【高中物理】高中物理(人教版)选修3-1同步教师用书：-第1章-8-电容器的电容.doc

8电容器的电容学 习 目 标知 识 脉 络1.知道电容器的概念，认识常见的电容器，通过实验感知电容器的充、放电现象(重点)2理解电容的概念及定义方法，掌握电容的定义、公式、单位，并会应用定义式进行简单的计算(难点)3了解影响平行板电容器大小的因素，了解平行板电容器的电容公式(重点)4知道改变平行板电容器电容大小的方法.电 容 器 和 电 容1.电容器的组成两个彼此绝缘又相距很近的导体组成一电容器2电容器的充放电过程过程充电过程放电过程示意图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.(2)物理意义：表示电容器容纳电荷本领的物理量(3)单位：1 F106 F1012pF.1电容大的电容器带电量一定多(×)2电容的单位有F、F、pF,1 F103F106pF.(×)3电容为C的电容器所带电荷量为Q，若电荷量增大为2Q，则电容变为2C.(×)4电容器放电的过程就是两极板电荷中和的过程()1电容器所带电荷量指的是两个极板所带电荷量的绝对值之和，这种说法正确吗？【提示】不正确电容器所带的电荷量，是指一个极板所带电荷量的绝对值2根据公式C，能否说电容C与电容器所带的电荷量Q成正比，与两极板间的电势差U成反比？【提示】电容是用比值法定义的物理量，不能说C与Q成正比，与U成反比照相机上的闪光灯是通过电容器供电的，拍照前先对电容器充电，拍照时电容器瞬间放电，闪光灯发出耀眼的白光探讨1：电容器在充、放电的过程中的能量是如何转化的？【提示】电容器在充电过程中，由电源获得的电能储存在电容器中放电过程中，电场能转化为其他形式的能探讨2：电容器所带电荷量越大，容纳电荷的本领一定越大，这种说法对吗？【提示】不对容纳电荷的本领用电容来描述，电容器的电容大，所带电荷量不一定越大1电容由电容器本身的构造决定：电容器的电容是反映电容器容纳电荷本领的物理量，用比值C来定义，但它却是由电容器自身的构造决定的，与所带电荷量Q和所加电压U无关即使电容器不带电，其电容仍然存在，并且是一个确定的值2通过Q­U图象来理解C，如图1­8­1所示，在Q­U图象中，电容是一条过原点的直线的斜率，其中Q为一个极板上所带电荷量的绝对值，U为两极板间的电势差，可以看出，电容器电容也可以表示为C，即电容器的电容的大小在数值上等于两极板间的电压增加(或减小)1 V所需增加(或减少)的电荷量图1­8­11电容器是一种常用的电子元件，对电容器认识正确的是() 【导学号：34522016】A电容器的电容表示其储存电荷的能力B电容器的电容与它所带的电荷量成正比C电容器的电容与它两极板间的电压成正比D电容的常用单位有F和pF,1 F103 pF【解析】电容是表示电容器容纳电荷的本领的物理量，A正确电容是电容器本身的性质，只与正对面积、极板间的距离和电介质的性质有关，与电容器的带电荷量和两极板间的电压无关，B、C不正确电容器的常用单位的换算关系是1 F106 pF，D不正确【答案】A2有一充电的平行板电容器，两板间电压为3 V，现使它的电荷量减少3×104 C，于是电容器两板间的电压降为原来的，此电容器的电容是多大？电容器原来的带电荷量是多少？若电容器极板上的电荷量全部放掉，电容器的电容是多大？【解析】电容器两极板间电势差的变化量为UU×3 V2 V由C，得C F1.5×104 F150 F设电容器原来的电荷量为Q，则QCU1.5×104×3 C4.5×104 C电容器的电容是由本身决定的，与是否带电无关，所以电容器放掉全部电荷后，电容仍然是150 F.【答案】150 F4.5×104 C150 F求解电容器的电容的两点注意(1)电容器的电容可以根据C或C求出，但电容器的电容是电容器的属性，与电容器所带电荷量Q以及两极板间的电压U均无关(2)定义式的推广式C，在电压U变化问题中求电容更快捷常 见 电 容 器 及 平 行 板 电 容 器1分类2电容器的额定电压和击穿电压(1)额定电压：电容器能够长期正常工作时的电压(2)击穿电压：电介质被击穿时在电容器两极板上的极限电压，若电压超过这一限度，则电容器就会损坏3平行板电容器(1)构成：由两个彼此绝缘的平行金属板构成(2)电容的决定因素决定因素：两板间距离d，两板的正对面积S，两板间电介质的介电常数r.关系式：C.1电容器外壳上标的是额定电压()2电解电容器使用时，正、负极不能接反()3平行板电容器间插入电介质时电容变大()4平行板电容器带电量为零时，其电容为零(×)1在选用电容器时应注意什么问题？