8 、电容器与电容
教学三维目标
（一）知识与技能
1、知道什么是电容器及常见的电容器；
2、知道电场能的概念，知道电容器充电和放电时的能量转换；
3、理解电容器电容的概念及定义式，并能用来进行有关的计算；
4、知道平行板电容器的电容与哪些因素有关，有什么关系；掌握平行板电容器的决定式并能运用其讨论有关问题。
（二）过程与方法
结合实物观察与演示，在计算过程中理解掌握电容器的相关概念、性质。
（三）情感态度与价值观
体会电容器在实际生活中的广泛应用，培养学生探究新事物的兴趣。
重点：掌握电容器的概念、定义式及平行板电容器的电容。
难点：电容器的电容的计算与应用
教学过程：
（一）复习前面相关知识
要点：场强、电势能、电势、电势差等。
（二）新课教学：
第七节 、电容器与电容
展示各种电容器.并做解释:这是一种能容纳电荷的容器,今天我们来学习它——电容器以及描述它容纳电荷本领的物理量——电容
1、电容器
（1）构造：任何两个彼此绝缘又相隔很近的导体都可以看成一个电容器。
（2）电容器的充电、放电
操作：把电容器的一个极板与电池组的正极相连，另一个极板与负极相连，两个极板上就分别带上了等量的异种电荷。这个过程叫做充电。
现象：从灵敏电流计可以观察到短暂的充电电流。充电后,切断与电源的联系,两个极板间有电场存在,充电过程中由电源获得的电能贮存在电场中,称为电场能.
操作：把充电后的电容器的两个极板接通,两极板上的电荷互相中和,电容器就不带电了,这个过程叫放电.
现象：从灵敏电流计可以观察到短暂的放电电流.放电后,两极板间不存在电场,电场能转化为其他形式的能量.
提问：电容器在充、放电的过程中的能量转化关系是什么?待学生讨论后总结如下:
【板书】充电——带电量Q增加,板间电压U增加,板间场强E增加, 电能转化为电场能
放电——带电量Q减少,板间电压U减少,板间场强E减少,电场能转化为电能
2、电容
与水容器类比后得出。说明：对于给定电容器，相当于给定柱形水容器，C（类比于横截面积）不变。这是量度式，不是关系式。在C一定情况下，Q=CU，Q正比于U。
定义：电容器所带的电量Q与电容器两极板间的电势差U的比值，叫做电容器的电容。
公式：
单位：法拉（F）还有微法（F）和皮法（pF） 1F=10-6F=10-12pF
（4）电容的物理意义:电容是表示电容器容纳电荷本领的物理量，是由电容器本身的性质（由导体大小、形状、相对位置及电介质）决定的,与电容器是不是带电无关.
3、平行板电容器的电容
（1）[演示]感应起电机给静电计带电（详参阅P29图1。7-4）
说明:静电计是在验电器的基础上制成的,用来测量电势差.把它的金属球与一个导体相连,把它的金属外壳与另一个导体相连,从指针的偏转角度可以量出两个导体之间的电势差U.
现象:可以看到:
保持Q和d不变， S越小,静电计的偏转角度越大, U越大,电容C越小；
保持Q和S不变，d越大，偏转角度越小，C越小.
保持Q、d、S都不变,在两极板间插入电介质板,静电计的偏转角度并且减小,电势差U越小电容C增大.
