鲁科版高中物理必修第三册第2章电势能与电势差第5节科学探究电容器课件（62页ppt）

(共62张PPT)
第2章　电势能与电势差
第5节　科学探究：电容器
核心素养：1.观察电容器，知道电容器的构造和用途. 2.理解电容的概念、定义式和 平行板电容器电容的决定式. 3.理解电容的定义式及决定式，并会应用其讨论问题， 获得结论. 4.养成观察、比较、归纳、分析的良好习惯.
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研习任务一　电容器的充电与放电
教材　认知
电容器是怎样充电和放电的呢？
阅读课本，完成以下内容.
实验：（1）按照实验电路图（如图所示）连接电路，观察电容器的充放电过程中电 流计和电压表指针偏转情况.
（2）当开关拨到位置“1”时，电源E对电容器充电，观察并记录到表中：
电流计中
电流方向 电流计中
电流大小 电压表示
数变化 电路中的
能量变化 电容器极
板上的电
荷量变化

从上向下　
通过电流表　
先快速变　
大，后逐渐减
小为零　
偏转角变　
大，达到某一
值后保持不变　
其他形式的
能转化为电场
能　
逐渐增大到
某一值不变　
电流计中
电流方向 电流计中电流 大小变化 电压表示
数变化 电路中的
能量变化 电容器极板上 的电荷量变化

