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《2.1.1 电容器与电容》导学案
【学习目标】
1. 知道什么是电容器及电容器的主要构造。
2. 知道电容器充、放电的实验原理和实验电路。
3. 理解电容的概念及其定义式。
【课前预习】
1. 识别电容器
(1)电容器的组成：两个互相 、彼此 的导体，导体间可以填充 。
(2)电容器的表示：在电路中，电容器用字母“ ”及电路符号“ ”表示。
(3)电容器的作用：储存 和电场能。
(4)常见电容器：
2. 充电、放电：
(1)充电：把电容器的两个极板与 相连， 的过程。充电后，跟电源正极相连的极板带 ，跟电源负极相连的极板带 。
(2)放电：用导线把充电后的电容器的 接通，两个极板上的电荷 ， 的过程。放电后，电容器任一极板带电荷量均为 。
(3)从能量的角度区分充电与放电：充电是从电源获得能量储存在电容器中，放电是把电容器中的 通过电流做功转化为电路中其他形式的能量。
3. 电容器的电荷量：其中 极板所带电荷量的绝对值。
4. 电容
(1)定义：电容器所带 与电容器两极板间的 之比。
(2)定义式： 。
(3)单位：电容的国际单位是 ，简称 ，符号是 ，常用的单位还有 和 ，1 F= μF= pF。
(4)物理意义：电容器的电容是表示电容器容纳电荷本领的物理量。
5. 击穿电压和额定电压
(1)击穿电压：电介质不被击穿时加在电容器两极板上的极限电压，若电压超过这一限度，电容器就会损坏。
(2)额定电压：电容器外壳上标的电压是工作电压(或称额定电压)，也是电容器正常工作时所能承受的最大电压。
(3)额定电压比击穿电压 。
【课堂探究】
一、识别电容器
电容器在生活中有哪些应用？
2、电容器的内部构造是怎样的？
3、坐在座位上相邻的两同学是否构成电容器？
二、电容器充、放电
1、电容器两极板间填充了绝缘物质，将开关拨到a，回路中是否会有电流 若有，电荷是如何移动的呢 电流方向如何
2、放电时将开关拨到b，回路中是否会有电流 若有，电荷是如何移动的呢 电流方向如何
三、电容器的电容
【实验电路设计】
如图所示为实验原理图，其中，电容器C标有“”，耐压为，电源为1节干电池。实验时，将电流传感器和电压传感器采集的数据传输给计算机，计算机通过对数据进行分析和处理，得到电容器充、放电过程中的U-t图像和I-t图像。
请按照电路图，用笔画线代替导线
将实物图补充完整
【观察与思考】
充、放电过程中电压随时间的变化有什么特征？
充、放电过程中电流随时间的变化有什么特征？
为什么刚充电和放电时电压变化的更快？
4、试猜想I－t 图像中，I 轴与 t 轴所围的面积表示了什么
5、若电阻两端电压为, 则 － t 图像有什么特点 与电容器的U－t图像类似吗？
6、当电源干电池改用2节、3节、4节时，利用实验测得的数据可得极板的电量Q与所加电压U的关系如图所示，由此可得出什么结论？换用不同标度值的电容器，又有什么样的结论呢？
【知识深化】
思考：电容C与电荷量Q成正比与电压U成反比吗？
类比：圆柱型水杯容器的储水本领——电容器容纳电荷的本领大小
h相同时，S越大的杯子储水本领越_________
U相同时，C越大的电容器储电本领越_________
【当堂检测】
练习1：有人用如下图示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。请判断正误，并说明理由。
练习2：如图所示为研究电容器充放电实验的电路图，实验前，开关S是断开的，电容器不带电。下列的操作过程中，正确的说法是( )
A. 开关S接1，电容器上极板带负电
B. 开关S接1稳定后，再断开S，电容器两极板间有电场存在
C. 开关S接1稳定后，再将S掷向2，通过电流传感器的电流方向向上
D. 开关S接1稳定后，再将S掷向2，通过电阻R的电流方向向右
【课后思考】
电容器的电容C可能跟其自身哪些因素有关？如何进行研究？
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