高中物理 第一章 电场 1.7 了解电容器知识导学案 粤教版选修3-1-粤教版高二选修3-1物理学案VIP专享VIP免费

第七节了解电容器问题探究随着生活质量的提高,自动干手机已进入家庭.洗手后将湿手靠近自动干手机,机内的电热器便“自动”加热,将热空气从机内喷出,将湿手烘干.试结合所学的知识分析:手靠近干手机时,自动干手机“自动”工作.这是什么原因?答案：平行板电容器电容与极板间正对面积、极板间距\,极板间电介质等因素有关,当人走近干手机的传感器并将湿手接近传感器时,实际上相当于通过减小电容器两极板间的距离而改变电容,从而自动控制传感器驱使电热器工作.自学导引1.什么是电容器?两个彼此______________而又相互______________的导体就可组成一个电容器.如两块平行金属板正对、靠近且两板间充满绝缘物质(电介质),这两板就组成了平行板电容器.答案:绝缘靠近2.电容器的电容(1)电容器的主要作用是能够储藏______________.使两极板带上等量异种电荷的过程叫______________;使电容器两极板上电荷中和的过程叫______________.当电容器两极板带上等量异种电荷时,极板间存在电场,因而极板间具有电场能,因此电容器也具有储藏电场能的作用.(2)电容是描述电容器容纳电荷本领的物理量.电容(C)等于______________与______________.(3)在国际单位制中,电容的单位是法拉(F),在实际使用中还有其他单位,如微法(μF)、皮法(pF).它们之间的换算关系是:1F=______________μF=______________pF.答案:(1)电荷充电放电(2)电容器带电荷量(Q)两极板间电势差(U)的比值(3)10610123.由于平行板电容器的电容与多种因素有关,故可以采取______________探究之.平行板电容器的电容与______________成正比,与______________成反比,与______________有关.答案:控制变量法两极板的正对面积两极板间的距离极板间电介质材料疑难剖析电容反映电容器本身属性,它与带电荷量和电势差无关【例1】根据电容器电容的定义式UQC,可知()A.电容器所带电荷量越多,它的电容就越大B.电容器不带电时,其电容为零C.电容器两极板间电压越高,它的电容就越小D.电容器电容大小与电容器带电荷量无关解析:电容反映电容器本身特性,它的大小决定于电容器本身的结构(极板正对面积、极板间距、极板间电介质),而与电容器所带电荷量的多少、极板间电压的大小无关.当电容器带电荷量为零时,其电容仍存在.答案:D温馨提示:物理学中量度式只是一种间接的测量方式.在讨论物理量之间的关系时,不能仅凭数学式简单地进行分析,而是要从它们的物理量意义出发,真正掌握它们之间的联系与区别.1因此在分析电容器的电容时,不能单纯从公式UQC得出:电容与带电荷量成正比,与电势差成反比.而是要根据其决定式kdSC4讨论电容与其他物理量之间的关系.【例2】有一个电容器，当它的带电荷量增加2×10-8C时，它两极间的电势差增大了200V，这个电容器的电容是多大？解答:解法一:设增加前极板电荷量为Q1，相应电压为U1；增加后的电荷量为Q2，相应电压为U2.则定义式可得:Q1＝C1U1Q2=C2U2可得:Q2-Q1=C(U2-U1)即ΔQ=CΔUFFUQC108100.1200102.解法二:对于确定的电容器，由定义式可知:电容器的带电荷量（Q）与其两极间的电势差（U）成正比，故作出QU图象，如图1-7-1所示，图中直线的斜率在数值上等于电容器的电容值.图1-7-1由图可得:.100.1200102108FFUQkC温馨提示:解答此题要注意两点:（1）准确理解题意，题设条件是电荷量和电势差的改变量，而不是电容器带电荷量和极板间电势差值.（2）要运用电容的物理意义及定义式进行推理,即UQC.平行板电容器电容决定于其自身因素(极板正对面积、极板间距、介质材料)【例3】如图1-7-2所示，用静电计来研究平行板电容器跟哪些因素有关，下列选项中哪些跟实验事实相符（）图1-7-2A.B板向右移，静电计指针偏角变小B.B板向上移，静电计指针偏角变小C.保持B板不动，在两板间插入一块绝缘介质，静电计指针偏角变小D.保持B板不动，在两板间插入一块绝缘介质，静电计指针偏角变大2解析：C=Q/U，Q是一个定值，静电计指针偏角表示两板间的电压值U的大小，角度增大，电压U增大，电容C就变小；反之，角度变...