版选修3_1.doc
《版选修3_1.doc》由会员分享,可在线阅读,更多相关《版选修3_1.doc(16页珍藏版)》请在麦多课文档分享上搜索。
1、1第 8 节 电容器的电容1知道电容器的概念,认识常见的电容器,通过实验感知电容器的充、放电现象 2理解电容的概念及定义方法,掌握电容的定义、公式、单位,并会进行简单计算 3通过实验了解影响平行板电容器电容大小的因素,了解平行板电容器的电容公式,知道改变平行板电容器的电容大小的办法一、电容器1电容器:两个彼此绝缘又相距很近的导体组成一个电容器2电容器的充电和放电(1)充电: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,使电容器两极板带上等量异种电荷的过程叫做充电充电过程中由电源获得的电能储存在电容器中(2)放电:用导线把充电后的电容器的两极板接通,两极板上的电荷中和,电容器又不带
2、电了,这个过程叫做放电放电过程电场能转化为其他形式的能二、电容1定义: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,叫做电容器的电容2定义式: C QU3单位:法拉,简称法,符号是 F常用单位还有微法(F)和皮法(pF),量值关系:1 F10 6F10 12pF4物理意义:表示电容器容纳电荷本领的物理量三、平行板电容器的电容1结构:由两块彼此绝缘、互相靠近的平行金属板组成,是最简单的,也是最基本的电容器2电容的决定因素:平行板电容器的电容与两平行极板正对面积 S 成正比,与电介质的相对介电常数 r成正比,与极板间距离 d 成反比3表达式: C ,式中 k 为静电力常量 rS4
3、kd四、常用电容器1分类:从构造上可分为固定电容器和可变电容器两类2额定电压和击穿电压2(1)额定电压:电容器正常工作时所能承受的电压,它比击穿电压要小(2)击穿电压:是电容器的极限电压,超过这个电压,电容器内的电介质将被击穿,电容器将被损坏判一判 (1)电容器的带电量为两极板所带电量的绝对值之和( )(2)电容大的电容器带电量一定多( )(3)电容器两极板间的电压越高,电容就越大( )(4)电容器不带电荷时,电容为零( )(5)将平行板电容器错开,使正对面积减小,电容将减小( )提示:(1) (2) (3) (4) (5)想一想 某电容器上标有“15 F,9 V”的字样,9 V 指什么电压?
4、提示:额定电压做一做 用控制变量法,可以研究影响平行板电容器电容的因素,如图所示设两极板正对面积为 S,极板间的距离为 d,静电计指针偏角为 实验中,极板所带电荷量不变,若( )A保持 S 不变,增大 d,则 变大B保持 S 不变,增大 d,则 变小C保持 d 不变,减小 S,则 变小D保持 d 不变,减小 S,则 不变提示:选 A静电计指针偏角大小体现了电容器两板间电压大小在做选项所示的操作中,电容器所带电荷量 Q 保持不变, C 保持 S 不变,增大 d,则 C 减小, UQU rS4 kd增大,偏角 增大,选项 A 正确,B 错误;保持 d 不变,减小 S,则 C 减小, U 增大,偏角
5、 也增大,故选项 C、D 均错故正确选项为 A对电容器工作原理的理解1电容由电容器本身的构造决定电容器的电容是反映电容器容纳电荷本领的物理量,用比值 C 来定义,但它却是由QU电容器自身的构造决定的,与所带电荷量 Q 和所加电压 U 无关即使电容器不带电,其电容仍然存在,并且是一个确定的值32两公式 C 与 C 的比较QU rS4 kd公式内容 CQUC rS4 kd公式特点定义式 决定式意义 对某电容器 Q U,但 C 不变,反映QU电容器容纳电荷的本领平行板电容器, C r, C S, C ,1d反映了影响电容大小的因素联系 电容器容纳电荷的本领由 来量度,由本身的结构(如平行板电容器的
