資源簡介

(共62張PPT)
第2章　電勢能與電勢差
第5節　科學探究：電容器
核心素養：1.觀察電容器，知道電容器的構造和用途. 2.理解電容的概念、定義式和 平行板電容器電容的決定式. 3.理解電容的定義式及決定式，并會應用其討論問題， 獲得結論. 4.養成觀察、比較、歸納、分析的良好習慣.
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研習任務一　電容器的充電與放電
教材　認知
電容器是怎樣充電和放電的呢？
閱讀課本，完成以下內容.
實驗：（1）按照實驗電路圖（如圖所示）連接電路，觀察電容器的充放電過程中電 流計和電壓表指針偏轉情況.
（2）當開關撥到位置“1”時，電源E對電容器充電，觀察并記錄到表中：
電流計中
電流方向 電流計中
電流大小 電壓表示
數變化 電路中的
能量變化 電容器極
板上的電
荷量變化

從上向下　
通過電流表　
先快速變　
大，后逐漸減
小為零　
偏轉角變　
大，達到某一
值后保持不變　
其他形式的
能轉化為電場
能　
逐漸增大到
某一值不變　
電流計中
電流方向 電流計中電流 大小變化 電壓表示
數變化 電路中的
能量變化 電容器極板上 的電荷量變化

從下向上通
過電流表　
先快速變
大，后逐漸減
小為零　
偏角變小成
為零后保持不
變　
電場能轉化
為其他形式的
能　
逐漸減小為
零　
當開關撥到位置“2”時，電容器放電，觀察并記錄到表中：
A. S接1瞬間，R上電流方向從A到B
B. S接1一段時間后，R上電流方向從A到B
C. S接1一段時間后再接2的瞬間，R上有從B到A的電流
D. S接1一段時間后再接2的瞬間，R上無電流
AC
[解析]　S接1瞬間，盡管電流無法通過電容器，但電源給電容器充電，即給上極板充 正電荷，給下極板充負電荷，故R上有從A到B的電流，選項A正確；待充電完畢后， 電路中不再有電流，選項B錯誤；S接1一段時間，電容器充電，再接2的瞬間，電容 器放電，由于電容器上極板帶正電，因此R上有從B到A的電流，選項C正確，D錯誤.
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研習任務二　電容器、電容
合作　討論
照相機的閃光燈能發出強烈的閃光，這時通過閃光燈的電流相當大，有時可達幾 千安；照相機的電源能夠提供的電流卻非常小，為何閃光燈能發出強烈的閃光？
提示：由于電容器放出巨大的電流.
電荷　
電荷量Q　
電勢差U　
法拉　
106　
1012　
研習　經典
[典例2]　一個平行板電容器，使它每個極板的電荷量從Q1＝30×10－6 C增加到Q2＝ 36×10－6 C時，兩板間的電勢差從U1＝10 V增加到U2，求：
（1）這個電容器的電容多大？
3 μF
（3）如要使兩極板電勢差從10 V降為U2'＝6 V，則每個極板需減少多少電荷量？
1.2×10－5 C
（2）U2為多少？
12 V
A. 電容器可以儲存電荷，儲存的電荷越多電容越大
B. 電容器兩端的電壓低于2.7 V時就不能正常工作
C. 電容器兩端的電壓為1.35 V時，它的電容是1 500 F
D. 電容器兩端電壓每增加1 V，它的帶電量將增加3 000 C
D
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研習任務三　平行板電容器、常見電容器及其應用
合作　討論
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.
（1）靜電計的作用是什么？
提示：（1）用靜電計測量已經充電的平行板電容器兩極板間 的電勢差U，從指針偏轉角度的大小可推知U的大小.
　　（2）d改變時，極板上電荷量有何特點？
提示：（2）保持不變.
教材　認知
1. 平行板電容器
（1）決定電容的因素：平行板電容器的電容C與正對面積S成 ，與極板間的 距離d成 ，與極板之間電介質的介電常數εr成 .
正比　
反比　
正比　
[思考1]　如圖所示是一個標有容積刻度的水杯，其容積由水杯的構造決定.同樣，作 為儲存電荷的容器——電容器，其容納電荷的本領的大小由其自身構造決定，還是由 外界因素決定？
　　提示：與水杯容納水的多少由自身構造決定相同，電容器容納電荷本領的大小與 外界因素無關.由電容器本身構造決定.
陶瓷電容器　
電解電容器　
可變電容器　
固定電容器　
耐壓　
導通　
增
大　
減小　
[思考2]　如圖所示是我們常見的形形色色的電容器，思考最后一個電容器上所標注 的“50 V”，指的是電容器的什么電壓？
　　提示：額定電壓.
核心　歸納
公式
公式特點 定義式 決定式
意義
聯系
2. 平行板電容器的兩類典型問題
（1）兩類基本問題
①電容器始終與電池兩極相連，讓電容器的某一物理量發生變化，求其他物理量的變 化.處理原則：電容器上的電壓不變.
②電容器和電源連接后再斷開，電容器不充、放電而讓某一物理量發生變化，求其他 物理量的變化.處理原則：電容器上的電荷量不變.
（2）平行板電容器動態問題的分析方法
抓住不變量，分析變化量，緊抓三個公式：
（3）平行板電容器的兩類典型問題基本分析思路
①U不變的情形
②Q不變的情形
D
A. A、B平行板電容器的電容減小
B. A、B兩板間的電場強度增大
C. A、B兩板上的電荷量變小
D. 有電流從a向b流過靈敏電流計
A
A. 將A板稍微上移
B. 減小兩極板之間的距離
C. 將玻璃板插入兩板之間
D. 將云母板插入兩板之間
名師點評
　　若平行板電容器帶電量不變，討論的物理依據主要有三個：
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課后提素養
