问题 【例题 3 】 用控制变量法，可以研究影响平行板电容器电容的因素 ( 如图所示 ) ．设两极板正对面积为 S ，极板间的距离为 d ，静电计指针偏角为 θ . 实验中，极板所带电荷量不变，则下列说法正确的是 ( 　　 ) A ．保持 S 不变，增大 d ，则 θ 变大 B ．保持 S 不变，增大 d ，则 θ 变小 C ．保持 d 不变，减小 S ，则 θ 变小 D ．保持 d 不变，减小 S ，则 θ 不变 答案 A 【变式 3 】 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所示．闭合开关 S ，电容器充电完成后 ( 　　 ) A ．保持 S 闭合，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 闭合，在两极板间插入一块绝缘介质，则极板上的电荷量减小 C ．断开 S ，减小两极板间的距离，则两极板间的场强增大 D ．断开 S ，在两极板间插入一块绝缘介质，则两极板间的电势差减小 答案 D 解析 保持 S 闭合，则电容器两极板间的电压保持不变，减小两极板间的距离，两极板间电场的电场强度增大，故选项 A 错误；保持 S 闭合，则电容器两极板间的电压保持不变，在两极板间插入一块绝缘介质，会增大电容器的电容，由电容的定义式 Q ＝ UC ，可知电容器所带电荷量增大，故选项 B 错误； 1 ． ( 多选 ) 如图所示，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 . 在保持极板上的电荷量 Q 不变的条件下，下列判断正确的是 ( 　　 ) 课末随堂演练 A ．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，静电计指针张角将变大 C ．减小两极板之间的距离的同时将 A 板稍微上移，静电计指针张角将变大 D ．若将玻璃板插入两极板之间，则静电计指针张角变大 答案 AB 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 　 C 　 4 ． ( 多选 ) 如图所示，两块较大的金属板 A 、 B 相距为 d ，平行放置并与一电源相连，开关 S 闭合后，两板间恰好有一质量为 m 、带电荷量为 q 的油滴处于静止状态，下列说法正确的是 ( 　　 ) A ．若将 A 向左平移一小段位移，则油滴仍然静止， G 表中有 b → a 的电流 B ．若将 A 向上平移一小段位移，则油滴向下加速运动， G 表中有 b → a 的电流 C ．若将 A 向下平移一小段位移，则油滴向上加速运动， G 表中有 b → a 的电流 D ．若将 S 断开，则油滴将做自由落体运动， G 表中无电流 AB