6、r、 S、 dQU等因素)来决定电容器的充电电流、放电电流都是瞬时电流,电流迅速变化并消失命题视角 1 对电容器充、放电的分析(多选)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,外电路有瞬时电流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减少解析 充电电流和放电电流都是瞬时电流,当电容器两极板间电势差与电源电压相等或极板间电势差为零时,电流消失,选项 A 正确,B 错误;充电过程中电源提供的电能转化为电场能,选项 C 错误;放电过程中电容器中的电场能转化为其他形式的能,选项 D正确答案 AD命题视角 2 对电容的
7、理解和计算关于已充上电的某个平行板电容器,下列说法不正确的是( )A两极板上一定带异号电荷B两极板所带的电荷量一定相等C充上的电荷量越多,其电容就越大D充上的电荷量越多,两极板间的电势差就越大思路点拨 (1)电容器两极板带等量的异种电荷(2)电容由电容器本身决定,与 Q、 U 无关解析 给电容器充电,电容器两极板分别带上等量异号电荷,A、B 正确;电容器的电容大小取决于它的结构,与所带电荷量的多少无关,C 错误;根据 U ,电容器所带的QC4电荷量越大,两极板间的电势差越大,D 正确答案 C求解电容器电容的两点注意(1)电容器的电容可以根据 C 或 C 求出,但电容器的电容是电容器的属性,与Q
8、U Q U电容器所带电荷量 Q 以及两极板间的电压 U 均无关(2)定义式的推广式 C ,在电压 U 变化问题中求电容更快捷 Q U【题组突破】1电容器 A 的电容比电容器 B 的电容大,这表明( )A A 所带的电荷量比 B 多B A 比 B 能容纳更多的电荷量C A 的体积比 B 的体积小D两电容器的电压都改变 1 V 时, A 的电荷量改变比 B 的大解析:选 D电容是电容器的固有属性,由电容器本身的构造决定,电容描述了电容器容纳电荷的本领(电容器两极间的电压每改变 1 V 所改变电荷量的多少)大小,而不表示容纳电荷的多少或带电荷量的多少,A、B、C 错误,D 正确2(2018日照高二检
9、测)如图所示,电源 A 的电压为 6 V,电源 B 的电压为 8 V,当开关S 从 A 转到 B 时(电容器的电容为 2 F),通过电流计的电荷量为( )A410 6 C B1210 6 CC1610 6 C D2810 6 C解析:选 D当 S 接 A 时,上极板带正电荷 Q1 CU1210 6 6 C1210 6 C当 S 接 B 时,上极板带负电荷 Q2 CU2210 6 8 C1610 6 C故流过电流计的电荷量 Q Q1 Q22810 6 C故 D 正确平行板电容器的动态分析问题1电容器电量不变和电压不变两类动态问题的分析思路(1)确定不变量电容器与电源相连时,电压不变;电容器先充电
10、,后与电源断开时,所带电荷量不变5(2)用决定式 C 分析平行板电容器的电容的变化 rS4 kd(3)用定义式 C 分析电容器所带电荷量或两极板间电势差的变化QU(4)用 E 分析电容器间场强的变化Ud2两类动态问题的分析过程(1)第一类动态变化:两极板间电压 U 恒定不变(2)第二类动态变化:电容器所带电荷量 Q 恒定不变命题视角 1 两极板间电压 U 不变的情况(多选)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使 A、 B 两板靠近一些B使 A、 B 两板正对面积减小一些C断开
11、 S 后,使 B 板向右平移一些D断开 S 后,使 A、 B 正对面积减小一些解题探究 (1) Q 与 U 哪个量保持不变?(2)静电计的张角大小代表哪个物理量的大小?解析 静电计显示的是 A、 B 两极板间的电压,指针张角越大,表示两板间的电压越高当合上 S 后, A、 B 两板与电源两极相连,板间电压等于电源电压不变,静电计指针张角不变;当断开 S 后,板间距离增大,正对面积减小,都将使 A、 B 两板间的电容变小,而电容器所带的电荷量不变,由 C 可知,板间电压 U 增大,从而静电计指针张角增大,所QU6以选项 C、D 正确答案 CD命题视角 2 电容器的电荷量 Q 不变的情况(多选)如
