2018-2019版高中物理 第一章 電場(chǎng)電流 第4講 電容器學(xué)案 新人教版選修1 -1.doc

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第4講　電容器 [目標(biāo)定位]　1.了解電容器的功能，電容器如何工作，知道常見(jiàn)的電容器有哪些. 2.了解不同的電容器電容量不同，知道決定電容器電容的因素. 一、電容器 1.電容器：是儲(chǔ)存電荷的裝置.萊頓瓶是最早出現(xiàn)的電容器. 2.平行板電容器：在兩個(gè)正對(duì)的平行金屬板中間夾上一層絕緣物質(zhì)——電介質(zhì).兩個(gè)金屬板是電容器的兩個(gè)極板. 3.充電：把電容器兩極板分別與電池正、負(fù)極相連，使電容器兩極板分別帶上等量異種電荷. 想一想　有的同學(xué)認(rèn)為兩個(gè)彼此絕緣的導(dǎo)體都是一個(gè)電容器，你認(rèn)為這種說(shuō)法對(duì)嗎？為什么？ 答案　不對(duì).必須是兩個(gè)絕緣又互相靠近的導(dǎo)體才是一個(gè)電容器. 二、電容器的電容 1.電容的大?。涸谝欢ǖ碾妷合?，不同電容器的極板上儲(chǔ)存的電荷有多有少，也就是電容器的電容有大有小. 2.電容器極板的正對(duì)面積越大，極板間的距離越近，電容器的電容就越大.極板間電介質(zhì)的性質(zhì)也會(huì)影響電容器的電容量. 3.國(guó)際單位制中，電容的單位是法拉，簡(jiǎn)稱法，符號(hào)是F.實(shí)際常用的單位是微法(μF)和皮法(pF)，它們的關(guān)系是1 μF＝10－6__F，1 pF＝10－12__F. 想一想　是不是只有充了電的電容器才有電容，沒(méi)有充電的電容器就沒(méi)有電容？ 答案　不是.電容器的電容是表示電容器容納電荷本領(lǐng)大小的物理量，電容決定于電容器的本身結(jié)構(gòu)，與電容器是否充電，充電多少無(wú)關(guān). 一、對(duì)電容器的理解 1.電容器的帶電荷量：電容器任意一個(gè)極板所帶電荷量的絕對(duì)值. 2.充電：把電容器兩極板分別與電池正、負(fù)極相連，使電容器兩極板分別帶有等量異種電荷.充電過(guò)程中電路中有瞬時(shí)電流；充電結(jié)束后，電容器所在電路中無(wú)電流，電容器兩極板間的電壓與充電電壓相等. 圖1－4－1 3.放電：充電結(jié)束后的電容器與用電器相連，電容器兩個(gè)極板的電荷量瞬時(shí)減少為零. 放電過(guò)程中電路中有瞬時(shí)電流，放電結(jié)束后，電容器所在電路中無(wú)電流，電容器兩極板所帶電荷量為零. 圖1－4－2 4. 常見(jiàn)的幾種電容器及符號(hào) 圖1－4－3 例1　下列一組電容器是可變電容器的是(　　) 答案　D 解析　A、B、C項(xiàng)中的電容器均是固定電容器，D項(xiàng)中的電容器是可變電容器. 針對(duì)訓(xùn)練1　2015年4月16日，中國(guó)南車設(shè)計(jì)制造的全球首創(chuàng)超級(jí)電容儲(chǔ)能式現(xiàn)代電車在寧波下線，不久將成為二三線城市的主要公交用車.這種超級(jí)電車的核心是我國(guó)自主研發(fā)、全球首創(chuàng)的“超級(jí)電容器”.如圖1－4－4所示，這種電容器安全性高，可反復(fù)充放電100萬(wàn)次以上，使用壽命長(zhǎng)達(dá)十二年，且容量超大(達(dá)到9 500 F)，能夠在10 s內(nèi)完成充電.下列說(shuō)法正確的是(　　) 圖1－4－4 A.該“超級(jí)電容器”能儲(chǔ)存電荷 B.該“超級(jí)電容器”的電容隨電壓的增大而增大 C.該“超級(jí)電容器”放電過(guò)程中把化學(xué)能轉(zhuǎn)化為電能 D.充電時(shí)電源的正極應(yīng)接“超級(jí)電容器”的負(fù)極 答案　A 解析　電容器能儲(chǔ)存電荷，A正確；電容器的電容反映電容器容納電荷的本領(lǐng)，由電容器本身決定，與電壓無(wú)關(guān)，B錯(cuò)；電容器放電過(guò)程把電能轉(zhuǎn)化為其他形式的能，C錯(cuò)誤；電容器充電時(shí)，電源的正極接電容器的正極，D錯(cuò)誤. 二、對(duì)電容器的電容的理解 電容器極板的正對(duì)面積越大，極板間的距離越近，電容器的電容就越大.