高中物理 1.7了解电容器学案 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1．知道电容器以及常用的电容器．2．理解电容的定义式C＝，并会进行有关的计算．3．知道平行板电容器的电容与什么因素有关．一、识别电容器及电容器的充放电1．电容器的构造：两个彼此绝缘又相互靠近的导体组成了一个电容器．2．电容器的充放电：(1)充电：使电容器的两个极板带上等量异种电荷的过程．(2)放电：使电容器的两个极板的电荷中和的过程．3．电容器的电荷量：每一个极板所带的电荷量的绝对值称为电容器所带的电荷量．4．电场能：电容器充电后两极间形成电场，储存了电场能．二、电容器的电容5．电容定义：电容器所带的电荷量Q与两板间的电势差U的比值．6．电容定义式：C＝．7．电容物理意义：表示电容器储存电荷本领大小的物理量．8．电容单位：国际单位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)，单位换算关系：1F＝106μF＝1012pF.三、决定电容的因素9．实验探究：由于平行板电容器的电容与多种因素有关，故可以采取控制变量法探究．10．平行板电容器的电容．(1)平行板电容器的电容与两极板的正对面积S成正比，与两极板的距离d成反比，并跟板间插入的电介质有关．(2)公式：C＝．11.电容器的两个性能指标：1(1)一个是它的电容量．(2)另一个是它的耐压能力，耐压值表示电容器正常使用时两个电极间所能承受的最大电压．一、构造上的差异最常用的金箔验电器，它是检验物体是否带电的最简单的仪器，在玻璃瓶口处有一橡胶塞，塞中插一根金属杆，杆的上端有一金属球，下端悬挂一对金箔(或铝箔)。当带电体与金属小球接触时，箔片因带同性电荷相排斥而张开。为了避免气流的影响，金属棒和箔片封闭在一个玻璃瓶中，棒与瓶间有绝缘材料相隔。而静电计是用静电方法测量电势差的仪器。实验室常用的静电计是布劳恩静电计，它的结构是在一绝缘底座上装一鼓形铁壳，铁壳的前面装有透明玻璃，后面装有标有刻度的毛玻璃，在金属壳中绝缘地安装一根金属杆，杆的上端为金属小球，金属杆下部的水平轴上装有金属指针，可绕水平轴灵活转动。圆筒的底部有接线柱，可用来接地或与其他导体相连。这样，静电计的金属外壳与内部的金属杆及金属指针构成了一个特殊的电容器。二、工作原理及用途上的差异1．验电器原理及其用途．验电器的原理：当验电器指示系统带电后，由于同种电荷的排斥力使指示器发生偏转，它是从力的角度来反映导体带电的情况。当指示系统具有一定的偏转角时，其重力矩与静电力矩平衡。验电器的主要用途：检验物体是否带电，比较带电的种类以及所带电荷量的多少等。2．静电计原理及其用途．静电计的原理是：从上面的构造分析，我们知道静电计本身其实就是一个电容器．金属球、金属杆、指针相当于电容器的一个电极，金属外壳也相当于一个电极，它们之间是绝缘的．其电容的大小由金属壳的几何尺寸的大小和金属杆及指针的长短、位置所决定．因为指针的2偏转角变化对静电计的电容的影响很小，故在指针转动过程中可近似认为静电计的电容值不变．现将一个已充电电量为Q的平板电容器与静电计相连，此时指针和金属杆带正电，外壳的内表面将出现负的感应电荷，从而在金属杆与外壳间形成电场，指针表面的电荷受到电场力的作用，或者说受到来自杆上同种电荷的排斥力及金属盒内壁的异种电荷的吸引力，使得指针偏转，带电量越多，场强越强，则指针的偏角也越大．根据C＝可知当静电计电容保持不变时，静电计两极间的电势差U与其带电量Q成正比，U越大，Q越大，指针所受电场力越大，指针张角因此就越大．由此可见，指针张角大小能定性地反映静电计两极间的电势差的大小．由于静电计的特殊结构，使得它又具备验电器不能替代的某些作用．它不但可以定性测量两导体的电势差(这点上面已有，故不重述)，还可以定性测量某导体的电势，甚至还可以测量直流电路中的电势差．既然静电计本身也是一个电容器，那么把静电计并联在直流电路中电势差不为零的两点时，静电计就会被充电，其指针就应该偏转．但实际上在一般直流电路中，由于电压较小，使静电计所带电荷量很小，指针的偏转角度几乎觉察不出来．静电计上的刻度一般是以静伏(静电系单位)为单位的，而1...