?10.4 電容器的電容
【學(xué)習(xí)目標(biāo)】
1. 觀察常見(jiàn)電容器的構(gòu)造，建構(gòu)電容器模型。通過(guò)實(shí)驗(yàn)，觀察電容器在充、放電過(guò)程中由流與電壓的變 化，分析電荷量變化及能量轉(zhuǎn)化情況。
2. 經(jīng)歷實(shí)驗(yàn)探究電容器兩極板間電勢(shì)差與所帶電荷量關(guān)系和用物理量之比定義電容的過(guò)程，理解電容概念。知道電容的單位。
3. 了解電容器的類型、特性及作用。
4. 了解影響平行板電容器電容大小的因素。
【開(kāi)啟新探索】
電容器是一種重要的電學(xué)元件，在很多電路中都需要用到電容器。電容器在電路中有“容納電荷”的能力，如同水容器有“容水”能力一樣。那么，電容器有怎樣的結(jié)構(gòu)？怎樣“容電”？
【質(zhì)疑提升1】電容器有怎樣的結(jié)構(gòu)？電容器如何充電、放電？
1. 閱讀教材，如何構(gòu)成電容器？
答：在兩個(gè)的相距 的 中間夾上一層 物質(zhì)（電介質(zhì)） ，就構(gòu)成一個(gè)最簡(jiǎn)單的電容器，稱平行板電容器。這兩個(gè)金屬板叫做電容器的 。
任何兩個(gè)彼此 又相距 的導(dǎo)體，都可以構(gòu)成電容器。電容器的符號(hào)：
2. 電容器接入電路之后可以進(jìn)行充電、放電。結(jié)合課本，理解電容器的充電、放電過(guò)程。
（1） 如圖所示，當(dāng)接在“1”電路結(jié)構(gòu)，對(duì)電容器 。電容器的上極板帶 電（正電、負(fù)電）、下極板帶 電，電容器的兩端電壓大小 。通過(guò)電流表的電流方向 （向左、向右），電流大小 。
（2）在充電過(guò)程中，極板的帶電量越來(lái)越多，在充電過(guò)程中，實(shí)現(xiàn)了 能量轉(zhuǎn)化；
（3）當(dāng)接在“2”電路結(jié)構(gòu)，電容器 ，通過(guò)電流表的電流方向 ，電流大小 ；
（4）在放電過(guò)程中，極板的帶電量越來(lái)越少，兩極板間的電壓會(huì)越來(lái)越 ；在放電過(guò)程中，實(shí)現(xiàn)了 能量轉(zhuǎn)化；
3.閱讀課本，P39拓展學(xué)習(xí)，了解用傳感器觀察電容器放電實(shí)驗(yàn)的原理。
（1）觀察I－t圖，說(shuō)明電容器放電電流的大小變化有怎樣的規(guī)律？為什么會(huì)有這樣的規(guī)律？


