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1、2022魯科版選修(3-1)第四節(jié)《電容器 電容》word學(xué)案
【學(xué)習(xí)目標(biāo)】
1、理解電容的概念;掌握影響平行板電容器電容的因素;提高運(yùn)用其公式進(jìn)行簡(jiǎn)單計(jì)算的能力
2、自主學(xué)習(xí)、合作探究,學(xué)會(huì)用控制變量法探究影響平行板電容器電容的方法;
3、激情投入,體會(huì)電容器在實(shí)際生活中的廣泛應(yīng)用,全力以赴培養(yǎng)探究新事物的興趣。
【重點(diǎn)、難點(diǎn)】掌握電容器的概念、定義式及平行板電容器的電容。電容器的電容的計(jì)算與應(yīng)用
【預(yù)習(xí)自學(xué)】
1、 電容器構(gòu)造
2、 電容器的充電、放電
(1)畫(huà)出電容器充電示意
2、圖與放電示意圖
(2)充電后兩板間有了電場(chǎng),具有電場(chǎng)能,電容器在充、放電的過(guò)程中的能量轉(zhuǎn)化關(guān)系是什么? 帶電量Q、板間電壓U、板間場(chǎng)強(qiáng)E如何變化?
3、 電容
(1) 甲電容器兩板各帶2 C電量,板間電壓為2000 V,乙電容器兩板各帶3 C電量,板間電壓為4000 V,能否說(shuō)乙電容器容納電荷的能力大呢? 一個(gè)電容器容納電荷的本領(lǐng)應(yīng)如何描述呢?
(2) 電容怎樣定義是的?寫(xiě)出電容的定義式、單位,常用單位的轉(zhuǎn)換關(guān)系?C由Q、U決定嗎?
(3) 電容大說(shuō)明電容器容納的電荷多嗎?說(shuō)明原因。
(4) 寫(xiě)出平行板電容器的決定式及各個(gè)符號(hào)的含義。
3、
4、平行板電容器的兩類典型問(wèn)題:
(1)平行板電容器充電后,繼續(xù)保持電容器兩極板與電池兩極相連接,電容器的d、S、εr變化,將引起電容器的C、Q、U、E怎樣變化?
(2)平行板電容器充電后,切斷與電源的連接,電容器的d、S、ε下標(biāo)r變化,將引起電容器的C、Q、U、E怎樣變化?
5、平行板電容器充電后,與電池兩極斷開(kāi)連接,當(dāng)兩極板間的距離減小時(shí)( )
A.電容器的電容C變大
B.電容器極板的帶電量Q變大
C.電容器兩極間的電勢(shì)差U變大
D.電容器兩極板間的電場(chǎng)強(qiáng)度E不變
6、如圖所示,S閉合的瞬間和平行板電容器充電穩(wěn)定后增大兩極板距離的過(guò)
4、程中,對(duì)電阻R來(lái)說(shuō),有無(wú)電流通過(guò),如果有,方向怎樣?
【例題精析】
例1有一充電的平行板電容器,兩板間電壓為3 V,現(xiàn)使它的電荷量減少3×10-4 C,于是電容器兩板間電壓降為原來(lái)的,此電容器的電容是多大,電容器原來(lái)的帶電荷量是多少庫(kù)侖?若電容器極板上的電荷量全部放掉,電容器的電容是多大?
變式 當(dāng)一個(gè)電容器所帶電荷量為Q時(shí),兩極板間的電勢(shì)差為U,如果所帶電荷量增大為2Q,則 ( )
A.電容器的電容增大為原來(lái)的2倍,兩極板間電勢(shì)差保持不變
B.電容器的電容減小為原來(lái)的1/2倍,兩極板間電勢(shì)差保持不變
C.電容器的電容保持不變,兩極板間電勢(shì)差增大為原來(lái)的2倍
5、
D.電容器的電容保持不變,兩極板間電勢(shì)差減少為原來(lái)的1/2倍
例2、如圖所示,先接通S使電容器充電,然后斷開(kāi)S,當(dāng)增大兩極板間距離時(shí),電容器所帶電荷量Q、電容C、兩板間電勢(shì)差U、電容器兩極板間場(chǎng)強(qiáng)的變化情況是( )
A.Q變小,C不變,U不變,E變小 B.Q變小,C變小,U不變,E 不變
C.Q不變,C變小,U變大,E不變 D.Q不變,C變小,U變小,E變小
變式、如圖所示,電路中A、B為兩塊豎直放置的金屬板,G是一只靜電計(jì),開(kāi)關(guān)S合上后,靜電計(jì)指針張開(kāi)一個(gè)角度.下述哪些做法可使指針張角增大( )
A.使A、B兩板靠近一些
B.使A、B兩板
6、正對(duì)面積錯(cuò)開(kāi)一些
C.?dāng)嚅_(kāi)S后,使B板向右平移拉開(kāi)一些
