1、選修31靜電場 高一物理講義編號131.8 電容器的電容【學(xué)習(xí)目標(biāo)】1、了解電容器的構(gòu)造和常用電容器。2、知道電容器充電和放電過程是能量轉(zhuǎn)化的過程。3、了解電容器的電容。4、經(jīng)歷影響平行板電容器電容因素的實(shí)驗(yàn)探究過程，知道決定平行板電容器電容大小的因素。【學(xué)習(xí)過程】活動一、了解電容器提問1、電容器的構(gòu)造是怎樣的？提問2、什么是電容器的充電、放電？提問3:電容器在充、放電的過程中的能量轉(zhuǎn)化關(guān)系是什么?小結(jié)：充電:帶電量Q ,板間電壓U ,板間場強(qiáng)E , 能轉(zhuǎn)化為 能放電:帶電量Q ,板間電壓U ,板間場強(qiáng)E , 能轉(zhuǎn)化為 能活動二、理解電容的概念電容器與水容器類比：電容器的帶電量相當(dāng)于水容器的

2、；電容器的的板間電壓相當(dāng)比水容器中水的 ；電容器的電容相當(dāng)于水容器的 ；電容器的耐壓值相當(dāng)于水容器的 。對于給定電容器，相當(dāng)于給定柱形水容器，其電容C（類比于橫截面積）不變。這是量度式，不是決定式。在C一定情況下，Q=CU，Q正比于U。1、定義： 。2、公式： 。 3、單位： 。4、電容的物理意義： 。活動三、探究平行板電容器的電容1、靜電計(jì)實(shí)質(zhì)是一種驗(yàn)電器。如圖，電容器的一個極板與靜電計(jì)的金屬球（金屬桿、指針）相連，另一個極板與靜電計(jì)的外殼相連（或都接地），則兩極板間的電壓就等于 。2、探究平行板電容器的電容（控制變量法）內(nèi)容：（1）保持帶電量Q、板間距d不變，改變兩極板的正對面積s現(xiàn)象：

3、結(jié)論： （2）保持帶電量Q、正對面積s不變，改變d現(xiàn)象： 結(jié)論： （3）保持Q、s、d都不變，在兩極板間插入電介質(zhì)現(xiàn)象： 結(jié)論： 歸納總結(jié)： 3、平行板電容器的電容公式： 說明：電容的決定式，電容器的電容由其自身構(gòu)造決定，與Q、U無關(guān)4、介電常數(shù)是反映介質(zhì) 的物理量。活動四、認(rèn)識常見電容器1、常見的固定電容器有 和 ，其符號分別是 、 2、可變電容器是改變 從而改變其電容的，其符號是 3、電容器的額定電壓一般 擊穿電壓活動五、電容器的兩類動態(tài)變化過程分析1.主要的理論論據(jù)(1)平行板電容器的電容C與板距d、正對面積S、介質(zhì)介電常數(shù)間的關(guān)系C=S/4kpd .(2)平行板電容器內(nèi)部是勻強(qiáng)電場,所

4、以場強(qiáng) E=U/d .(3)電容器所帶電荷量Q=CU.(4)由以上三式得E=4kpQ/S ,該式常用于Q保持不變的情況中.2.電容器的動態(tài)分析的兩種情況(1)定電壓問題:平行板電容器充電后,繼續(xù)與電源的兩極相連,因此兩極板間的電壓不變,當(dāng)電容器的d、S、變化時,將引起電容器的C、Q、E的變化.(U不變)C= Q= E= (2)定電量問題:平行板電容器充電后,切斷與電源的連接,因此電容器帶電荷量Q不變,當(dāng)電容器的d、S、變化時,將引起電容器的C、U、E變化.(Q不變)C= U= E= 一、對電容器電容的理解【例題1】關(guān)于電容的說法中正確的是（ ）A. 由CQU可知電容器的電容與它的帶電量、兩板間