（2）结论: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：真空 介质
4、常用电容器（结合课本介绍P30）
（三）小结：对本节内容要点进行概括
（四）巩固新课：1、引导学生完成问题与练习。
2、阅读教材内容。
3、作业纸
教后记：
电容的物理意义的理解在上课前就意识到是个难点，所以采用了类比法，几次使用类比法的效果都是比较理想的。
对于电容变化引起的电压带电量电场强度的变化因使用的公式较多，学生掌握还有个过程。
课件21张PPT。七、电容器与电容带电体放在空中，它所带的电荷是会慢慢地失去的，为了保存电荷，我们就需要有一个能“装电荷的容器”——电容器。1、电容器：能够容纳（储存）电荷的器件。 电容器是一种存储电荷的装置，它在收音机、电视机、洗衣机、电冰箱等各种家用电器中是一个不可缺少的关键元件之一。例如收音机的“调台”就是利用电容器来实现的。那么，电容器的构造如何？它有和性质及特点呢？（1）构造：两个互相靠近且彼此绝缘的导体。a.电容器的极板：构成电容器的两个导体。
b.最简单的电容器——平行板电容器：在两个正对的平行金属
板间夹上一层电介质（绝缘体）。（2）工作方式:（演示）1）充电：使电容器带电的过程。 （其它能转化为电场
能）充电后两极板带有等量的异种电荷。若
保持与电源连接，则板间电压U不变；若断开
电源，则极板所带电量Q不变。
2）放电：使电容器失去电荷的过程。（电场能转化为
其它形式的能）（3）电容器是储存电场能的装置。
1）原理：异种电荷互相吸引。
2）电容器的电荷量：一个极板所带电量的绝对值。不同的电容器容纳电荷的本领是不同的，就像不同的容器的装水量各不相同一样。为了衡量电容器这种本领的异同，我们引入一个新的物理量——”电容“。2、电容：描述电容器容纳电荷本领大小的物理
量。
（1）电容是电容器本身的一种属性，其大小与
电容器的电荷量无关。
对于一个固定的电容器来说，若其电荷量Q增大，则其正极板的电势升高，而负极板的电势降落，正、负极板的电势差U必增大，且Q与U成正比（Q↑→E↑→U↑），比值Q/U是一个常量。此常量越大，则表明U一定时，容纳了更多的电荷量Q，即此电容器的电容越大。（2）概念：电容器所带电荷量Q与两极板间电势
差U的比值叫电容器的电容。（3）定义式：（4）单位：法拉（简称法），符号为“F”。
常用单位：微法（μF）、皮法（pF）。
1μF = 10-6F，1 pF =10-12F。 电容的大小显然应取决于自身的结构，那么跟哪些因素有关呢？（5）计算式：静电计 静电计是在验电器的基础上制成的，用来测量导体间的电势差，从指针的偏转角度就可以知道两个导体间的电势差。在Q和S不变时，d减小，U减小。由C=Q/U知：C增大。d↓则引力F↑，容量C↑ 在Q和d不变时，S越小，U越大。由C=Q/U可知：C越小。S↓相当于r↑，引力F↓，故C↓ 在Q、 d和S不变时，插入电介质（εr增大），U减小。由C=Q/U知：C增大。 介质插入平行板电容器两极中后，使正负极板中的电荷更加不易相向运动而中和，从而C↑。（6）决定式：（平行板电容器）εr——相对介电常数；k=9.0×109N·m2/C2
一般来说，电容器的电容决定于两极板的大小和形状、相对位置及板间的电介质。3、常用电容器：（1）按构
造分:固定电容器：C不可变（符号为 ?? ）?可变电容器：C可改变（符号为 ? ）半可变电容器：C只能作微小改变（2）按介
质分：
纸介电容器：容量大，价格低，体积小；
损耗大，有电感。云母电容器：介质损耗小，绝缘性能好，
较稳定。4、电容器的重要指标：电容及额定电压。瓷介电容器：耐磨，寿命长；易破碎。电解电容器：容量大（介质薄且两极近)，
体积小；有极性，易漏电。
（符号为： ）（2）击穿电压：加在电容器两极上的极限电压。（1）额定电压：电容器长期工作所能承受的电压。一般情况下，工作电压应低于击穿电压。感应起电机莱顿瓶---- 现在叫“电容器”小结：1、电容器是电器中是一个不可缺少的关键元件之一。2、任何两个相近又彼此绝缘的导体均可认为是一个电
容器（如一段双股塑料电线，两股平行的输电线等），其
容量——电容的大小只跟电容器自身的构造（S、d