（2）圖10.4－3中豎立的狹長(zhǎng)矩形面積的物理意義？

（3）據(jù)I－t圖估算電容器在全部放電過(guò)程中釋放的電荷量：

【質(zhì)疑提升2】如何描述電容器容電能力？
1. 電容器充電時(shí)，電容器兩極板之間的電勢(shì)差增大，電容器所帶的電荷量也在增加，那么，電容器所帶的電荷量與兩極板間的電勢(shì)差是否存在某種定量關(guān)系？通過(guò)實(shí)驗(yàn)我們尋找兩者的定量關(guān)系。觀察實(shí)驗(yàn)電路，說(shuō)明如何獲知電容器所帶的電荷量大??？如何獲知兩極板間的電勢(shì)差？
答： 電容器所帶的電荷量（一個(gè)極板帶電荷量的絕對(duì)值）通過(guò) 獲得，電勢(shì)差通過(guò) 獲得。
2. 通過(guò)實(shí)驗(yàn)測(cè)量，兩者間存在怎樣的定量關(guān)系？
答：一個(gè)電容器 與 之比是不變的。
不同的電容器這個(gè)比值是不同的。而這個(gè)比值的意義： 。
可見(jiàn)，電荷量Q與電勢(shì)差U之比表征了電容器儲(chǔ)存電荷的特性。類同于不同的水容器，升高相同的水位，所需的水量不同，所需的水量越大，容水能力越強(qiáng)。
3. 什么是電容？為什么要引入電容的概念？電容的定義式、單位、決定因素是什么？
答：（1）電容器所帶的 與電容器兩極板之間的 之比，叫做電容器的電容。用 表示。
（2）定義式： ，其量值的物理意義是 。
（3） 國(guó)際單位制中，電容的單位是 ，簡(jiǎn)稱 ，符號(hào) 。還有 和 兩個(gè)常用單位，1F＝ μF＝ pF。
（4）電容器的電容是 定義方式，與Q、U的大小 ，取決于 。
【學(xué)以致用1】
1．對(duì)于一個(gè)確定的電容器的電容正確的理解是( 　)　
A．電容與帶電量成正比 B．電容與電勢(shì)差成反比
C．電容器帶電量越大時(shí)，電容越大 D．對(duì)確定的電容器,每板帶電量增加,兩板間電勢(shì)差必增加
2. 對(duì)于一給定的電容器，在如圖所示中，描述電容C、帶電荷量Q、電壓U之間的相互關(guān)系的圖線中正確的是( )


【質(zhì)疑提升3】
1. 探究平行板電容器的電容有關(guān)因素，采用什么具體方法？平行板電容器的電容大小又可以怎樣表示？





【學(xué)以致用2】
1．如圖為研究平行板電容器電容的實(shí)驗(yàn)裝置。電容器充電后與電源斷開(kāi)，電量Q不變，與電容器相連的靜電計(jì)用來(lái)測(cè)量電容器的______。當(dāng)極板間插入橡膠板時(shí)，電容器的電容將______（填“增大”、“減小”或“不變”，下同。），靜電計(jì)指針偏角將________。當(dāng)錯(cuò)開(kāi)極板時(shí)，電容器的電容將________，靜電計(jì)指針偏角將__________。當(dāng)增加極板間距時(shí)，電容器的電容將________，靜電計(jì)指針偏角將___________。
2. 平行板電容器保持與直流電源兩極連接，充電平衡后，兩極板間的電壓是U， 充電荷量為Q，兩極板間場(chǎng)強(qiáng)為E，電容為C。充電平衡后，保持電鍵閉合，將兩極板間距離減小，則( )
A.C變小 B.U變小
C.E不變 D.Q變大
3. （2）中，如充電平衡后，電容器與電源斷開(kāi)，將兩板間距離減小，則( )
A.Q變大 B.C變小
C.E不變 D.U變大
【素養(yǎng)提升專練】
1．關(guān)于電容器的充放電，下列說(shuō)法中正確的是 ( )
A．充電過(guò)程中電源提供的電能全部轉(zhuǎn)化為內(nèi)能
B．放電過(guò)程中電容器中的電場(chǎng)能逐漸增大
C．充放電過(guò)程中外電路有瞬間電流
D．充放電過(guò)程中外電路有恒定電流
2. 兩個(gè)電容，兩極板間的電勢(shì)差之比為2:3，帶電量之比為3:2，則C1/C2等于( )
A. 2：3 B．3：2
C．4：9 D. 9：4
3. 如圖所示，彼此絕緣的同軸金屬圓管和圓柱分別帶上等量的異種電荷Q后，兩導(dǎo)體間的電勢(shì)差為U，若兩導(dǎo)體分別帶上+2Q和-2Q的電荷，則它們間的電勢(shì)差為（　?。?br /> A．2U B．4U
C．8U D．16U
4. 一個(gè)電容器，帶了電量Q后，兩極板電勢(shì)差為U，若它帶的電量減少Q(mào)/2，則 ( )
A．電容為原來(lái)的1/2，兩極板電壓不變
B．電容為原來(lái)2倍，兩極板電壓不變
C．電容不變，兩極板電壓是原來(lái)的1/2
D．電容不變，兩極板電壓是原來(lái)的2倍
5．下列關(guān)于電容器的說(shuō)法中，正確的是 ( )
A．電容越大的電容器，帶電荷量也一定越多
B．電容器不帶電時(shí)，其電容為零
C．由C＝Q／U可知，C不變時(shí)，只要Q不斷增加，則U可無(wú)限制地增大
D．電容器的電容跟它是否帶電無(wú)關(guān)
6． 為研究影響平行板電容器電容的因素，實(shí)驗(yàn)中，使電容器的兩個(gè)極板A、B分別帶上等量異種電荷，并將A極板和靜電計(jì)的外殼分別接地，保持極板所帶電荷量不變，如圖所示。下列判斷正確的是（　　）
A．增大兩極板之間的距離，靜電計(jì)指針張角變小
B．A板稍微上移，靜電計(jì)指針張角變大
C．若將玻璃板插入兩板之間，則靜電計(jì)指針張角變大
D．若將A板向右移少許，則靜電計(jì)指針張角不變
7. 如圖所示，電路閉合開(kāi)關(guān)S，用兩極電壓為E的直流電源對(duì)平行板可移動(dòng)的電容器充電，要使電容器兩極板間的電壓大于E，兩極板間的電場(chǎng)強(qiáng)度保持不變，可采用（ ）
A．先將S斷開(kāi)，然后將電容器兩極板間的距離拉大一些
B．先將兩極板間的距離拉大，然后斷開(kāi)S
C．先將兩極板的正對(duì)面積減小一些，然后將S斷開(kāi)
D．先將S斷開(kāi)，然后將兩極板的正對(duì)面積減小一些
8. 如圖所示，是一個(gè)由電池、電阻R與平行板電容器組成的串聯(lián)電路。增大電容器兩極板間距離時(shí)（ ）
A．電容器的電容增大
B．電阻R中沒(méi)有電流
C．電阻R中有從a流向b的電流
D．電容器兩極間的電場(chǎng)強(qiáng)度增大