5、電壓有關(guān)B. 電容器帶電量多，說明它容納電荷的本領(lǐng)大C由QCU可知，當(dāng)U增大時Q可以無限增大D. 兩個相互靠近彼此絕緣的人，雖然不帶電，但它們之間有電容【例題2】有一電容器，帶電量為時，兩板間的電壓為200V，如果使它帶的電量再增加C這時，它的電容是_法拉，兩板間的電壓是_ _V二 、平行板電容器的兩類動態(tài)問題分析【例題3】如圖所示,一平行板電容器充電后與電源斷開,負(fù)極 板接地,在兩極板間有一正電荷(電荷量很小)固定在P點(diǎn).以E表示兩極板間的場強(qiáng),U表示電容器的電壓,Ep表示正電荷在P點(diǎn)的電勢能.若保持負(fù)極板不動,將正極板移到圖中虛線所示位置,則：( )A.U變小,E不變 B.E變大,Ep不變

6、 C.U變大,Ep不變 D.U不變,Ep不變【例題4】如圖所示，平行板電容器豎直放置，A板上用絕緣線懸掛一帶電小球，靜止時絕緣線與固定的A板成角，移動B板，下列說法正確的是：( )AS閉合，B板向上平移一小段距離，角變大BS閉合，B板向左平移一小段距離，角變大CS斷開，B板向上平移一小段距離，角變大DS斷開，B板向左平移一小段距離，角不變?nèi)㈧o電計(jì)問題【例題5】如圖所示為研究平行板電容器電容的實(shí)驗(yàn)。電容器充電后與電源斷開，電量Q將不變，與電容器相連的靜電計(jì)用來測量電容器的_。在常見的電介質(zhì)中，由于空氣的_是最小的，當(dāng)極板間插入其它的電介質(zhì)板時，電容器的電容將_（填“增大”、“減小”或“不變”）

7、，于是我們發(fā)現(xiàn)，靜電計(jì)指針偏角將_。（填“增大”、“減小”或“不變”）四、電容器的實(shí)際應(yīng)用問題【例題6】傳感器是自動控制設(shè)備中不可缺少的元件，已經(jīng)應(yīng)用到宇宙開發(fā)、環(huán)境保護(hù)、交通運(yùn)輸以及家庭生活等各種領(lǐng)域如下圖所示為幾種電容式傳感器，其中通過改變電容器兩極間距離而引起電容變化的是( ) A B C D1關(guān)于電容器的充放電，下列說法中正確的是( )A充放電過程中外電路有瞬間電流B充放電過程中外電路有恒定電流C充電過程中電源提供的電能全部轉(zhuǎn)化為內(nèi)能D放電過程中電容器中的電場能逐漸減小2. 兩個電容，兩極板間的電勢差之比為2:3，帶電量之比為3:2，則C1/C2等于( )A2:3 B3:2 C4:9

8、D9:43對于一個確定的電容器的電容正確的理解是( )A電容與帶電量成正比 B電容與電勢差成反比C電容器帶電量越大時，電容越大D對確定的電容器,每板帶電量增加,兩板間電勢差必增加4對電容器CQU，以下說法正確的是( )A電容器充電量越大，電容增加越大B電容器的電容跟它兩極所加電壓成反比C電容器的電容越大，所帶電量就越多D對于確定的電容器，它所充的電量跟它兩極板間所加電壓的比值保持不變5某一電容器標(biāo)注的是“300V，5F”，則下述說法正確的是( )A.該電容器可在300V以下電壓正常工作B該電容器只能在300V電壓時正常工作C電壓是200V時，電容仍是5FD使用時只需考慮工作電壓，不必考慮電容器

