安徽省潜山县高中物理电容器的电容

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安徽省潜山县高中物理电容器的电容

电容器的电容 ‎ ‎【学习目标】‎ ‎1、了解电容器的构造和常用电容器。知道电容器充电和放电过程是能量转化的过程。‎ ‎2、了解电容器的电容。理解电容的定义式和平行板电容器电容大小决定式。‎ ‎3、会用电容、场强、电势、电势能公式讨论电容器的动态变化问题。‎ ‎【重点难点】‎ 重点:电容器的电容定义式和决定式的理解。‎ 难点:电容器充放电过程;动态变化分析。‎ ‎【导思】‎ 一、了解电容器 提问1:电容器的构造是怎样的?‎ 提问2:什么是电容器的充电、放电?‎ 提问3:电容器在充、放电的过程中的能量转化关系是什么?‎ 小结:‎ 充电——带电量Q ,板间电压U ,板间场强E ,转化为 能。‎ 放电——带电量Q ,板间电压U ,板间场强E , 转化为 能。‎ 二、理解电容概念 电容器与水容器类比:‎ 电容器的带电量相当于水容器的 ;电容器的的板间电压相当比水容器中水的 ;电容器的电容相当于水容器的 ;电容器的耐压值相当于水容器的 。‎ 对于给定电容器,相当于给定柱形水容器,其电容C(类比于横截面积)不变。这是量度式,不是决定式。在C一定情况下,Q=CU,Q正比于U。‎ ‎1、定义: 。‎ ‎2、公式: 。‎ ‎3、单位: 。‎ ‎4、电容的物理意义: 。‎ 三、认识常见电容器 ‎1、常见的固定电容器有 和 ,其符号分别是 、‎ ‎2、可变电容器是改变 从而改变其电容的,其符号是 ‎3、电容器的额定电压一般 击穿电压 ‎【导学】‎ 探究一、探究平行板电容器的电容 问题1:静电计实质是一种验电器。如图,电容器的一个极板与静电计的金属球(金属杆、指针)相连,另一个极板与静电计的外壳相连(或都接地),则两极板间的电压就等于 ‎ 问题2:探究平行板电容器的电容(控制变量法)‎ 内容:(1)保持带电量Q、板间距d不变,改变两极板的正对面积 现象: 结论:‎ ‎(2)保持带Q、s不变,改变d 现象: 结论: ‎ ‎(3)保持Q、s、d都不变,在两极板间插入电介质 现象: 结论: ‎ 归纳总结: ‎ ‎3、平行板电容器的电容公式:‎ 说明:电容的决定式,电容器的电容由其自身构造决定,与Q、U无关 ‎4、介电常数是反映介质 的物理量。‎ 探究二、平行板电容器的动态变化 ‎1、主要的理论论据 ‎(1)平行板电容器的电容C与板距d、正对面积S、介质介电常数ε间的关系 C=εS/4kpd .‎ ‎(2)平行板电容器内部是匀强电场,所以场强 E=U/d .‎ ‎(3)电容器所带电荷量Q=CU.‎ ‎(4)由以上三式得E=4kpQ/εS ,该式常用于Q保持不变的情况中.‎ ‎2、电容器的动态分析的两种情况 ‎(1)定电压问题 平行板电容器充电后,继续与电源的两极相连,因此两极板间的电压不变,当电容器的d、S、ε变化时,将引起电容器的C、Q、E的变化.(U不变)‎ ‎(2)定电量问题 平行板电容器充电后,切断与电源的连接,因此电容器带电荷量Q不变,当电容器的d、S、ε变化时,将引起电容器的C、U、E变化.(Q不变)‎ ‎【导练】‎ ‎【例题1】关于电容的说法中正确的是:( )‎ A.由C=Q/U可知.电容器的电容与它的带电量、两板间电压有关.‎ B.电容器带电量多,说明它容纳电荷的本领大.‎ C.由Q=CU可知,当U增大时.Q可以无限增大.‎ D.两个相互靠近彼此绝缘的人,虽然不带电,但它们之间有电容.‎ ‎【例题2】有一电容器,带电量为10‎-5C时,两板间的电压为200V,如果使它带的电量再增加10‎-6C.这时,它的电容是_______法拉,两板间的电压是______V ‎【例题3】如图所示为研究平行板电容器电容的实验。电容器充电后与电源断开,电量Q 将不变,与电容器相连的静电计用来测量电容器的____________。在常见的电介质中,由于空气的_____________是最小的,当极板间插入其它的电介质板时,电容器的电容将_________(填“增大”、“减小”或“不变”),于是我们发现,静电计指针偏角将__________。(填“增大”、“减小”或“不变”)‎ ‎【例题4】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表示两极板间的场强,U表示电容器的电压,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:( )‎ A.U变小,E不变 B.E变大,Ep不变 C.U变大,Ep不变 D.U不变,Ep不变
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