10.4 电容器的电容 学案 高中物理新人教版必修第三册（2023年）.doc

第10章 静电场中的能量 10.4　电容器的电容 一：电容器和电容 1．电容器的组成 两个彼此绝缘的导体，当靠的很近且之间存有电介质时，就组成一电容器． 2．电容器的充放电过程 过程内容　　 充电过程 放电过程 定义 使电容器带电的过程 中和掉电容器所带电荷的过程 方法 将电容器的两极板与电源两极相连 用导线将电容器的两极板接通 场强变化 极板间的场强增强 极板间的场强减小 能量转化 其他能转化为电能 电能转化为其他能 3.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，公式为C＝eq \f(Q,U). (2)物理意义：表示电容器容纳电荷本领的物理量． (3)单位：1 F＝106 μF＝1012pF. 一．公式C＝eq \f(Q,U)与C＝eq \f(εrS,4πkd)的比较 　　　　　　公式 内容　　 C＝eq \f(Q,U) C＝eq \f(εrS,4πkd) 公式特点 定义式 决定式 意义 对某电容器Q∝U，但eq \f(Q,U)＝C不变，反映容纳电荷的本领 平行板电容器，C∝εr，C∝S，C∝eq \f(1,d)，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eq \f(Q,U)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 二、平行板电容器的两类典型问题(拓展延伸) 1．电容器两极板始终与电源两极相连 此时电容器两板间电势差U保持不变，若用“↑”表示相关物理量增大，“↓”表示减小，则： (1)电容器极板间距离变化． (2)电容器的正对面积变化． 2．电容器充电后与电源断开：此时电容器所带电量Q保持不变． (1)电容器极板间距离变化 (2)电容器的正对面积变化． 三：平行板电容器与静电计结合问题的解决方法 1．静电计指针和外壳分别与两块平行金属板相连接，使两块金属板带上等量的异种电荷，且电容器电荷量Q不变． 2．由决定式C＝eq \f(εrS,4πkd)，根据所给问题中εr、S或d的变化，确定平行板电容器的电容C的变化情况． 注意电容器间插入电介质时意味着εr变大，电容C变大；插入金属板时意味着d减小，电容C也变大． 3．根据U＝eq \f(Q,C)，可确定电容器两极板间的电势差的变化，进而可以确定静电计指针的张角变化情况． 一：电容器的概念与描述 1．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．两极板上一定带异种电荷 B．两极板所带的电荷量一定相等 C．充上的电量越多，其电容就越大 D．充上的电量越多，两极板间的电势差就越大 2．关于电容器，以下说法正确的是（　　） A．电容器两板正对面积变大，电容变小 B．电容器两板距离变大，电容变大 C．两板间放入电介质，电容变大 D．两板间电压增大，电容变大 3．图所示是描述对给定的电容器充电时电量Q、电压U、电容C之间相互关系图像，其中错误的是（　　） A．B．C．D． 二：平行板电容器的电容 4．平行板电容器带电量为Q，两板间的电场强度大小为E，若平行板的带电量变为，要使两板间的电场强度仍为E，可采取的措施是（　　） A．仅将两板间的距离加倍 B．仅将两板间的距离减半 C．仅将两板的正对面积加倍 D．仅将两板的正对面积减半 5．平行金属板带有等量异种电荷，因为两极板间距较远，因此它们的电场线不是彼此平行的直线，而是如图所示的曲线（电场方向未画出），其中虚线MN是穿过两极板正中央的一条直线。已知在a点静止释放一个正电荷，仅在电场力的作用下，电荷将沿电场线向b点运动，取无穷远处电势为0，以下说法正确的是（　　） A．平行金属板上极板带负电，下极板带正电 B．b点的电势比d点电势高且大于零 C．c点的电势高于d点的电势 D．若将一正电荷从c点由静止释放，仅在电场力的作用下它一定沿着电场线运动经过d点 6．如图所示，一带电小球以速度v0水平射入接入电路的平行板电容器中，并沿直线打在屏上O点，若仅将平行板电容器上极板平行下移一些后，让带电小球再次从原位置水平射入并能打在屏上，其他条件不变，两次相比较，则再次射入的带电小球（　　） A．将打在O点的下方 B．将打在O点的上方 C．到达屏上时的动能不变 D．穿过平行板电容器的时间增加 三：平行板电容器的动态分析 7．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S后，使B板向右平移一些 D．断开S后，使A、B正对面积增大一些 8．如图所示，平行板电容器与电动势为E的直流电源（内阻不计）始终连接，下极板接地。一带电油滴位于电容器中的P点恰好处于平衡状态。现将平行板电容器的上极板竖直向上移动一小段距离，则（