9、的引出線與電源的哪個極相連6關(guān)于電容器和電容的概念下列說法正確的是( ) A任何兩個彼此絕緣又互相靠近的導(dǎo)體都可以看成是一個電容器 B用電源對平板電容器充電后，兩極板一定帶有等量異種電荷C某一電容器帶電量越多，它的電容量就越大D某一電容器兩板間的電壓越高，它的電容就越大7、如圖所示，A、B為兩塊平行帶電金屬板，A帶負(fù)電，B帶正電且與大地相接，兩板間P點(diǎn)處固定一負(fù)電荷，設(shè)此時兩極間的電勢差為U，P點(diǎn)場強(qiáng)大小為,電勢為，負(fù)電荷的電勢能為，現(xiàn)將A、B兩板水平錯開一段距離（兩板間距不變），則( )AU變大，Ep變大 BU變小，變小C變小，變大 D變大，變小8一平行板電容器始終與電池相連，現(xiàn)將一塊均勻的

10、電介質(zhì)板插進(jìn)電容器恰好充滿兩極板間的空間，與未插電介質(zhì)時相比( )A電容器所帶的電荷量增大 B電容器的電容增大C兩極板間各處電場強(qiáng)度減小 D兩極板間的電勢差減小9一個電容器，帶了電量Q后，兩極板電勢差為U，若它帶的電量減少Q(mào)/2，則( )A電容為原來的1/2，兩極板電壓不變B電容為原來2倍，兩極板電壓不變C電容不變，兩極板電壓是原來的1/2D電容不變，兩極板電壓是原來的2倍10. 將一個平行板電容器接上電源后再切斷電源然后使兩極板間的距離增大一些，則關(guān)于電容器兩極的電壓U和兩極間的場強(qiáng)E的變化，下列說法正確的是( )A.U增大，E增大 B.U增大，E不變C.U不變，E減小 D.U減小，E減小1

11、1. 如圖，兩塊平行正對的金屬板M、N分別與電源相連，N板接地.在兩板中的P點(diǎn)固定一正檢驗(yàn)電荷.現(xiàn)保持M板不動，將N板向下平行移動，則在N板下移過程中，正檢驗(yàn)電荷在P點(diǎn)的電勢能變化情況是( )A.不變 B.變大C.變小 D.無法確定12如圖所示，平行金屬板A與B相距5cm，電源電壓為10v，則與A板相距1cm的C點(diǎn)的場強(qiáng)為( )A.1000Vm B.500VmC.250Vm D.200Vm13如圖所示的電路中C是平行板電容器，在S先觸1后又扳到2，這時將平行板的板間距拉大一點(diǎn)，下列說法正確的是( )A.平行板電容器兩板的電勢差不變B.平行扳電容器兩板的電勢差變小C.平行板電容器兩板的電勢差增大

12、D.平行板電容器兩板間的的電場強(qiáng)度不變14如圖所示，將平行板電容器與電池組相連，兩板間的帶電塵埃恰好處于靜止?fàn)顟B(tài)若將兩板緩慢地錯開一些，其他條件不變，則( )A電容器帶電量不變 B塵埃仍靜止 C檢流計(jì)中有ab的電流 D檢流計(jì)中有ba的電流15如圖所示，用靜電計(jì)測量電容器兩板間的電勢差，不改變兩板的帶電量，把A板向右移，靜電計(jì)指針偏角將_；把A板豎直向下移，靜電計(jì)指針偏角將_；把AB板間插入一塊電介質(zhì)，靜電計(jì)指針偏角將_18有一電容器，帶電量為1.0×10-5C，兩板間電壓力200V，如果使它的帶電量再增加1.0×10-6C，這時它的電容是_F，兩板間電壓是_V16如圖所示,平行的兩金屬板M、N與電源相連,一個帶負(fù)電的小球懸掛在兩板間,閉合電鍵后,懸線偏離豎直方向的角度為,若N板向M板靠近,角將_；把電鍵K斷開，再使N板向M板靠近，角將_。17一平行板電容器，板間距離為d，電容為C，接在電源電壓為U的電源上，充電完成后撤去電源，求：（