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10.4电容器的电容
班级 小组 姓名
【学习目标】
1.知道什么是电容器及电容器的主要构造。
2.理解电容的概念及其定义。
3.了解电容器充电和放电现象及能量转换。
【重点难点】掌握电容的概念、定义式及平行板电容器电容的决定式。
一、基础部分(课内组内对学、群学5分钟——展示、点评2分钟)
1.电容器:两个相互 靠近 又彼此绝缘的导体组成一个电容器。
2.电容:电容器所带的电荷量Q与电容器两极板间的电势差U的 比值 ,公式C=Q/U,单位: F 。
3.电容的物理意义:表示电容器 容纳电荷本领 的大小。
4.平行板电容器的电容:由两个 靠近 且彼此绝缘的金属板构成。公式 C=εS /4πKd 。
二、要点部分(程序:组内对学、群学8分钟—老师分配任务,小组探究3分钟—展示、点评12分钟)
【课堂探究】
【导入】水可以用容器储存起来,电荷也可以用一个“容器”储存起来。图中的元件就是这样的“容器”
电容器的充电和放电。
1.充电:使电容器两极板带上 等量异种 电荷的过程叫作充电。如图甲所示。特征:两极板所带等量异种电荷均匀分布在两极板相对的内表面。
2.放电:使充电后的电容器 失去 电荷的过程叫作放电。如图乙所示。特征:放电过程是储存在电场中的 电能 转化为其他形式的能的过程。
3.电容器的带电荷量是指其中 一个极板 所带电荷量的绝对值。
(二)电容。
1.电容器带电荷量Q和板间电势差U的比值不发生变化。有人用图描述某电容器充电时其电荷量Q、电压U、电容C之间的相互关系,正确的是………………………………………………………………( BCD )
2.有一个充电的电容器,两极板之间的电压为3V,所带电荷量为4.5×10-4 C,此电容器的电容是多少?将电容器的电压降为2V,电容器的电容是多少?所带电荷量是多少?1.5×10-4F,1.5×10-4F,3×10-4C
(三)平行板电容器的电容。
【动画】实验。
1.探究平行板电容器的影响因素?
2.总结:平行板电容器的电容C与介电常数ε成 正比 ,跟正对面积S成 正比 ,跟极板间的距离d成 反比 .平行板电容器的决定式: C=εS /4πKd 。
3.如图所示,用静电计可以测量已充电的平行板电容器两极板之间的电势差U,现使B板带电,则下列判断正确的是……………………………………………………………………………………………( AB )
A.增大两极板间的距离,静电计指针张角变大
B.将A板稍微上移,静电计指针张角变大
C.若将玻璃板插入两板之间,则静电计指针张角变大
D.若将A板拿走,则静电计指针张角变为零
4.如图所示,平行板电容器已经充电,静电计的金属球与电容器的一个极板连接,外壳与另一个极板连接,静电计指针的偏转反映电容器两极板间的电势差。实验中保持极板上的电荷量Q不变。设电容器两极板正对面积为S,极板间的距离为d,静电计指针偏角为θ。下列关于实验现象的描述正确的是………………………………………………………………………( A )
A.保持S不变,增大d,则θ变大 B.保持S不变,减小d,则θ不变
C.保持d不变,减小S,则θ变小 D.保持不变,在两极板间插入电介质,则θ变大
(四)常见的电容器
1.从结构上看,电容器可分为 固定 和 可变 两类。
2.一个电容器的规格是“10μF 50V”,则………………………………………………………( D )
A. 这个电容器加上50V的电压时,电容才是10μF
B. 这个电容器的最大电容量为10μF,带电量较少时,电容大于10μF
C. 这个电容器加的电压大于50V 就会击穿
D. 这个电容器的电容总等于10μF
(六)课堂测评
1.根据电容器的电容的定义式,可知……………………………………………………( D )
A.电容器带电的电量Q越多,它的电容C就越大,C与Q成正比
B.电容器不带电时,其电容为零
C.电容器两极之间的电压U越高,它的电容C就越小,C与U成反比
D.电容器的电容大小与电容器的带电情况无关
2.某一电容器标注的是“400 V 22 μF”(如图),则下列说法中正确的是…………………( A )
A. 该电容器可在400 V以下电压时正常工作
B. 该电容器只能在400 V电压时正常工作
C. 电压是200 V时,电容是11 μF
D. 使用时只需考虑工作电压,不必考虑电容器的引出线与电源的哪个极相连
3. 关于电容器的充、放电,下列说法中正确的是………………………………………………( A )
A. 充、放电过程中外电路有瞬间电流
B. 充、放电过程中外电路有恒定电流
C. 充电过程中电源提供的电能全部转化为内能
D. 放电过程中电容器中的电场能逐渐增大