極板間電介質(zhì)的性質(zhì)也會(huì)影響電容器的電容量. 例2　如圖1－4－5所示，一平行板電容器與一電源連接，電源兩端的電壓保持不變，若使電容器兩板間的距離變小，則(　　) 圖1－4－5 A.電容器的電容比原來(lái)減小 B.電容器兩板間的電壓比原來(lái)減小 C.電容器所帶的電荷量比原來(lái)增加 D.所帶的電荷量比原來(lái)減少 答案　C 解析　電容器極板間的距離越近，電容器的電容就越大，選項(xiàng)A錯(cuò)誤；充電結(jié)束后，電容器兩極板間的電壓與電源電壓相等，選項(xiàng)B錯(cuò)誤；在電壓不變的情況下，電容增大，則電容器所帶電荷量增加，選項(xiàng)C正確，D錯(cuò)誤. 針對(duì)訓(xùn)練2　 下列哪些方法可以改變電容器的電容(　　) A.改變電容器兩極上的電荷量 B.改變電容器兩極板間的電壓 C.改變電容器兩極板的正對(duì)面積 D.改變電容器兩極板間的距離 答案　CD 解析　電容是表示電容器儲(chǔ)存電荷能力的物理量，與電容器兩極間的電壓以及它所帶的電荷量無(wú)關(guān)，與電容器兩極板的正對(duì)面積、兩極板間的距離以及極板間電介質(zhì)的性質(zhì)有關(guān).故A、B錯(cuò)誤，C、D正確. 對(duì)電容器的理解 1.關(guān)于電容器，以下說(shuō)法中正確的是(　　) A.電容器所帶的電荷量是指兩個(gè)極板所帶電荷量的絕對(duì)值之和 B.電容器的電容跟它所容納的電荷的電荷量無(wú)關(guān)，但跟兩極板間的電壓有關(guān) C.可變平行板電容器的動(dòng)片旋進(jìn)(兩極板正對(duì)面積減小)，它的電容就增大；旋出，它的電容就減小 D.任何兩個(gè)彼此絕緣而又相互靠近的導(dǎo)體，就組成了電容器，跟這兩個(gè)導(dǎo)體是否帶電無(wú)關(guān) 答案　D 解析　電容器所帶的電荷量是指一個(gè)極板所帶電荷量的絕對(duì)值，故A錯(cuò)誤；電容的大小與電容器兩端的電壓及電容器所帶的電荷量無(wú)關(guān)，故B錯(cuò)誤；減小平行板電容器的正對(duì)面積，其電容將減小，故C錯(cuò)誤；任何兩個(gè)彼此絕緣而又相互靠近的導(dǎo)體，就組成了電容器，跟這兩個(gè)導(dǎo)體是否帶電無(wú)關(guān)，故D正確. 2.一個(gè)電容器的規(guī)格是“10 μF，50 V”，則(　　) A.這個(gè)電容器加上50 V電壓時(shí)，電容才是10 μF B.這個(gè)電容器的最大電容為10 μF，帶電荷量較少時(shí)，電容小于10 μF C.這個(gè)電容器所加電壓不能低于50 V D.這個(gè)電容器的電容總等于10 μF 答案　D 解析　電容是表示電容器容納電荷本領(lǐng)大小的物理量，與電容器兩端是否加電壓，以及加多大電壓無(wú)關(guān)，因此選項(xiàng)D正確. 對(duì)電容器的電容的理解 3.如圖1－4－6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，在增大電容器兩極板間距離的過(guò)程中(　　) 圖1－4－6 A.電容器電容變大 B.電容器電容變小 C.電容器放電 D.電容器充電 答案　BC 解析　電容器極板間距離越大，電容越小，故A錯(cuò)誤，B正確；電容減小，在兩極板間電壓不變的情況下，電容器的帶電荷量減小，故電容器要放電，C正確，D錯(cuò)誤. 4.關(guān)于電容器，以下說(shuō)法正確的是(　　) A.電容器兩板正對(duì)面積變大，電容變小 B.電容器兩板距離變大，電容變小 C.兩板間放入電介質(zhì)，電容變大 D.兩板間電壓增大，電容變大 答案　BC 解析　電容器兩板正對(duì)面積變大，電容變大，選項(xiàng)A錯(cuò)誤；電容器兩板距離變大，電容變小，選項(xiàng)B正確；兩板間放入電介質(zhì)，電容變大，選項(xiàng)C正確；電容的大小與兩極板間的電壓無(wú)關(guān)，選項(xiàng)D錯(cuò)誤. (時(shí)間：60分鐘) 題組一、對(duì)電容器的理解 1.下列電學(xué)器件中，哪個(gè)是電容器(　　) 答案　C 2.下列關(guān)于電容器的說(shuō)法正確的是(　　) A.電容器可以由兩個(gè)彼此絕緣的正對(duì)金屬極板構(gòu)成 B.電容器只能儲(chǔ)存同種電荷 C.