选修3-1高中物理§2.4电容器与电容 学案.doc

§2.4电容器与电容［要点导学］ 。此式与电阻的计算式R=具有对称美，后式中的与前式中的都是由材料性质决定的量。 3．从构造上看，常用的电容器分两类：　　　　和　　　　　，前者的电容是固定不变的，后者一般是通过改变两极的正对面积来改变其电容的，当然也可以通过改变两极间的距离或改变电容器所充的　　　来改变其电容。 4．加在电容器两极间的电压不能超过某一限度，超过这个限度，电介质将被击穿，电容器损坏，这个极限电压叫　　　　。电容器上一般都标明电容器的　　和额定电压的数值，额定电压是指电容器长期工作时所能承受的电压，额定电压比击穿电压要　 。 ［范例精析］ 例1。 例2　连接在电池两极上的平行板电容器在两板间的距离减小时（ ） A．电容器的电容C变大 B．电容器的带电量Q变大 电容器两板间的电势差U变大 D．电容器两板间的电场强度E变大 解析　平行板电容器的电容C=εS/4πkd。当两板间距离d减小时，电容C变大；因为电容器连接在电池的两极上，所以电容器两板间的电压为定值。根据电容的定义C=Q/U知：U不变C变大时，Q将变大；平行板电容器两板间的电场是匀强电场，由E=U/d知：U不变d变小时，E将变大。综上所述，本题的正确答案是ABD。 拓展　求解平行板电容器动态变化问题时，首先要分清什么量在变、什么量不在变。这里有两点必须注意：（１）保持电容器和电源连接时，U不变；（２）电容器充电后跟电源脱开时，Q不变。请思考：连接在电池两极上的平行板电容器充电后跟电源脱开，在两板间的距离减小时，电容器的电容C、电容器的带电量Q、电容器两板间的电势差U、电容器两板间的电场强度E将怎样改变？ 例3 (1996年全国高考题)如图l-7-1平行板电容器的极板A与一灵敏静电计相接，静电计指针如图。极板B和静电计外壳接地．若极板B稍向上移动一点，观察到静电计指针张角变大，作出平行极电容器电容变小的结论的依据是（ ） A．两极板间的电压不变，极板上的电量变小． B．两极板间的电压不变，极板上的电量变大． C．极板的电量几乎不变，两极板间的电压变小． D．极板的电量几乎不变，两极板间的电压变大． 解析 本实验平行板电容器和静电计所带总电量应不变，由于静电计所带电量极少，故忽略静电计带电量的变化，平行板电容器极板带电量应视为几乎不变．再根据静电计指针张角变大，知两板间的电压变大，所以电容变小。正确的选项是D。 拓展 此实验要求电容器的电荷量远大于静电计所带的电荷量，所以A、B两板的正对面积应该较大，两板间的距离应该小一些。 例4 相距为d的两块平行金属板M、N，分别与电源的正、负极相连．电键闭合后M、N间产生匀强电场，一电子垂直于电场方向，从M边的边缘射入电场，经电场偏转恰好打在N板的中央，如图1-7-2所示。设电子总是从M板的边缘射入电场，并且两板的正对面积不变，问： (1)为使电子能飞出电场，M板在图示平面内应如何移动? (2)若先把电键断开，为使电子能飞出电场，M板在图示平面内又应如何移动? 解析）此时把M板向上移动，由于板间距离的增加，使飞行时间延长，可以让电子飞出电场。 拓展 解析 在电容器的放电曲线I-t图中，电流随时间的变化是不均匀的，但是我们可以根据电流的定义I=得出，在很小的情况下，我们可以认为电流是不变的，在不同的时刻释放的电荷量分别为，，……，电容器释放的电荷总量等于Q=（）。而在图象中就是高为的、长为Ii的小矩形面积，这些小矩形的面积之和等于I-t图象与横坐标轴之间的面积。我们可以用油膜法测分子直径时计算油膜面积的方法来计算I-t图象与横轴包围的面积（数小方格的格数）。我们从左向右以竖排的小格数来求和，N=（16+10+8+6+5+4+3+3+2+2+2+2+2+1+1+5）=72。根据图象纵横坐标的单位可知，每小格代表的电荷量是4×10-8C，所以电容器释放的总电量Q=2.88×10-6C。 拓展 如果我们知道给电容器充电的电流的电压U，那么就可以根据C=Q/U求出这个电容器的电容。 ［能力训练］ 1.下列关于电容器的说法中，正确的是( ) A.电容越大的电容器，带电荷量也一定越多 B.电容器不带电时，其电容为零 C.两个电容器的带电荷量相等时，两板间电势差较大的电容器的电容较大 D.电容器的电容与电容器是否带电无关2.对于水平放置的平行板电容器，下列说法正确的是( ) A.将两极板的间距加大，电容将增大 B.将两极板平行错开，使正对面积减小，电容将减小 C.在下板的内表面 D.在下板的内表面上放置一面积和极板相等、厚度小于极板间距的铝板，电容将增大3.对于一给定的电容器，在如图所示中，描述电容C、带电荷量Q、电压U之间的相互关系的图线中正确的是( ) 4.某电解电容器上标有“25v470μF”的字样，