【提示】注意电容器上标的两个参数即电容和额定电压2如图1­8­2所示，开关S与“1”端接触后，再与“2”端接触，灯泡是否发光？怎样解释？若发光，电流方向如何？图1­8­2【提示】当电源与“1”接触，给电容器充电，上极板带正电荷，下极板带等量负电荷，当电容器上电压与电源电压相同时，充电完毕，当接“2”时，电容器通过灯泡放电，放电电流是从正极板流出沿灯向下，随电荷减少电压降低、灯泡逐渐变暗，放电完毕，灯泡熄灭电容式触摸屏的结构示意图如图1­8­3所示图1­8­3探讨1：若电容器两极板间的电压不变，用手按外屏时，两极间的距离减小，电容怎么变化？电容器带电量怎么变化？【提示】电容器两极间的电压不变，两极间的距离减小时，电容增大，电容器带电量增大探讨2：若电容器带电量不变，用手按外屏两极间的距离减小时，电容器两极板间的电压怎么变化？【提示】若电容器带电量不变，两极间的距离减小时，电容器的电容增大，电压减小1公式C和C的比较CC特点定义式决定式意义对某电容器QU，但C不变，反映容纳电荷的本领平行板电容器，Cr，CS，C，反映了影响电容大小的因素适用范围任何电容器平行板电容器联系电容器容纳电荷的本领由Q/U来量度，由本身的结构(如平行板电容器的r、S、d等因素)来决定2.电容器的动态分析(1)两类情况：一类是平行板电容器始终与电源两极相连保持电压U不变，另一类是电容器充电后与电源断开保持电量Q不变(2)分析思路：3(多选)如图1­8­4所示，两块较大的金属板A、B相距为d，平行放置并与一电源相连，S闭合后，两板间恰好有一质量为m，带电量为q的油滴处于静止状态，以下说法正确的是()图1­8­4A若将S断开，则油滴将做自由落体运动，G表中无电流B若将A向左平移一小段位移，则油滴仍然静止，G表中有ba的电流C若将A向上平移一小段位移，则油滴向下加速运动，G表中有ba的电流D若将A向下平移一小段位移，则油滴向上加速运动，G表中有ba的电流【解析】将S断开，电容器电量不变，板间场强不变，故油滴仍处于静止状态，A错误；若S闭合，将A板左移，由E可知，E不变，油滴仍静止，而电容C变小，电容器极板电量QCU变小电容器放电，则有由ba的电流，故B正确；将A板上移，由E可知，E变小，油滴应向下加速运动电容C变小，电容器要放电，则有由ba的电流流过G，故C正确；当A板下移时，板间电场强度增大，油滴受的电场力增加，油滴向上加速运动，C增大，电容器要充电，则有由ab的电流流过G，故D错误【答案】BC4如图1­8­5所示，平行板电容器带有等量异种电荷，与静电计相连，静电计金属外壳和电容器下极板都接地在两极板间有一固定在P点的点电荷，以E表示两板间的电场强度，Ep表示点电荷在P点的电势能，表示静电计指针的偏角若保持下极板不动，将上极板向下移动一小段距离至图中虚线位置，则() 【导学号：34522017】图1­8­5A增大，E增大B增大，Ep不变C减小，Ep增大D减小，E不变【解析】由题意可知平行板电容器的带电荷量Q不变，当下极板不动，上极板向下移动一段距离时，两极板间距d减小，则电容C变大，由U可知U变小，则静电计指针的偏角减小又因为两板间电场强度E，Q、S不变，则E不变因为E不变，则点电荷从P点移动到下极板(电势为零)电场力做功不变，电势能的变化相同，则点电荷在P点的电势能Ep不变，故只有选项D正确【答案】D电容器动态分析的思路(1)确定不变量：是电压U不变，还是电量Q不变(2)用决定式C分析平行板电容器的电容变化情况(3)用定义式C及变形式QCU，分析电容器带电量或两板间电压变化情况(4)由于U，故匀强电场强度E，可以分析电容器极板间场强变化情况高中物理考试答题技巧及注意事项在考场上，时间就是我们致胜的法宝，与其犹犹豫豫不知如何落笔，倒不如多学习答题技巧。那么，高中物理考试答题技巧及注意事项有哪些呢？下面和小编一起来看看吧！高中物理考试答题技巧选择题的答题技巧解答选择题时，要注意以下几个问题：（1）注意题干要求，让你选择的是“不正确的”、“可能的”还是“一定的”。（2）相信第一判断：只有当你发现第一次判断肯定错了，另一个百分之百是正确答案时，才能做出改动，而当你拿不定主意时千万不要改。特别是对中等程度及偏下的同学尤为重要。切记：每年高考选择题错误率高的不是难题，而是开头三个简单题。不要再最简单的地方，轻敌栽坑！实验题的做题技巧（1）实验题一般采用填空题或作图题的形式出现。填空题：数值、单位、方向或正负号都应填全面；作图题：对函数图像应注明纵、横轴表示的物理量、单位、标度及坐标原点。