資源簡介

2022-2023學年人教版（2019）必修第三冊
10.4電容器的電容 導學案（含答案）
基礎知識導學
一、電容器
1．平行板電容器：在兩個相距很近的平行金屬板中間夾上一層絕緣物質——電介質(空氣也是一種電介質)，就組成一個最簡單的電容器，叫作平行板電容器。
對于一個孤立的導體(例如一個金屬球)，它也有容納電荷的本領，它的另一個電極可認為是在無限遠處(或是大地)。
2．電容器的充、放電現象
把直流電源、電阻、電容器、電流表、電壓表以及單刀雙擲開關組裝成實驗電路。如圖所示。
電容器的充、放電
(1)充電：把開關S接1，電源給電容器充電，電容器兩極所帶電荷量逐漸增大，電流表示數減小，電壓表示數增大，當電流表示數為0，電壓表示數不變時，電容器充電結束。
(2)放電：把開關S接2，電容器對電阻R放電，電流表示數減小，電壓表示數減小，當電流表示數為0，電壓表示數為0時，放電結束。
(3)電容器充、放電過程中能量的變化
①充電過程：電源的能量不斷儲存在電容器中。
②放電過程：電容器把儲存的能量通過電流做功轉化為電路中其他形式的能量。
二、電容
1．定義：電容器所帶的電荷量Q與電容器兩極板之間的電勢差U之比。
2．定義式：C＝。
3．物理意義：表征電容器儲存電荷本領的特性。
4．單位：在國際單位制中，電容的單位是法拉(F)，另外還有微法(μF)和皮法(pF)，1 μF＝10－6 F,1 pF＝10－12 F。
電容器的電容是反映其容納電荷本領的物理量，由電容器本身的性質決定，與電容器是否帶電、所帶電荷量Q和兩極板間的電勢差U均無關。
5．電容器的額定電壓和擊穿電壓
(1)額定電壓：電容器能夠長期正常工作時的電壓。
(2)擊穿電壓：電介質被擊穿時在電容器兩極板上的極限電壓，若電壓超過這一限度，則電容器就會損壞。
6．平行板電容器
(1)電容的決定因素：電容C與兩極板間的相對介電常數εr成正比，跟極板的正對面積S成正比，跟極板間的距離d成反比。
(2)電容的決定式：C＝，εr為電介質的相對介電常數。當兩極板間是真空時，C＝，式中k為靜電力常量。
三、常用電容器
1．固定電容器
(1)定義：電容固定不變的電容器。
(2)分類：聚苯乙烯電容器和電解電容器。
2．可變電容器：由兩組鋁片組成，固定的一組鋁片叫作定片，可以轉動的一組鋁片叫作動片。轉動動片，使兩組鋁片的正對面積發生變化，電容就隨著改變。
3．充電過程
電路如圖所示。
特點：
(1)有電流，電流方向為流入電容器正極板，電流由大到小。
(2)電容器所帶電荷量增加。
(3)電容器兩極板間電壓升高。
(4)電容器兩極板間電場強度增加。
當電容器充電結束后，電容器所在電路中無電流，電容器兩極板間電壓與電源電壓相等。
4．放電過程
電路如圖所示。
特點：
(1)有電流，電流方向是從電容器正極板流出，電流由大變小。
(2)電容器所帶電荷量減少。
(3)電容器兩極板間電壓降低。
(4)電容器兩極板間電場強度減弱。
當電容器放電結束后，電路中無電流。電容器的放電過程實際上是正、負電荷
重難問題探究
電容器在生活中的應用有哪些？
一般電容器的電容與哪些因素有關？
基礎小題試練
1.某電容器的外殼上標有“”的字樣。則( )
A.該電容器只有在時
B.當時，該電容器電容為0.75 μF
C.該電容器正常工作時所帶電荷量不超過
D.給該電容器充電時，電壓每升高1 V，單個極板的電荷量增加
2.水可以用容器儲存起來，電荷也可以用一個“容器”儲存起來。這種“容器”就叫電容器。關于電容器電容的定義式，下列說法正確的是( )
A.電容器的電容越大，則電容器所帶的電荷量就越多
B.電容器兩極板間的電勢差越大，電容越小
C.電容器的電容與其電荷量成正比，與兩極板間的電勢差成反比
D.電容器的電容不隨電荷量及兩極板間電勢差的變化而變化，由自身結構決定
3.如圖所示的實驗裝置可用來探究影響平行板電容器電容的因素，
（1）影響平行板電容器電容的因素有________、________、________。
（2）下列說法正確的是( )
A.靜電計是用來觀察電容器電壓的變化
B.靜電計是用來測量電容器電荷量的變化
C.靜電計可以用電壓表替代
D.靜電計可以用電流表替代
答案以及解析
1.答案：D
解析：電容器的電容與電容器兩端的電壓無關，無論兩端電壓為多大，電容總是1.5 μF，A、B錯誤；該電容器正常工作時所帶電荷量不超過，C錯誤；根據可得，則給該電容器充電時，電壓每升高1 V，單個極板的電荷量增加，D正確。
2.答案：D
解析：根據可知，電容器的電容越大，電容器所帶的電荷量不一定就越多，選項A錯誤；電容器的電容是由電容器本身結構決定的，與兩極板間的電勢差以及電荷量無關，選項B、C錯誤，D正確。
3.答案：（1）兩極板的正對面積；兩板間距離；電介質的相對介電常數
（2）A
解析：（2）靜電計可測量電勢差，根據指針張角的大小，觀察電容器兩極板電壓的變化情況，無法判斷電荷量的變化情況，故A正確，B錯誤；電壓表、電流表與靜電計的原理不同，不能替代。電流表、電壓表中必須有電流通過時，指針才偏轉。故C、D錯誤。

展開更多......

收起↑