×
×
√
√
√
A. 若電容器不帶電，則電容C為零
B. 電容C與電容器所帶電荷量Q成正比，與電壓U成反比
C. 電容C與電容器所帶電荷量Q的多少無關
D. 電容器的帶電量與兩板電勢差成正比
CD
A. 電容器的電容C變大
B. 電容器極板的帶電荷量Q變大
C. 電容器兩極板間的電勢差U變大
D. 電容器兩極板間的電場強度E變大
ABD
A. 為使它的兩極板間的電壓增加1 V，所需要的電荷量是3×10－5 C
B. 給電容器1 C的電荷量，兩極板間的電壓為3×10－5 V
C. 該電容器能容納的電荷量最多為6×10－3 C
D. 該電容器兩極板間能承受的最大電壓為200 V
A
A. 指紋的凹點處與小極板距離遠，電容小
B. 指紋的凸點處與小極板距離近，電容小
C. 手指擠壓基板的絕緣表面，電容器帶電荷量增大
D. 手指擠壓基板的絕緣表面，電容器帶電荷量減小
AC
A. M板向下平移 B. M板向上平移
C. 電介質向左移 D. M板向左移
BCD
A. 斷開開關S，并使A、B兩極板分開些
B. 斷開開關S，并使A、B兩極板正對面積錯開些
C. 保持開關S閉合，使A、B兩極板靠近些
D. 保持開關S閉合，使A、B兩極板正對面積錯開些
AB
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課時作業
[基礎訓練]
B. 對于確定的電容器，其所帶電荷量與兩板間的電壓成正比
C. 無論電容器的電壓如何變化（小于擊穿電壓且不為零），它所帶的電荷量與電壓 的比值都恒定不變
D. 電容器的電容是表示電容器容納電荷本領的物理量，其大小與加在兩板間的電壓 無關
解析：電容器的電容是表示電容器容納電荷本領的物理量，是電容器的一種特性.一 個電容器對應唯一的電容值，不能說電容器的電容與其所帶電荷量成正比，與兩極板 間的電壓成反比，故A錯誤，C、D正確.由于電容是定值，由Q＝CU知，其所帶電荷 量與兩板間的電壓成正比，故B正確.
BCD
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A. 是充電過程
B. 是放電過程
D. 該電容器所帶電荷量的變化量為0.20 C
B
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A. 使A板向左平移以增大板間距離
B. 在A、B兩板之間插入一塊陶瓷板
C. 斷開S后，使B板向左平移以減小板間距離
D. 斷開S后，使B板向上平移以減小極板正對面積
D
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A. 電容器帶電荷量不變
B. 電源中將有電流從正極流出
C. 塵埃仍靜止
D. 電流計中將有電流流過，電流方向為b→a
解析：電容器與電池組連接，其電壓不變，帶電塵埃靜止，靜電力與重力平衡，qE＝ mg，兩極板錯開時，電場強度不變，故C正確；因電容減小，由Q＝CU知，電荷量Q 減小，電容器放電，電流方向為a→b，A、B、D錯誤.
C
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A. 電容增大，兩極板間電壓增大
B. 電容增大，兩極板間電壓不變
C. 電容不變，兩極板間電壓增大
D. 電容不變，兩極板間電壓減小
D
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A. 保持開關S閉合，將A板向右平移，θ不變
B. 保持開關S閉合，將A板向左平移，θ變小
C. 斷開開關S，將A板向右平移，θ不變
D. 斷開開關S，將A板向右平移，θ變小
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A. 導體芯A所帶電荷量在增加，液體的深度h在增大
B. 導體芯A所帶電荷量在減小，液體的深度h在增大
C. 導體芯A所帶電荷量在增加，液體的深度h在減小
D. 導體芯A所帶電荷量在減小，液體的深度h在減小
D
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A. 若將A向左平移一小段位移，則油滴仍然靜止，G表中有b→a的 電流
B. 若將A向上平移一小段位移，則油滴向下加速運動，G表中有 a→b的電流
C. 若將S斷開，則油滴將做自由落體運動，G表中無電流
D. 若將S斷開，A向下平移一小段位移，則油滴仍然靜止，G表中 無電流
AD
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A. 電容器的電容減小
B. P上的電量保持不變
C. 有從M到N的電流流過
D. 點M的電勢比點N的低
D
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A. U變小，E不變 B. E變大，EP變大
C. U變小，EP不變 D. U不變，EP不變
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11. 如圖所示，一平行板電容器的兩個極板豎直放置，在兩板之間有一個帶電小球， 小球用絕緣細線連接懸掛于O點.現給電容器緩慢充電，使兩極板所帶電荷量分別為 ＋Q和－Q，此時懸線與豎直方向的夾角為30°.再給電容器緩慢充電，直到懸線與豎 直方向的夾角增加到60°，且小球與兩板不接觸.求第二次充電使電容器正極板增加 的電荷量是多少？
2Q
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