对电学实物图，则电表量程、正负极性，电流表内、外接法，变阻器接法，滑动触头位置都应考虑周全。对光路图不能漏箭头，要正确使用虚、实线，各种仪器、仪表的读数一定要注意有效数字和单位；实物连接图一定要先画出电路图（仪器位置要对应）；各种作图及连线要先用铅笔（有利于修改），最后用黑色签字笔涂黑。切记：游标卡尺、螺旋测微器、多用电表的读数历来都是考察的重点。切记：选择题有8-10分是送你的，但你可能拿不到（单位、有效数字、小数点后保留几位、坐标原点等）。（2）常规实验题：主要考查课本实验，几年来考查比较多的是试验器材、原理、步骤、读数、注意问题、数据处理和误差分析，解答常规实验题时，这种题目考得比较细，要在细、实、全上下足功夫。（3）设计型实验重在考查实验的原理。要求同学们能审清题意，明确实验目的，应用迁移能力，联想相关实验原理。在设计电学实验时，要把安全性【所谓的安全不是对人来说，而是对仪器来说的】放在第一位，同时还要尽可能减小实验的误差【误差从偶然和系统两个方面考虑，系统免不了，偶然可减小】，避免出现大量程测量小数值的情况。计算题的答题技巧（1）仔细审题，明确题意。每一道计算题，首先要认真读题，弄清题意。审题是对题目中的信息进行搜索、提取、加工的过程。在审题中，要特别重视题中的关键词和数据，如静止、匀速、 最大速度、一定、可能、刚好等。一个较为复杂的运动过程要分解成几个不同的阶段。否则，一旦做题方向偏了，只能是白忙一场。（2）敢于做题，贴近规律。解题就是建立起与未知数数量相等的方程个数，怎样建立方程呢？方程蕴含在物理过程中以及整个过程的各个阶段中，存在于状态或状态变化之中；隐藏在约束关系之中。应由题目中的物理现象及过程所对应的或贴近的物理规律，建立主体关系式。（3）敢于解题，深于研究。遇到设问多、信息多、过程复杂的题目，在审题过程中，若明确了某一阶段的情景，并列出了方程。要敢于先把结果解出来，这对完全理顺题意起着至关重要的作用。很多情况下第二阶段的情景要由第一阶段的结果来判定，所以第一阶段的结果成为打通障碍的重要武器。（4）答题要规范，得分有技巧简洁文字说明与方程式相结合尽量用常规方法，使用通用符号分步列式，不要用综合或连等式对复杂的数值计算题，最后结果要先解出符号表达，再代入数值进行计算。高中物理考试注意事项高三学习成绩不好怎么办？看高考蝶变掌握逆袭方法。淘宝搜索高考蝶变购买！1.计算大题绝对不能空着即便你做不上来，也要写该部分对应课本中的基本物理公式。需要注意的是，必须带入题中的符号。比如说题目中电荷量是e，你在答题纸上写q往往就不会给分了。阅卷中我们老师们都严格遵守采点给分原则，也就是说，你写对了几个物理公式（与答案一样），即便没有计算，我们也给对应的分值。这是阅卷的规则，谁都不能改变。2.重视画图解题过程中要受力分析、研究运动轨迹的，一定要画图，养成画图的好习惯。图像画出来虽然有时候是没分的，借助于图像来分析题意很方便。另外，物理题的答案并不是标准的，有的时候你写的与答案不一样，老师们怎么理解呢？看图是一个捷径。答题纸上的内容是给老师看的（是你和阅卷老师的对话），不要给老师们的阅卷制造困难，图一定要画。见到很多学生不画图，也没有个依据，就直接来个物理公式。我的第一感觉就是，莫非是抄别人的？相信判你卷子的老师也是一样的。3.物理试卷中几乎没有多选题四个选项都是对的物理多选题，基本上是不会有四个选项全对的，除非是非常老旧的题（90年代的高考题）。如果你物理成绩很差，我建议你把多选题都当成单选来做，这样更有利于得分，特别是多选题的最后一道题。4.不会的暂时跳过，合理分配考试时间同学们在考场上要注意解题时间的分配，没有思路的题先跳过去。建议多选题的最后一道先跳过，实验题的最后一个空，解答题的最后一问更是要留到最后再做。原因不解释了，大家都知道，不过王尚老师想说的是，真正的在考场上认真去执行的同学还是少数。小编推荐：高考物理答题技巧5.看不懂题意的，联系课本考点物理题联系实际的很多，比如天体联系宇航的，磁场联系粒子加速度器的，等等。这些应用问题很难理解，一个诀窍就是联系课本的考点。高中物理wuli.in题万变不离其宗，考点还是源于课本。在考场上监考的时候王尚老师就发现很多同学在那里天马行空般的思考，完全脱离了课本，这样怎么能做出来呢？6.联系课堂上老师讲过的典型题和上面的建议类似，遇到难题，无从下手，就回忆下课堂上老师讲过的一些典型题，总是有类似的地方的。物理题本身就是有规律的，很多思考方法和切入点都是类似的。另外，笔者提醒同学们可以到物理自诊断学习系统中去看我们总结的解题思路，帮助你梳理考点，搞明白定理定律、物理公式的使用。