4.如图所示实验中,关于平行板电容器的充、放电,下列说法正确的是………………… ( A )
A. 开关接1时,平行板电容器充电,且上极板带正电
B. 开关接1时,平行板电容器充电,且上极板带负电
C. 开关接2时,平行极电容器充电,且上极板带正电
D. 开关接2时,平行板电容器充电,且上极板带负电
5.关于电容器的电容,下列说法正确的是……………………………………………………… ( C )
A. 平行板电容器一板带电+Q,另一板带电-Q,则此电容器不带电
B. 电容器的电容与极板间距、正对面积等无关
C. 在SI制中,电容的单位是法拉
D. 电容器带电时,两个极板只有一个板上有电荷
6. 对于电容器的电容,下列说法正确的是………………………………………………………( D )
A. 增大电容器极板间距离时,电容器的电容增大
B. 电容器两板间电压减小到原来的一半,它的电容就增加到原来的2倍
C. 电容器所带电量增加1倍,电容也增加1倍
D. 平行板电容器电容大小与两板正对面积、两板间距离及两板间电介质的相对介电常数有关
7.如图所示,电源A两端的电压恒为6 V,电源B两端的电压恒为8 V,当开关S从A扳到B时,通过电流计的电荷量为1.2×10-5 C,则电容器的电容约为………………………………………………( D )
A. 2×10-5 F
B. 1.5×10-6 F
C. 6×10-6 F
D. 8.6×10-7 F
8.如图所示,为某一电容器中所带电量和两端电压之间的关系图线,若将该电容器两端的电压从40 V降低到36 V,对电容器来说正确的是………………………………………………………………( B )
A. 是充电过程
B. 是放电过程
C. 该电容器的电容为5×10-2 F
D. 该电容器的电量变化量为0.2 C
三、拓展部分(程序:课内独立完成拓展部分5分钟——小组交流4分钟——展示、点评、总结6分钟)
1.如图所示,先接通S使电容器充电,然后断开S.当增大两极板间距离时,电容器所带电荷量Q、电容C、两极板间电势差U、两极板间场强E的变化情况是…………………………………………( C )
A. Q变小,C不变,U不变,E变小
B. Q变小,C变小,U不变,E不变
C. Q不变,C变小,U变大,E不变
D. Q不变,C变小,U变小,E变小
2.水平放置的平行板电容器,两极板相距5 mm,电容为2 μF,当将其充电到两板间电势差为100 V时,一个质量为1.0×10-4 g的带负电尘埃正好在两板中间静止,(g取10 m/s2)求:
(1)这时电容器的带电量为多少?2×10-4C
(2)电容器上极板带何种电荷? 正电荷
(3)该尘埃带电量为多少? 5×10-11C
【学后反思】
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第十章静电场中的能量
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10.4电容器的电容
班级 小组 姓名
【学习目标】
1.知道什么是电容器及电容器的主要构造。
2.理解电容的概念及其定义。
3.了解电容器充电和放电现象及能量转换。
【重点难点】掌握电容的概念、定义式及平行板电容器电容的决定式。
一、基础部分(课内组内对学、群学5分钟——展示、点评2分钟)
1.电容器:两个相互 又彼此绝缘的导体组成一个电容器。
2.电容:电容器所带的电荷量Q与电容器两极板间的电势差U的 ,公式 ,单位: 。
3.电容的物理意义:表示电容器 的大小。
4.平行板电容器的电容:由两个 且彼此绝缘的金属板构成。公式 。
二、要点部分(程序:组内对学、群学8分钟—老师分配任务,小组探究3分钟—展示、点评12分钟)
【课堂探究】
【导入】水可以用容器储存起来,电荷也可以用一个“容器”储存起来。图中的元件就是这样的“容器”
电容器的充电和放电。
1.充电:使电容器两极板带上 电荷的过程叫作充电。如图甲所示。特征:两极板所带等量异种电荷均匀分布在两极板相对的内表面。
2.放电:使充电后的电容器 电荷的过程叫作放电。如图乙所示。特征:放电过程是储存在电场中的 转化为其他形式的能的过程。
3.电容器的带电荷量是指其中 所带电荷量的绝对值。
(二)电容。
1.电容器带电荷量Q和板间电势差U的比值不发生变化。有人用图描述某电容器充电时其电荷量Q、电压U、电容C之间的相互关系,正确的是………………………………………………………………( )
2.有一个充电的电容器,两极板之间的电压为3V,所带电荷量为4.5×10-4 C,此电容器的电容是多少?将电容器的电压降为2V,电容器的电容是多少?所带电荷量是多少?
(三)平行板电容器的电容。
【动画】实验。
1.探究平行板电容器的影响因素?