从下向上通
过电流表　
先快速变
大，后逐渐减
小为零　
偏角变小成
为零后保持不
变　
电场能转化
为其他形式的
能　
逐渐减小为
零　
当开关拨到位置“2”时，电容器放电，观察并记录到表中：
A. S接1瞬间，R上电流方向从A到B
B. S接1一段时间后，R上电流方向从A到B
C. S接1一段时间后再接2的瞬间，R上有从B到A的电流
D. S接1一段时间后再接2的瞬间，R上无电流
AC
[解析]　S接1瞬间，尽管电流无法通过电容器，但电源给电容器充电，即给上极板充 正电荷，给下极板充负电荷，故R上有从A到B的电流，选项A正确；待充电完毕后， 电路中不再有电流，选项B错误；S接1一段时间，电容器充电，再接2的瞬间，电容 器放电，由于电容器上极板带正电，因此R上有从B到A的电流，选项C正确，D错误.
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研习任务二　电容器、电容
合作　讨论
照相机的闪光灯能发出强烈的闪光，这时通过闪光灯的电流相当大，有时可达几 千安；照相机的电源能够提供的电流却非常小，为何闪光灯能发出强烈的闪光？
提示：由于电容器放出巨大的电流.
电荷　
电荷量Q　
电势差U　
法拉　
106　
1012　
研习　经典
[典例2]　一个平行板电容器，使它每个极板的电荷量从Q1＝30×10－6 C增加到Q2＝ 36×10－6 C时，两板间的电势差从U1＝10 V增加到U2，求：
（1）这个电容器的电容多大？
3 μF
（3）如要使两极板电势差从10 V降为U2'＝6 V，则每个极板需减少多少电荷量？
1.2×10－5 C
（2）U2为多少？
12 V
A. 电容器可以储存电荷，储存的电荷越多电容越大
B. 电容器两端的电压低于2.7 V时就不能正常工作
C. 电容器两端的电压为1.35 V时，它的电容是1 500 F
D. 电容器两端电压每增加1 V，它的带电量将增加3 000 C
D
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研习任务三　平行板电容器、常见电容器及其应用
合作　讨论
在研究“影响平行板电容器电容大小的因素”的实验中，连入了静电计.
（1）静电计的作用是什么？
提示：（1）用静电计测量已经充电的平行板电容器两极板间 的电势差U，从指针偏转角度的大小可推知U的大小.
　　（2）d改变时，极板上电荷量有何特点？
提示：（2）保持不变.
教材　认知
1. 平行板电容器
（1）决定电容的因素：平行板电容器的电容C与正对面积S成 ，与极板间的 距离d成 ，与极板之间电介质的介电常数εr成 .
正比　
反比　
正比　
[思考1]　如图所示是一个标有容积刻度的水杯，其容积由水杯的构造决定.同样，作 为储存电荷的容器——电容器，其容纳电荷的本领的大小由其自身构造决定，还是由 外界因素决定？
　　提示：与水杯容纳水的多少由自身构造决定相同，电容器容纳电荷本领的大小与 外界因素无关.由电容器本身构造决定.
陶瓷电容器　
电解电容器　
可变电容器　
固定电容器　
耐压　
导通　
增
大　
减小　
[思考2]　如图所示是我们常见的形形色色的电容器，思考最后一个电容器上所标注 的“50 V”，指的是电容器的什么电压？
　　提示：额定电压.
核心　归纳
公式
公式特点 定义式 决定式
意义
联系
2. 平行板电容器的两类典型问题
（1）两类基本问题
①电容器始终与电池两极相连，让电容器的某一物理量发生变化，求其他物理量的变 化.处理原则：电容器上的电压不变.
②电容器和电源连接后再断开，电容器不充、放电而让某一物理量发生变化，求其他 物理量的变化.处理原则：电容器上的电荷量不变.
（2）平行板电容器动态问题的分析方法
抓住不变量，分析变化量，紧抓三个公式：
（3）平行板电容器的两类典型问题基本分析思路
①U不变的情形
②Q不变的情形
D
A. A、B平行板电容器的电容减小
B. A、B两板间的电场强度增大
C. A、B两板上的电荷量变小
D. 有电流从a向b流过灵敏电流计
A
A. 将A板稍微上移
B. 减小两极板之间的距离
C. 将玻璃板插入两板之间
D. 将云母板插入两板之间
名师点评
　　若平行板电容器带电量不变，讨论的物理依据主要有三个：
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课后提素养
×
×
√
√
√
A. 若电容器不带电，则电容C为零
B. 电容C与电容器所带电荷量Q成正比，与电压U成反比
C. 电容C与电容器所带电荷量Q的多少无关
D. 电容器的带电量与两板电势差成正比
CD
A. 电容器的电容C变大
B. 电容器极板的带电荷量Q变大
C. 电容器两极板间的电势差U变大
D. 电容器两极板间的电场强度E变大
ABD
A. 为使它的两极板间的电压增加1 V，所需要的电荷量是3×10－5 C
B. 给电容器1 C的电荷量，两极板间的电压为3×10－5 V
C. 该电容器能容纳的电荷量最多为6×10－3 C
D. 该电容器两极板间能承受的最大电压为200 V
A
A. 指纹的凹点处与小极板距离远，电容小
B. 指纹的凸点处与小极板距离近，电容小
C. 手指挤压基板的绝缘表面，电容器带电荷量增大
D. 手指挤压基板的绝缘表面，电容器带电荷量减小
AC
A. M板向下平移 B. M板向上平移
C. 电介质向左移 D. M板向左移
BCD
A. 断开开关S，并使A、B两极板分开些
B. 断开开关S，并使A、B两极板正对面积错开些
C. 保持开关S闭合，使A、B两极板靠近些
D. 保持开关S闭合，使A、B两极板正对面积错开些
AB
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课时作业
[基础训练]
B. 对于确定的电容器，其所带电荷量与两板间的电压成正比
C. 无论电容器的电压如何变化（小于击穿电压且不为零），它所带的电荷量与电压 的比值都恒定不变
D. 电容器的电容是表示电容器容纳电荷本领的物理量，其大小与加在两板间的电压 无关
解析：电容器的电容是表示电容器容纳电荷本领的物理量，是电容器的一种特性.一 个电容器对应唯一的电容值，不能说电容器的电容与其所带电荷量成正比，与两极板 间的电压成反比，故A错误，C、D正确.由于电容是定值，由Q＝CU知，其所带电荷 量与两板间的电压成正比，故B正确.
BCD
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A. 是充电过程
B. 是放电过程
D. 该电容器所带电荷量的变化量为0.20 C
B
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A. 使A板向左平移以增大板间距离
B. 在A、B两板之间插入一块陶瓷板
C. 断开S后，使B板向左平移以减小板间距离
D. 断开S后，使B板向上平移以减小极板正对面积
D
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A. 电容器带电荷量不变
B. 电源中将有电流从正极流出
C. 尘埃仍静止
D. 电流计中将有电流流过，电流方向为b→a
解析：电容器与电池组连接，其电压不变，带电尘埃静止，静电力与重力平衡，qE＝ mg，两极板错开时，电场强度不变，故C正确；因电容减小，由Q＝CU知，电荷量Q 减小，电容器放电，电流方向为a→b，A、B、D错误.
C
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A. 电容增大，两极板间电压增大
B. 电容增大，两极板间电压不变
C. 电容不变，两极板间电压增大
D. 电容不变，两极板间电压减小
D
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A. 保持开关S闭合，将A板向右平移，θ不变
B. 保持开关S闭合，将A板向左平移，θ变小
C. 断开开关S，将A板向右平移，θ不变
D. 断开开关S，将A板向右平移，θ变小
BC
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A. 导体芯A所带电荷量在增加，液体的深度h在增大
B. 导体芯A所带电荷量在减小，液体的深度h在增大
C. 导体芯A所带电荷量在增加，液体的深度h在减小
D. 导体芯A所带电荷量在减小，液体的深度h在减小
D
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A. 若将A向左平移一小段位移，则油滴仍然静止，G表中有b→a的 电流
B. 若将A向上平移一小段位移，则油滴向下加速运动，G表中有 a→b的电流
C. 若将S断开，则油滴将做自由落体运动，G表中无电流
D. 若将S断开，A向下平移一小段位移，则油滴仍然静止，G表中 无电流
AD
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A. 电容器的电容减小
B. P上的电量保持不变
C. 有从M到N的电流流过
D. 点M的电势比点N的低
D
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A. U变小，E不变 B. E变大，EP变大
C. U变小，EP不变 D. U不变，EP不变
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11. 如图所示，一平行板电容器的两个极板竖直放置，在两板之间有一个带电小球， 小球用绝缘细线连接悬挂于O点.现给电容器缓慢充电，使两极板所带电荷量分别为 ＋Q和－Q，此时悬线与竖直方向的夹角为30°.再给电容器缓慢充电，直到悬线与竖 直方向的夹角增加到60°，且小球与两板不接触.求第二次充电使电容器正极板增加 的电荷量是多少？
2Q
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