9．如圖所示，一平行板電容器兩極板接在恒壓直流電源上，充滿電之后與電源端開(kāi)。一帶電油滴位于電容器中的P點(diǎn)且恰好處于平衡狀態(tài)，若將M上移，則電容器（ ）
A．兩極板間的電勢(shì)差變大，極板間電場(chǎng)強(qiáng)度變大
B．油滴帶正電
C．帶電油滴將向上移動(dòng)
D．P點(diǎn)的電勢(shì)不變
10. 傳感器是采集信息的重要器件。如圖所示是一種測(cè)定壓力的電容式傳感器，A為固定電極，B為可動(dòng)電極，組成一個(gè)電容大小可變的電容器.可動(dòng)電極兩端固定，當(dāng)待測(cè)壓力施加在可動(dòng)電極上時(shí)，可動(dòng)電極發(fā)生形變，從而改變了電容器的電容.現(xiàn)將此電容式傳感器與零刻度在中央的靈敏電流表和電源串聯(lián)成閉合電路，已知電流從電流表正接線柱流入時(shí)指針向右偏轉(zhuǎn)。當(dāng)待測(cè)壓力增大時(shí)（　 ）
A．電容器的電容將減小
B．靈敏電流表指針指在正中央零刻度處
C．靈敏電流表指針向左偏轉(zhuǎn)
D．靈敏電流表指針向右偏轉(zhuǎn)
11. 兩平行金屬板正對(duì)放置，充電后兩板間的電勢(shì)差為2V，兩極板帶電量分別為+6×10-6C和-6×10-6C，求： （1）電容C；
（2）若電勢(shì)差升高1V，該電容器的電容Cˊ和所帶電量Qˊ分別為多少？







12．有一充電的平行板電容器，兩板間電勢(shì)差為3V，現(xiàn)使它的電荷量減少3×10－4C，于是電容器兩板間的電勢(shì)差降為原來(lái)的，則：
（1）此電容器的電容是多大？
（2）電容器原來(lái)帶的電荷量是多少？
（3）若將電容器極板上的電荷量全部放掉，電容器的電容是多大？











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