照相機(jī)閃光燈應(yīng)用電容器放電發(fā)出強(qiáng)光 D.電容器既能充電也能放電 答案　ACD 解析　任意兩個(gè)彼此絕緣而相距較近的導(dǎo)體都可以構(gòu)成一個(gè)電容器，故選項(xiàng)A正確；電容器的兩極板可帶異種電荷，故選項(xiàng)B錯(cuò)誤；照相機(jī)拍照前先用較長(zhǎng)的時(shí)間(一般是幾秒)給電容器充電，拍照時(shí)觸發(fā)閃光燈，使電容器通過(guò)燈管放電，發(fā)出耀眼的白光，故選項(xiàng)C正確；電容器既能充電也能放電，故選項(xiàng)D正確. 3.電容器是一種常用的電子元件，對(duì)電容器認(rèn)識(shí)正確的是(　　) A.電容器的電容表示其儲(chǔ)存電荷的能力 B.電容器的電容與它所帶的電荷量成正比 C.電容器的電容與它兩極板間的電壓成正比 D.電容的常用單位有μF和pF，1 μF＝103 pF 答案　A 解析　電容是表征電容器容納電荷本領(lǐng)大小的物理量，其大小由構(gòu)成電容器本身因素決定，如極板正對(duì)面積、板間距離、電介質(zhì)等，與是否帶電、電壓的高低等無(wú)關(guān).1 μF＝106 pF.故只有選項(xiàng)A正確. 4.如圖1－4－7所示的電路，當(dāng)開關(guān)與a相連時(shí)，通過(guò)靈敏電流表?的電流方向________(選填“向左”或“向右”) .然后將開關(guān)與b相連，此時(shí)通過(guò)靈敏電流表?的電流方向________(選填“向左”或“向右”) . 圖1－4－7 答案　向右　向左 解析　當(dāng)開關(guān)與a相連時(shí)，電容器充電，電流向右通過(guò)靈敏電流表?；將開關(guān)與b相連，此時(shí)電容器放電，所以電流向左通過(guò)靈敏電流表?. 5.電阻器、電容器、電感器是電子電路中常用的元件，圖1－4－8中“C”代表的元件是(　　) 圖1－4－8 A.電阻器 B.電容器 C.電感器 D.開關(guān) 答案　B 題組二、對(duì)電容器的電容的理解 6.有關(guān)電容器的單位及換算正確的是(　　) A.電容的單位是庫(kù)侖 B.電容的國(guó)際單位是法拉 C.1法＝10－6微法 D.法拉是個(gè)很小的單位 答案　B 解析　電容的國(guó)際單位是法拉，選項(xiàng)A錯(cuò)誤，B正確；法拉是個(gè)很大的單位，1法＝106微法，選項(xiàng)C、D錯(cuò)誤. 7.關(guān)于電容器的電容，下列說(shuō)法中正確的是(　　) A.電容器兩極的電壓越大，電容就越大 B.電容器所帶電荷量越多，電容就越大 C.電容器所帶電荷量為零，電容就為零 D.電容器的電容與兩極的電壓及所帶電荷量均無(wú)關(guān)，僅由電容器本身的因素決定 答案　D 解析　電容器的電容與兩極的電壓及所帶電荷量均無(wú)關(guān)，僅由電容器本身的因素決定，D正確. 8.下列關(guān)于電容的說(shuō)法中，正確的是(　　) A.一只電容器所帶的電荷量越大，電容越大 B.如果一個(gè)電容器兩極板間沒(méi)有電壓，就沒(méi)有電荷量，也就沒(méi)有電容 C.對(duì)于可變電容器而言，在其他條件不變的基礎(chǔ)上，電容器極板的正對(duì)面積越大，電容越小 D.對(duì)于可變電容器而言，在其他條件不變的基礎(chǔ)上，電容器極板的正對(duì)面積越大，電容越大 答案　D 解析　電容是描述電容器容納電荷本領(lǐng)大小的物理量，其大小是由電容器自身性質(zhì)決定的，取決于兩極板的正對(duì)面積、極板間的距離及兩極板間電介質(zhì)的種類這三個(gè)因素，所以A、B錯(cuò)誤；對(duì)于可變電容器，動(dòng)片旋入越多，正對(duì)面積越大，電容也就越大，故選項(xiàng)C錯(cuò)誤，D正確. 9.如圖1－4－9所示是用來(lái)測(cè)定角度θ的電容式傳感器.當(dāng)動(dòng)片與定片之間的角度θ發(fā)生變化時(shí)，引起極板正對(duì)面積S的變化，使電容C發(fā)生變化，知道C的變化，就可以知道θ的變化情況.下列說(shuō)法正確的是(　　) 圖1－4－9 A.θ變大，則C變大 B.θ變大，則C變小 C.θ變小，則C變大 D.θ變小，則C變小 答案　BC 解析　由題圖知θ變大，S變小，C變?。煌?，若θ變小，則S變大，C變大，故選項(xiàng)B、C正確.