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10.4電容器的電容（導學案）
年級 班 姓名 物理備課組 主備人
【學習目標】：
1.知道電容器的概念,認識常見的電容器。 (物理觀念)
2.理解電容的定義式和決定式,并會應用其分析、討論、解決問題。 (科學思維)
3.觀察電容器的充、放電現象。 (科學探究)
【自主學習】：
一、電容器
1.平行板電容器:在兩個相距很近的 中間夾上一層絕緣物質——電介質(空氣也是一種電介質),組成最簡單的電容器。
2.電容器:任何兩個彼此 又相距很近的導體,都可以看成一個電容器。
3.電容器的充、放電現象:
(1)器材:直流電源、電阻、電容器、電流表、電壓表以及單刀雙擲開關。
(2)電路圖。
(3)觀察演示充電、放電
充 電 把開關S接1,電源給電容器充電,電容器兩極板所帶電荷量逐漸增大,電流表示數 ,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
放 電 把開關S接2,電容器對電阻R放電,電流表示數 ,電壓表示數 ,當電流表示數為0,電壓表示數為0時,放電結束
[思考一]　如何從能量的角度理解電容器的充電過程和放電過程
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 之比。
2.定義式: 。
3.物理意義:
4.單位:
(1)國際單位:電容的單位是法拉,簡稱法,符號是F。
(2)常用單位:微法(μF)和皮法(pF)。
(3)國際單位與常用單位的換算:
1 μF= F;
1 pF= F。
5.電容器的額定電壓和擊穿電壓
(1)額定電壓:電容器能夠 時的電壓。
(2)擊穿電壓:電介質被 時加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.平行板電容器的電容
(1)決定因素:電容C與兩極板間的相對介電常數εr成 ,跟極板的正對面積S成 ,跟極板間的距離d成 。
(2)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:聚苯乙烯電容器和電解電容器。
2.可變電容器:由定片和動片組成。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。
1.關于電容C=,下列說法正確的是 (　　)
A.一個電容器充電量越大,電容增加得越大
B.對于固定的電容器,它所充電量跟加在兩極板間電壓的比值保持不變
C.可變電容的充電量跟加在兩極板間的電壓成反比
D.由C=可知,如果一個電容器沒有電壓便無帶電荷量,也無電容
判一判：當兩極板間的距離減小時則
1.電容器的電容變小。 (　　)
2.電容器的帶電量增大。 (　　)
3.電容器兩極板間電場強度變小。 (　　)
【合作探究】
一、對電容的理解和計算
問題一：當電容器的電荷量增加時,電容器兩極板間的電勢差如何變化 電荷量Q和板間電勢差U的比值是否發生變化
1.兩公式C=與C=的比較
公式 C= C=
公式 特點 定義式 決定式
意義 對某電容器Q∝U,但=C不變,反映電容器容納電荷的本領 平行板電容器,C∝εr,C∝S,C∝,反映了影響電容大小的因素
聯系 電容器容納電荷的本領由來量度,由本身的結構(如平行板電容器的εr、S、d等因素)來決定
2.通過Q-U圖像來理解C=
如圖所示,在Q-U圖像中,電容是一條過原點的直線的斜率,其中Q為一個極板上所帶電荷量的絕對值,U為兩極板間的電勢差,可以看出,電容器電容也可以表示為C=,即電容器的電容的大小在數值上等于兩極板間的電壓增加(或減少)1 V所需增加(或減少)的電荷量。
　
二、平行板電容器的兩類動態問題
　 問題二：在研究“影響平行板電容器電容大小的因素”的實驗中,連入了靜電計。
[交流討論]　
(1)靜電計的作用是什么
(2)極板間距離改變時,極板上電荷量有何特點
兩類情況
(1)平行板電容器兩極板始終與電源兩極相連(此時板間電壓U保持不變)。
討論在該種情況下當、S、d增大時C、Q、E的變化情況并做出總結
(2)電容器充電后與電源斷開(此時電荷量Q保持不變)。
討論在該種情況下當、S、d增大時C、U、E的變化情況并做出總結
當堂練
1.如圖所示,平行板電容器與電源連接,上極板A接地,一帶負電的油滴靜止于電容器中的P點,現將平行板電容器的下極板B豎直向下移動一小段距離,則(　　)
A.帶電油滴所受靜電力不變
B.P點的電勢將升高
C.帶電油滴在P點時的電勢能增大
D.電容器的電容減小,極板帶電荷量增大
2.(多選)在研究平行板電容器電容的實驗中,電容器的A、B兩極板帶有等量異種電荷,A板與靜電計連接,如圖所示。實驗中可能觀察到的現象是(　　)
A.增大A、B板間的距離,靜電計指針張角變小
B.減小A、B板間的距離,靜電計指針張角變小
C.把B板向上平移,減小A、B板的正對面積,靜電計指針張角變小
D.在A、B板間放入一電介質板,靜電計指針張角變小
3.有一充電的平行板電容器,兩板間電勢差為3 V,現使它的電荷量減少3×10-4 C,于是電容器兩板間的電勢差降為原來的,則此電容器的電容是多大 電容器原來帶的電荷量是多少 若將電容器極板上的電荷量全部放掉,電容器的電容是多大

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