10.4 电容器的电容 导学案-2022-2023学年高二上学期物理人教版（2019）必修第三册（word版含答案）

10.4电容器的电容
【学习目标】
1．了解电容器概念及基本作用。
2．了解电容器的结构，了解常用电容器种类。
3．知道平行板电容器的电容跟哪些因素有关，有什么关系？
【学习重点】
电容的概念，影响电容大小的因素。
【学习难点】
电容的概念，电容器的电量与电压的关系，电容的充、放电。
【学习过程】
一、新课导学
1．相互靠近的两金属板构成的装置具有储存电荷的作用，或者说它可以容纳电荷，而两板所带正、负电荷越多，板间电场就________，两板间的电势差就________。
2．电容器可以____________
二、新课学习
1．电容器
（1）电容器的构成_______________________________________________________
2．常用电容器
（1）固定电容器：____________________。
（2）可变电容器：两极由两组铝片组成，固定的一组铝片叫做定片；可以转动的一组铝片叫做动片；空气为电介质。（通过改变_______________或________来改变电容。）
3．电容器使用时应注意的问题
（1）加在电容器两极板上的电压不能超过某一限度，超过这个限度，电介质将被击穿，电容器损坏，这个极限电压称为_____________。
（2）电容器外壳上标的就是____________，它比击穿电压要_______。
（3）电解电容器的极性
电解电容器在使用时注意正负极，长引脚为________。
【例题1】
某电容器上标有“1.5 μF 9 V”的字样，则（ ）
A．该电容器所带电荷量不能超过1.5C
B．该电容器所加电压不能超过9 V
C．该电容器击穿电压为9 V
D．当给该电容器加4.5 V的电压时，它的电容值变为0.75 μF
4．电容器充放电
（1）将电容器两个极板带上____________电荷的过程，叫电容器的________。此时开关S接_________。（填1或2）
（2）用导线将充电后的电容器两极接通，两极________电荷的过程，叫电容器的____________。此时开关S接_________。（填1或2）
5．电容
（1）不同的电容器，电势差增加1V所需要增加的电量是_________。
（2）与水容器类比
电容器 水容器
（3）电容的符号是_______，国际单位制里电容的单位是_______，简称_______，符号是_______。
1μF=_______F 1pF=_______μF=_______F
6．平行板电容器电容
（1）构成：___________________________________。
（2）量度：________________，Q是_________________________________。
（3）影响平行板电容器电容的因素：
①与极板间距离的关系
板间距增大时，指针偏角变______，板间距减小时，指针偏角减______。说明：板间距增大时，电容C________。
②与两板正对面积的关系
正对面积S增大时，指针偏角变______；S减小时，指针偏角变______。说明：正对面积S增大时，电容C________。
③与电介质的关系
电介质板进入过程中，静电计指针偏角变____。说明：两极板间插入电介质时比不插入电介质时电容________。
平行板电容器电容公式：C＝________
【例题2】
如图所示，是一个由电池、电阻R与平行板电容器组成的串联电路，在增大电容器两极板间距离的过程中（ ）
A．电阻R中没有电流
B．电容器的电容变小
C．电阻R中有从a流向b的电流
D．电阻R中有从b流向a的电流
三、训练测试
1．据报道，我国每年心源性猝死案例高达55万，而心脏骤停最有效的抢救方式是尽早通过AED自动除颤机给予及时治疗。某型号AED模拟治疗仪器的电容器电容是15μF，充电至9kV电压，如果电容器在2ms时间内完成放电，则下列说法正确的是（ ）
A．电容器放电过程的平均电流强度为67.5A
B．电容器的击穿电压为9kV
C．电容器充电后的电量为135C
D．电容器充满电的电容是15μF，当放电完成后，电容为0
2．如图所示的实验装置中，极板A接地，平行板电容器的极板B与一个灵敏的静电计相连。保持电容器所带的电荷量不变，现将A极板向左平移，增大电容器两极板间的距离时（ ）
A．静电计指针的偏角变大
B．两板间电场强度变小
C．电容器的电容变大
D．电容器两板间电压变小
3．下列关于电容器的叙述正确的是（　　）
A．电容器是储存电荷和电能的容器，只有带电的容器才称为电容器
B．任何两个彼此绝缘而又互相靠近的带电导体，才能组成了电容器，跟这两个导体是否带电有关
C．电容器所带的电荷量是指两个极板所带电荷量的绝对值
D．电容器充电过程，是将电能转变成电容器的电场能并储存起来；电容器放电的过程，是将电容器储存的电场能转化为其他形式的能
4．如图所示，电路中A、B为两块竖直放置的金属板，C是一只静电计，开关S合上后，静电计指针张开一个角度，下述做法可使静电计指针张角增大的是（　　）
A．保持S闭合，使A、B两板靠近一些
B．保持S闭合，使A、B两板正对面积减小一些
C．断开S后，使A、B两板错开一些
