第2课时 电容器及其电容的动态变化 学习任务一 电容 电容器 [教材链接] 阅读教材,完成以下填空. 一、电容 1.定义:电容器所带的电荷量Q与电容器两极板之间的 之比. 2.定义式: . 3.单位:电容的国际单位是 ,符号为F.常用的单位还有微法和皮法,1 F=106 μF=1012 pF. 4.物理意义:电容器的电容是表示电容器容纳电荷本领的物理量,在数值上等于使两极板间的电压为 时电容器需要带的电荷量. 二、常用电容器 1.电容器的分类 (1)按照导体极板间所用的电介质分类:空气电容器、 电容器、 电容器、陶瓷电容器、涤纶电容器、电解电容器等. (2)按电容器的电容是否可变分类: 电容器和 电容器等. 2.额定电压和击穿电压 (1)额定电压:电容器安全工作时电压的上限.它比击穿电压要低. (2)击穿电压:是电容器的极限电压,超过这个电压,电容器内的电介质将被击穿,电容器将被损坏. 例1 [2024·同安一中月考] 对于电容C=,以下说法正确的是 ( ) A.一只电容器充电荷量越大,电容就越大 B.电容器的充电荷量跟加在两极间的电压成反比 C.对于固定电容器,它所充电荷量跟它两极板间所加电压的比值保持不变 D.如果一个电容器没有电压,就没有充电荷量,也就没有电容 [反思感悟] 例2 [2024·三明一中月考] 据报道,我国每年心源性猝死案例高达55万,而心脏骤停最有效的抢救方式是尽早通过AED自动除颤机给予及时治疗.某型号AED模拟治疗仪器的电容器的电容是15 μF,将电容器充电至其两端电压为9 kV,如果电容器在2 ms时间内完成放电,则下列说法正确的是 ( ) A.电容器放电过程的平均电流为67.5 A B.电容器的击穿电压为9 kV C.电容器充电后的电荷量为135 C D.电容器充满电的电容是15 μF,当放电完成后,电容为0 [反思感悟] 学习任务二 平行板电容器的两类动态问题 [教材链接] 阅读教材,完成以下填空. 1.结构:由两个平行且彼此绝缘的金属板构成. 2.电容的决定因素:电容C与两极板间电介质的相对介电常数εr成 ,跟极板的正对面积S成 ,跟极板间的距离d成 . 3.电容的决定式:C= ,εr为电介质的相对介电常数.当两极板间是真空时,C= ,式中k为静电力常量. [科学探究] 平行板电容器由两块平行放置的金属板组成.利用平行板电容器进行如下实验: (1)如图所示, 保持Q和d不变,减小两极板的正对面积S,观察电势差U(静电计指针偏角) ,由C=得,电容C . (2)如图所示,保持Q和S不变,增大两极板间的距离d,观察电势差U(静电计指针偏角) ,由C=得,电容C . (3)如图所示,保持Q、S、d不变,插入电介质,观察电势差U(静电计指针偏角) ,由C=得,电容C . [反思感悟] 例3 [2024·河南洛阳期末] 平行板电容器与电源始终保持相连,在右极板由虚线位置平移到如图所示的实线位置的过程中,设两极板间的电压为U、电场强度为E,电容器电容为C,所带电荷量为Q,以下说法正确的是 ( ) A.电路是断路,不可能有电荷定向移动 B.有正电荷从b到a定向移动,电流方向为顺时针 C.U不变,E变大,C变小,Q变小 D.U不变,E变小,C变大,Q变大 [反思感悟] 例4 [2024·永定一中期末] 如图所示,A、B是平行板电容器的两个金属板,中间固定一个带正电小球,右边静电计张开一定的角度,不考虑静电计引起的电荷量变化,下列说法正确的是 ( ) A.开关S闭合,滑片向右移动,静电计指针张角变小 B.开关S闭合,将B板下移,小球的电势能减小 C.断开开关S,紧贴B板插入金属板,静电计指针张角变大 D.断开开关S,紧贴B板插入金属板,小球受的电场力减小 [反思感悟] 【要点总结】 1.静电计的使用 若将静电计与电容器的两极板分别连接在一起,则电 ... ...
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