、εr）有关，而与Q、U无关。3、利用公式C =εrS／4kπd，C = Q／U，E = U／d，可
以判断电容器的带电量Q、两极板间电势差U、两极
板间场强E的变化。(Q= εrS·U／ 4kπd ; U=4kπQd
/εrS; E=4kπQ/ εrS)4、电容的串联：1/C=1/C1+1/C2+1/C3…
电容的并联：C=C1+C2+C3+…1、某电容C=20PF，那么用国际单位表示，它的电容
为_________F． 2×10-11练习巩固：2、两个电容器电量之比为2：1，电压之比为1：2， 则它们的电容之比为_________ 。 4:13、对于一个确定的电容器的电容正确的理解是：（ ）
A．电容与带电量成比。
B ．电容与电势差成反比。
C．电容器带电量越大时，电容越大。
D．对确定的电容器，每板带电量增加，两板间电势差必增加。D4、关于电容器的电容，下列说法正确的是
A.电容器所带的电荷越多，电容就越大
B.电容器两极板间电压越高，电容就越大
C.电容器所带电荷增加一倍，则两极间的电压也一
定增加一倍
D.电容表征电容器容纳电荷的本领的物理量
CD5、有一正充电的平行板电容器，若使它的电荷量减少
3×10-4C，其电压降为原来的三分之一，则:（?? ? ）
A、电容器原来的带电量可能是9×10-4C
B、电容器原来的带电量为4.5×10-4C
C、电容器原来的电压可能为1V
D、电容器原来的电压可能为1×10-4VBCD6、下列说法中正确的是:（??? ）
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、由公式C=Q/U 可知，电容器的电容随带电量Q的增加而变大。
C、平行板电容器保持带电量不变而增大板距时，两板间电压要减小。
D、电容器的带电量与两极板间的电势差成正比。7、两块平行金属板带等量异量电荷，要使两板间的电
压加倍，而板间的电场强度减半，应使（ ??? ）
A、两板的电荷量加倍，而距离变为原来的4倍
B、两板的电荷量加倍，而距离变为原来的2倍
C、两板的电荷量减半，而距离变为原来的4倍
D、两板的电荷量减半，而距离变为原来的2倍C8、用两节相同的电池给两个电容器C1和C2充电，已
知C1＜C2，当达到稳定状态时，两电容器的电差分别为U1和U2，带电量分别为Q1和Q2，则：
A．U1＞U2 B．U1=U2 C．Q1=Q2 D．Q1＜Q2 BD9、某平行板电容器的电容为C，带电荷量为Q，相距为
d，今在板间中点放一个电荷量为q的点电荷，则它
受到的电场力的大小为（??? ? ）
A、 ??? B、 ? C、 D、 C10、对于给定的电容器，在描述电容量C、带电量Q、两
板间电势差U的相互关系中，下列图1－16中正确的
是：( ) ACED11、在下图所示的实验装置中，平行板电容器的极板A
与一个灵敏的静电计相接，极板B接地，若极板B稍向上移动一点，由观察到的指针变化做出平行板电
容器电容变小的依据是（??? ）
A、两极板间的电压不变，极板上的电荷量变小
B、两极板间的电压不变，极板上的电荷量变大
C、极板上电荷量几乎不变，两极板间电压变小
D、极板上电荷量几乎不变，两极板间电压变大A12、平行板电容器充电后与电源断开，负极板接地，在
两板间有一正电荷（电荷量很少）固定在P点，如图所示，以U表示电容两极板间的电压，E表示两极板间的场强，Ep表示正电荷在P点的电势能，若保持负极板不动，而将正极板移至图中虚线所示的置，则
A、U变大， Ep不变??????B、E变大， Ep不变
C、U变小， Ep变大?????? D、U不变， Ep不变解：由U=4kπQd/εrS及 E=4kπQ/
εrS可知：d增大，则U增大
而E不变；Ep= qφp=q·Ed1
也不变。13、如图所示， C1和 C2是两个相同的平行板电容器，带有相等的电荷量，用导线连接如图。今在电容器 C1
的两极板间插入一块电介质，在电介质插入的过程中，下列哪些现象会发生（?? ? ）
A、导线上有电流通过，方向为a b,c d
B、导线上有电流通过，方向为b a,d c
C、达到稳定时， C1两极板间的电压高于 C2两极板间
的电压
D、 C2的带电量保持不变
B简析：εr↑则C↑，若Q不
变则U↓，要维持
U1=U2，就需对
C1“充电”。