D．断开S后，使B板向左平移一些
5．传感器是一种采集信息的重要器件。如图所示是一种测定压力的电容式传感器。当待测压力F作用于可动膜片电极时，可使膜片产生形变，引起电容的变化，将电容器、灵敏电流计和电源串联成闭合电路，那么（　　）
①当F向上压膜片电极时，电容将增大
②当F向上压膜片电极时，电容将减小
③若电流计有示数，则压力F发生变化
④若电流计有示数，则压力F不发生变化
A．①③ B．①④ C．②③ D．②④
6．如图所示的实验装置中，平行板电容器的极板B与一灵敏静电计相接，极板A接地。若极板A稍向上移动一点，由观察到的静电计指针变化作出平行板电容器电容变小的结论的依据是（　　）
A．两极板间的电压不变，极板上的电量变小；
B．两极板间的电压不变，极板上的电量变大；
C．极板上的电量几乎不变，两极板间的电压变小；
D．极板上的电量几乎不变，两极板间的电压变大
7．电容单位用基本单位制正确表述的是（　　）
A．C/V B．A2·s2/J C．A2·s2/（kg·m2） D．A2·s4/（kg·m2）
8．如图所示，平行板电容器充电后断开电源，上极板接地，在板间点处固定一个试探电荷q，现将下极板向下平移一小段距离，用表示试探电荷在点所受的电场力，用E表示极板间的电场强度，用表示点的电势，用表示试探电荷在点的电势能，则下列物理量随与下极板的距离的变化关系图线中，可能正确的是（　　）
A． B．
C． D．
9．如图所示，闭合开关，电源对电容器充电。充电结束后，断开开关，用绝缘手柄增大电容器两极板之间的距离，则下列说法正确的是（　　）
A．充电过程中，有从A到B的电流通过电阻
B．断开开关后，电容器上极板带负电
C．充电过程中，有从B到A的电流通过电阻
D．断开开关后，电容器放电，极板上不再带电
10．实验：观察电容器的充、放电现象
（1）实验原理
a.电容器的充电过程
如图所示，当开关S接1时，电容器接通电源，在电场力的作用下自由电子从正极板经过电源向负极板移动，正极板因失去电子而带正电，负极板因得到电子而带___________电。正、负极板带___________的正、负电荷。电荷在移动的过程中形成电流。在充电开始时电流比较___________ （填“大”或“小”），以后随着极板上电荷的增多，电流逐渐___________ （填“增大”或“减小”），当电容器两极板间电压等于电源电压时电荷停止移动，电流I=0 。
b.电容器的放电过程
如图所示，当开关S接2时，相当于将电容器的两极板直接用导线连接起来，电容器正、负极板上电荷发生___________，在电子移动过程中，形成电流，放电开始电流较___________ （填“大”或“小”），随着两极板上的电荷量逐渐减小，电路中的电流逐渐___________ （填“增大”或“减小”），两极板间的电压也逐渐减小到零。
（2）实验器材：6 V的直流电源、 单刀双掷开关 、平行板电容器、电流表、电压表、 小灯泡、导线若干。
（3）实验步骤
a.按图连接好电路。
b.把单刀双掷开关S打在上面，使触点1和触点2连通，观察电容器的充电现象，并将结果记录在表格中。
c.将单刀双掷开关S打在下面，使触点3和触点2连通，观察电容器的放电现象，并将结果记录在表格中。
d.记录好实验结果，关闭电源。
（4）实验记录和分析
实验项目 实验现象
电容器充电 灯泡 灯泡的亮度由___________到___________最后___________ （选填“明”“暗”或“熄灭”）
电流表1 电流表1的读数由___________到___________最后为___________ （选填“大”“小”或“零”）
电压表 电压表的读数由___________ （选填“大”或“小”）到___________ （选填“大”或“小”）最后为___________
电容器放电 灯泡 灯泡的亮度由___________到___________最后___________ （选填“明”“暗”或“熄灭”）
电流表2 电流表2的读数由___________到___________最后为___________ （选填“大”“小”或“零”）
电压表 电压表的读数由___________ （选填“大”或“小”）到___________ （选填“大”或“小”）最后为___________
（5）注意事项
a.电流表要选用小量程的灵敏电流计。
b.要选择大容量的电容器。
c.实验要在干燥的环境中进行。
d.在做放电实验时，在电路中串联一个电阻，以免烧坏电流表。
11．分类：分为________电容器和________电容器两类．
12．充电、放电：使电容器两个极板分别带上________，这个过程叫充电。使电容器两极板上的电荷_______，电容器不再带电，这个过程叫放电。
试卷第1页，共3页
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参考答案：
1．A2．A3．D4．C5．A6．D7．D8．C9．C10． 负 等量 大 减小 中和 大 减小 明 暗 熄灭 大 小 零 小 大 6V 明 暗 熄灭 大 小 零 大 小 0V11． 固定 可变12． 等量异种电荷 中和
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