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10.4电容器的电容（导学案）
年级 班 姓名 物理备课组 主备人
【学习目标】：
1.知道电容器的概念,认识常见的电容器。 (物理观念)
2.理解电容的定义式和决定式,并会应用其分析、讨论、解决问题。 (科学思维)
3.观察电容器的充、放电现象。 (科学探究)
【自主学习】：
一、电容器
1.平行板电容器:在两个相距很近的 中间夹上一层绝缘物质——电介质(空气也是一种电介质),组成最简单的电容器。
2.电容器:任何两个彼此 又相距很近的导体,都可以看成一个电容器。
3.电容器的充、放电现象:
(1)器材:直流电源、电阻、电容器、电流表、电压表以及单刀双掷开关。
(2)电路图。
(3)观察演示充电、放电
充 电 把开关S接1,电源给电容器充电,电容器两极板所带电荷量逐渐增大,电流表示数 ,电压表示数增大,当电流表示数为0,电压表示数不变时,电容器充电结束
放 电 把开关S接2,电容器对电阻R放电,电流表示数 ,电压表示数 ,当电流表示数为0,电压表示数为0时,放电结束
[思考一]　如何从能量的角度理解电容器的充电过程和放电过程
二、电容
1.定义:电容器所带的电荷量Q与电容器两极板之间的 之比。
2.定义式: 。
3.物理意义:
4.单位:
(1)国际单位:电容的单位是法拉,简称法,符号是F。
(2)常用单位:微法(μF)和皮法(pF)。
(3)国际单位与常用单位的换算:
1 μF= F;
1 pF= F。
5.电容器的额定电压和击穿电压
(1)额定电压:电容器能够 时的电压。
(2)击穿电压:电介质被 时加在电容器两极板上的极限电压,若电压超过这一限度,则电容器就会损坏。
6.平行板电容器的电容
(1)决定因素:电容C与两极板间的相对介电常数εr成 ,跟极板的正对面积S成 ,跟极板间的距离d成 。
(2)决定式:C=,εr为电介质的相对介电常数。当两极板间是真空时,C=,式中k为静电力常量。
三、常用电容器
1.固定电容器:聚苯乙烯电容器和电解电容器。
2.可变电容器:由定片和动片组成。转动动片,使两组铝片的正对面积发生变化,电容就随着改变。
1.关于电容C=,下列说法正确的是 (　　)
A.一个电容器充电量越大,电容增加得越大
B.对于固定的电容器,它所充电量跟加在两极板间电压的比值保持不变
C.可变电容的充电量跟加在两极板间的电压成反比
D.由C=可知,如果一个电容器没有电压便无带电荷量,也无电容
判一判：当两极板间的距离减小时则
1.电容器的电容变小。 (　　)
2.电容器的带电量增大。 (　　)
3.电容器两极板间电场强度变小。 (　　)
【合作探究】
一、对电容的理解和计算
问题一：当电容器的电荷量增加时,电容器两极板间的电势差如何变化 电荷量Q和板间电势差U的比值是否发生变化
1.两公式C=与C=的比较
公式 C= C=
公式 特点 定义式 决定式
意义 对某电容器Q∝U,但=C不变,反映电容器容纳电荷的本领 平行板电容器,C∝εr,C∝S,C∝,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εr、S、d等因素)来决定
2.通过Q-U图像来理解C=
如图所示,在Q-U图像中,电容是一条过原点的直线的斜率,其中Q为一个极板上所带电荷量的绝对值,U为两极板间的电势差,可以看出,电容器电容也可以表示为C=,即电容器的电容的大小在数值上等于两极板间的电压增加(或减少)1 V所需增加(或减少)的电荷量。
　
二、平行板电容器的两类动态问题
　 问题二：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。
[交流讨论]　
(1)静电计的作用是什么
(2)极板间距离改变时,极板上电荷量有何特点
两类情况
(1)平行板电容器两极板始终与电源两极相连(此时板间电压U保持不变)。
讨论在该种情况下当、S、d增大时C、Q、E的变化情况并做出总结
(2)电容器充电后与电源断开(此时电荷量Q保持不变)。
讨论在该种情况下当、S、d增大时C、U、E的变化情况并做出总结
当堂练
1.如图所示,平行板电容器与电源连接,上极板A接地,一带负电的油滴静止于电容器中的P点,现将平行板电容器的下极板B竖直向下移动一小段距离,则(　　)
A.带电油滴所受静电力不变
B.P点的电势将升高
C.带电油滴在P点时的电势能增大
D.电容器的电容减小,极板带电荷量增大
2.(多选)在研究平行板电容器电容的实验中,电容器的A、B两极板带有等量异种电荷,A板与静电计连接,如图所示。实验中可能观察到的现象是(　　)
A.增大A、B板间的距离,静电计指针张角变小
B.减小A、B板间的距离,静电计指针张角变小
C.把B板向上平移,减小A、B板的正对面积,静电计指针张角变小
D.在A、B板间放入一电介质板,静电计指针张角变小
3.有一充电的平行板电容器,两板间电势差为3 V,现使它的电荷量减少3×10-4 C,于是电容器两板间的电势差降为原来的,则此电容器的电容是多大 电容器原来带的电荷量是多少 若将电容器极板上的电荷量全部放掉,电容器的电容是多大

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