10.4　电容器的电容 课题1　电容器的电容 导学案 （含解析）2024-2025学年高一物理人教版（2019）必修第三册

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． 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(Pieter van Musschenbroek，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220 μF，电阻的阻值为10 kΩ)，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8 V． (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？ 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 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 ... ...