12、图所示,用静电计可以测量已充电的平行板电容器两极板间的电势差U,现使 B 板带正电,则下列判断正确的是( )A增大两极板之间的距离,静电计指针张角变大B将 A 板稍微上移,静电计指针张角将变大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解析 电容器上所带电荷量一定,由公式 C ,当 d 变大时, C 变小,再由 rS4 kdC 得 U 变大;当 A 板上移时,正对面积 S 变小, C 也变小, U 变大;当插入玻璃板时, CQU变大, U 变小;当将 A 板拿走时,相当于使 d 变得更大, C 更小,故 U 应更大,故选 AB答案 AB【题组突破】1
13、(2016高考全国卷)一平行板电容器两极板之间充满云母介质,接在恒压直流电源上若将云母介质移出,则电容器( )A极板上的电荷量变大,极板间电场强度变大B极板上的电荷量变小,极板间电场强度变大C极板上的电荷量变大,极板间电场强度不变D极板上的电荷量变小,极板间电场强度不变解析:选 D平行板电容器接在电压恒定的直流电源上,电容器两极板之间的电压 U不变若将云母介质移出,电容 C 减小,由 C 可知,电容器所带电荷量 Q 减小,即电容QU7器极板上的电荷量减小由于 U 不变, d 不变,由 E 可知,极板间电场强度 E 不变,选Ud项 D 正确2(多选)如图所示,平行板电容器的两个极板为 A、 B
14、B 板接地, A 板带有电荷量 Q,板间电场中有一固定点 P,若将 B 板固定, A 板下移一些,或者将 A 板固定, B 板上移一些,在这两种情况下,下列说法正确的是( )A A 板下移时, P 点的电场强度不变, P 点电势不变B A 板下移时, P 点的电场强度不变, P 点电势升高C B 板上移时, P 点的电场强度不变, P 点电势降低D B 板上移时, P 点的电场强度变小, P 点电势降低解析:选 AC A 板下移与 B 板上移,两板间的距离均减小,但此平行板电容器为电荷量不变的电容器,改变两板间的距离不能改变电场强度的大小及方向,即 E 不变因此 A板下移时, P 点与 B 板
15、间的电势差不变,即 P 点电势也不变;但 B 板上移时,由于 P 点与B 板的距离减小,因此 P、 B 间的电势差减小,即 P 点电势降低,选项 A、C 正确平行板电容器中的力学问题关于电容器与力学、运动学知识相结合的问题,电场强度是联系电场问题和力学问题的桥梁分析此类问题时应注意:(1)若已知电压、电量或电容的变化情况,应先根据 E 或 E 分析两极板间电Ud 4 kQ rS场强度的变化,然后分析物体的受力情况及运动情况的变化(2)若已知物体运动情况的变化,应先根据运动情况分析电场力的变化,由此判断电场强度的变化,进而判断电压、电量或电容的变化规律【题组过关】1(高考全国卷)如图,两平行的带
16、电金属板水平放置若在两板中间 a 点从静止释放一带电微粒,微粒恰好保持静止状态现将两板绕过 a 点的轴(垂直于纸面)逆时针旋转45,再由 a 点从静止释放一同样的微粒,该微粒将( )A保持静止状态B向左上方做匀加速运动8C向正下方做匀加速运动D向左下方做匀加速运动解析:选 D两板水平放置时,放置于两板间 a 点的带电微粒保持静止,带电微粒受到的电场力与重力平衡当将两板逆时针旋转 45时,电场力大小不变,方向逆时针偏转 45,受力如图,则其合力方向沿二力角平分线方向,微粒将向左下方做匀加速运动选项 D 正确2如图所示,一平行板电容器跟一电源相接,当 S 闭合时,平行板电容器极板 A、 B 间的一
- 1.请仔细阅读文档,确保文档完整性,对于不预览、不比对内容而直接下载带来的问题本站不予受理。
- 2.下载的文档,不会出现我们的网址水印。
- 3、该文档所得收入(下载+内容+预览)归上传者、原创作者;如果您是本文档原作者,请点此认领!既往收益都归您。
下载文档到电脑,查找使用更方便
2000 积分 0人已下载
下载 | 加入VIP,交流精品资源 |
- 配套讲稿:
如PPT文件的首页显示word图标,表示该PPT已包含配套word讲稿。双击word图标可打开word文档。
- 特殊限制:
部分文档作品中含有的国旗、国徽等图片,仅作为作品整体效果示例展示,禁止商用。设计者仅对作品中独创性部分享有著作权。
- 关 键 词:
- 选修 _1DOC