D.?dāng)嚅_(kāi)S后,使A、B正對(duì)面積錯(cuò)開(kāi)一些
例3、對(duì)于水平放置的平行板電容器,下列說(shuō)法正確的是( )
A.將兩極板的間距加大,電容將增大
B.將兩極板平行錯(cuò)開(kāi),使正對(duì)面積減小,電容將減小
C.在下板的內(nèi)表面上放置一面積和極板相等、厚度小于極板間距的陶瓷板,電容將增大
D.在下板的內(nèi)表面上放置一面積和極板相等、厚度小于極板間距的鋁板,電容將增大
【鞏固練習(xí)】
1.下列關(guān)于電容器和電容的說(shuō)法中,正確的是 ( )
A.根據(jù)C=Q/U可知,電容器的電容與其所帶電荷量成正比,跟兩板間的電壓成反比
B.對(duì)于
7、確定的電容器,其所帶的電荷量與兩板間的電壓(小于擊穿電壓且不為零)成正比
C.無(wú)論電容器的電壓如何變化(小于擊穿電壓且不為零),它所帶的電荷量與電壓比值恒定不變
D.電容器的電容是表示電容器容納電荷本領(lǐng)的物理量,其大小與加在兩板上的電壓無(wú)關(guān)
2.如圖1—7—5所示,在開(kāi)關(guān)S閉合時(shí),質(zhì)量為m的帶電液滴處于靜止?fàn)顟B(tài),那么,下列判斷正確的是 ( )
圖1—7—5
A.開(kāi)關(guān)S斷開(kāi),極板上電荷量將減小,電壓降低
B.開(kāi)關(guān)S斷開(kāi),極板間距離減小,則極板上電荷量減小
C.開(kāi)關(guān)S斷開(kāi).極板間距離減小,則極板間的電壓減小
D.開(kāi)關(guān)S斷開(kāi),極板間距離減小,則帶電液滴向下
8、運(yùn)動(dòng)
3.如圖所示,兩板間距為d的平行板電容器與一電源連接,開(kāi)關(guān)S閉合,電容器兩板間的一質(zhì)量為m,帶電荷量為q的微粒靜止不動(dòng),下列各敘述中正確的是 ( )
K
m
A.微粒帶的是正電
B.電源電動(dòng)勢(shì)的大小等于
C.?dāng)嚅_(kāi)開(kāi)關(guān)S,微粒將向下做加速運(yùn)動(dòng)
D.保持開(kāi)關(guān)S閉合,把電容器兩極板距離增大,將向下做加速運(yùn)動(dòng)
圖l—7—9
4.如圖1—7—9所示,A、B是平行板電容器的兩個(gè)極板,B板接地,A板帶有電荷量+Q,板間電場(chǎng)中有一固定點(diǎn)P,若將B板固定,A板下移一些;或者將A板固定,B板上移一些,在這兩種情況下,以下說(shuō)法中正確的是 ( )
A.A板下移
9、時(shí),P點(diǎn)的電場(chǎng)強(qiáng)度不變,P點(diǎn)電勢(shì)不變
B.A板下移時(shí),P點(diǎn)的電場(chǎng)強(qiáng)度不變,P點(diǎn)電勢(shì)升高
C.B板上移時(shí),P點(diǎn)的電場(chǎng)強(qiáng)度不變,P點(diǎn)電勢(shì)降低
D.B板上移時(shí),P點(diǎn)的電場(chǎng)強(qiáng)度減小,P點(diǎn)電勢(shì)降低
5..一個(gè)平行板電容器,當(dāng)其電荷量增加ΔQ=1.0×10-6C時(shí),兩板間的電壓升高ΔU=10 V,則此電容器的電容C= F.若兩板間電壓為35 V,此時(shí)電容器的帶電荷量Q=____ C.
6.平行板電容器兩板間距為4cm,帶電5.0×10-8C,板間電場(chǎng)強(qiáng)度為4.5×104N/C,則其電容C= F,若保持其他條件不變而使兩板正對(duì)面積減為原來(lái)的1/4,則其電容變?yōu)? .
7.平行金屬板A、B組成的電容器,充電后與靜電計(jì)相連,如圖1—7—8,要使靜電計(jì)指針張角變大.下列措施中可行的是 ( )
圖l—7—8
A.A板向上移動(dòng)
B.B板向右移動(dòng)
C.A、B之間插入電介質(zhì)
D.使兩板帶的電荷量減小
圖l—7—10
8.如圖l—7—10所示,平行放置的金屑板A、B組成一只平行板電容器,對(duì)以下兩種情況:
(1)保持開(kāi)關(guān)S閉合,使A板向右平移錯(cuò)開(kāi)一些;
(2)S閉合后再斷開(kāi),然后使A板向上平移拉開(kāi)些.
討論電容器兩扳間的電勢(shì)差U、電荷量Q、板間場(chǎng)強(qiáng)E的變化情況.