10.4　电容器的电容 课题1　电容器的电容 导学案 （含解析）高一物理人教版必修第三册.docxVIP

2025年

10.4电容器的电容课题1电容器的电容

1.知道电容器的概念，通过实验观察电容器的充、放电现象．

2.理解电容的定义式、单位，会应用定义式进行简单的计算．

3.认识常见的电容器．

eq\a\vs4\al(活动一：观察电容器的充电、放电现象)

1.水可以用容器储存起来，电荷也可以用一个“容器”——电容器储存起来．在两个相距很近的平行金属板中间夹上一层绝缘物质——电介质(空气也是一种电介质)，就组成一个最简单的电容器，叫作平行板电容器．这两个金属板叫作电容器的极板．

实际上，任何两个彼此绝缘又相距很近的导体，都可以看成一个电容器．如图所示的莱顿瓶是一种用以储存静电的装置，最先由彼得·范·穆森布罗克(PietervanMusschenbroek，1692—1761)在荷兰的莱顿试用．作为原始形式的电容器，莱顿瓶曾被用来作为电学实验的供电来源，也是电学研究的重大基础．动动脑筋，你能利用身边的物品做一只电容器吗？并展示你的作品．

2.分组实验：观察电容器的充电、放电现象．

(1)实验目的

观察电容器在充电、放电时电路中的电流情况和电容器两极板的电压情况，形成对充电、放电过程的正确认识．

(2)实验原理

借助电流表的读数判断充电、放电电路中电流的流向和大小变化情况．借助电压表的读数，判断电容器两极板电势差在充电、放电过程中的变化情况．

(3)实验装置

如图所示，S2为单刀双掷开关，S2接通1时为充电过程，接通2时为放电过程．电流表的0刻度在表盘刻度的中间．

注意：实验前应合理选择电源、电容器和电阻(如电源用4节干电池，电容器的电容为220μF，电阻的阻值为10kΩ)，使充电、放电过程中的电流表和电压表既能工作在量程范围内，又能明显呈现两电表的读数大小变化，同时还具有恰当的充电、放电时间．

(4)实验步骤

①充电(使电容器带电的过程)：S2接通1，再接通S1，观察电流表、电压表指针偏转情况．

实验现象：通过电流表的电流方向向________，电流表的示数逐渐变________，电压表的示数逐渐变________．

②放电(中和掉电容器所带电荷的过程)：S2接通2，观察电流表、电压表指针偏转情况．

实验现象：通过电流表的电流方向向________，电流表的示数逐渐变________，电压表的示数逐渐变________．

③断开电路，整理器材．

(5)现象分析

电容器的充电过程，电源提供的能量转化为电容器的________能，与电源正极相连的极板带________电荷；电容器的放电过程，电容器的________能转化为其他形式的能．

电容器的充、放电过程中，电路中有充电、放电电流；电路稳定时，电路中没有电流，电容器两端有________．

总结：充电电流与放电电流

(1)电容器两极板间的电介质是绝缘物质，所以充电结束后的电容器相当于断路．

(2)充电过程中，电荷由电源流向电容器，形成充电电流，且电流由电源正极流向正极板(与电源正极连接的极板)，正极板带上正电荷，负极板带上负电荷．

(3)放电过程中，电荷由极板流向用电器，形成放电电流，且电流由正极板流向用电器．

3.演示实验：用传感器观察电容器放电过程．

一位同学得到的I-t图像如图所示，电源电压是8V．

(1)在图中画一个竖立的狭长矩形(在图的最左边)，它的面积的物理意义是什么？

(2)怎样根据I-t图像估算电容器在全部放电过程中释放的电荷量？试着算一算．

4.由于电容器放电的最终结果是两极板都不带电，说明原来两极板所带电荷量是异号、等量的．什么是电容器的带电荷量呢？

eq\a\vs4\al(活动二：探究电容器的带电荷量与电势差的关系)

1.在充放电的过程中，电容器所带电荷量增大，两极板的电势差也在增大；随着电容器所带电荷量减小，两极板的电势差也在减小．如果电荷量与电势差的比值eq\f(Q,U)也是一个定值，我们就可以用这个比值来表示电容器储存电荷的本领．

(1)探究电容器两极板间电势差U跟所带电荷量Q的关系的实验电路图如图所示，图中电压表是内阻非常大的数字电压表，电容器B与电容器A相同但都不带电．

①我们知道两个带不同电荷量的相同小球接触会平分电荷．设电容器A充电后所带的电荷量为Q，然后跟B并联，稳定后A所带的电荷量为________．

②实验过程：把开关S1接1，用几节干电池串联后给A充电，可以看到A充电后两极板具有一定的电压U.把开关S1接2，电容器B跟A并联，可以看到电压表示数变为eq\f(U,2)；断开开关S1，闭合开关S2，让B的两极板完全放电，随后再断开开关S2，把B和A并联，电压表示数变为eq\f(U,4)，继续重复前面的操作，电压表示数变为eq\f(U,8)、eq\