2.总结:平行板电容器的电容C与介电常数ε成 ,跟正对面积S成 ,跟极板间的距离d成 .平行板电容器的决定式: 。
3.如图所示,用静电计可以测量已充电的平行板电容器两极板之间的电势差U,现使B板带电,则下列判断正确的是……………………………………………………………………………………………( )
A.增大两极板间的距离,静电计指针张角变大
B.将A板稍微上移,静电计指针张角变大
C.若将玻璃板插入两板之间,则静电计指针张角变大
D.若将A板拿走,则静电计指针张角变为零
4.如图所示,平行板电容器已经充电,静电计的金属球与电容器的一个极板连接,外壳与另一个极板连接,静电计指针的偏转反映电容器两极板间的电势差。实验中保持极板上的电荷量Q不变。设电容器两极板正对面积为S,极板间的距离为d,静电计指针偏角为θ。下列关于实验现象的描述正确的是………………………………………………………………………( )
A.保持S不变,增大d,则θ变大 B.保持S不变,减小d,则θ不变
C.保持d不变,减小S,则θ变小 D.保持不变,在两极板间插入电介质,则θ变大
(四)常见的电容器
1.从结构上看,电容器可分为 和 两类。
2.一个电容器的规格是“10μF 50V”,则………………………………………………………( )
A. 这个电容器加上50V的电压时,电容才是10μF
B. 这个电容器的最大电容量为10μF,带电量较少时,电容大于10μF
C. 这个电容器加的电压大于50V 就会击穿
D. 这个电容器的电容总等于10μF
(六)课堂测评
1.根据电容器的电容的定义式,可知……………………………………………………( )
A.电容器带电的电量Q越多,它的电容C就越大,C与Q成正比
B.电容器不带电时,其电容为零
C.电容器两极之间的电压U越高,它的电容C就越小,C与U成反比
D.电容器的电容大小与电容器的带电情况无关
2.某一电容器标注的是“400 V 22 μF”(如图),则下列说法中正确的是…………………( )
A. 该电容器可在400 V以下电压时正常工作
B. 该电容器只能在400 V电压时正常工作
C. 电压是200 V时,电容是11 μF
D. 使用时只需考虑工作电压,不必考虑电容器的引出线与电源的哪个极相连
3. 关于电容器的充、放电,下列说法中正确的是………………………………………………( )
A. 充、放电过程中外电路有瞬间电流
B. 充、放电过程中外电路有恒定电流
C. 充电过程中电源提供的电能全部转化为内能
D. 放电过程中电容器中的电场能逐渐增大
4.如图所示实验中,关于平行板电容器的充、放电,下列说法正确的是………………… ( )
A. 开关接1时,平行板电容器充电,且上极板带正电
B. 开关接1时,平行板电容器充电,且上极板带负电
C. 开关接2时,平行极电容器充电,且上极板带正电
D. 开关接2时,平行板电容器充电,且上极板带负电
5.关于电容器的电容,下列说法正确的是……………………………………………………… ( )
A. 平行板电容器一板带电+Q,另一板带电-Q,则此电容器不带电
B. 电容器的电容与极板间距、正对面积等无关
C. 在SI制中,电容的单位是法拉
D. 电容器带电时,两个极板只有一个板上有电荷
6. 对于电容器的电容,下列说法正确的是………………………………………………………( )
A. 增大电容器极板间距离时,电容器的电容增大
B. 电容器两板间电压减小到原来的一半,它的电容就增加到原来的2倍
C. 电容器所带电量增加1倍,电容也增加1倍
D. 平行板电容器电容大小与两板正对面积、两板间距离及两板间电介质的相对介电常数有关
7.如图所示,电源A两端的电压恒为6 V,电源B两端的电压恒为8 V,当开关S从A扳到B时,通过电流计的电荷量为1.2×10-5 C,则电容器的电容约为………………………………………………( )
A. 2×10-5 F
B. 1.5×10-6 F
C. 6×10-6 F
D. 8.6×10-7 F
8.如图所示,为某一电容器中所带电量和两端电压之间的关系图线,若将该电容器两端的电压从40 V降低到36 V,对电容器来说正确的是………………………………………………………………( )
A. 是充电过程
B. 是放电过程
C. 该电容器的电容为5×10-2 F
D. 该电容器的电量变化量为0.2 C
三、拓展部分(程序:课内独立完成拓展部分5分钟——小组交流4分钟——展示、点评、总结6分钟)
1.如图所示,先接通S使电容器充电,然后断开S.当增大两极板间距离时,电容器所带电荷量Q、电容C、两极板间电势差U、两极板间场强E的变化情况是…………………………………………( )
A. Q变小,C不变,U不变,E变小
B. Q变小,C变小,U不变,E不变
C. Q不变,C变小,U变大,E不变
D. Q不变,C变小,U变小,E变小
2.水平放置的平行板电容器,两极板相距5 mm,电容为2 μF,当将其充电到两板间电势差为100 V时,一个质量为1.0×10-4 g的带负电尘埃正好在两板中间静止,(g取10 m/s2)求:
(1)这时电容器的带电量为多少?
(2)电容器上极板带何种电荷?
(3)该尘埃带电量为多少?
【学后反思】
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第十章静电场中的能量
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