4 电容器的电容 定位·学习目标 1.了解电容器的结构,知道电容器的作用以及电容的意义,形成物理观念。 2.理解电容的定义式,掌握平行板电容器电容的影响因素,能够分析解答有关的问题,提高科学思维能力。 3.经历平行板电容器电容影响因素的探究过程,体会其中蕴含的思想方法,培养科学探究能力。 4.体会电容器在实际生活中的广泛应用,培养探究新事物的兴趣,培养科学态度与责任。 知识点一 电容器 探究新知 1.组成:由两个彼此绝缘又相距很近的导体组成。 2.平行板电容器: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。 3.充、放电过程 (1)充电过程:在电容器两极板之间加直流电压,两极板的电荷量增加,极板间电场强度增大,电源的能量不断储存在电容器中。 (2)放电过程:两极板的电荷量减少,极板间电场强度减小,储存的能量通过电流做功转化为电路中其他形式的能量。 新知检测 [判断正误,正确的打“√”,错误的打“×”] (1)两个相互靠近的绝缘体也可以组成电容器。( × ) (2)任何两个彼此绝缘而又相互靠近的导体组成了电容器。( √ ) (3)电容器放电的过程是两极板电荷消灭的过程。( × ) (4)电容器的充电过程是将电源的能量转化成电容器的电能并储存起来。( √ ) 知识点二 电容 常用电容器 探究新知 1.定义:电容器所带的电荷量Q与电容器两极板之间的电势差U之比,公式为C=,它在数值上等于两极板间的电势差为1 V时电容器需要带的电荷量。 2.物理意义:表征电容器储存电荷的特性。 3.单位:在国际单位制中,电容的单位是法拉(F),常用的单位还有微法(μF)和皮法(pF)。1 F=106 μF=1012 pF。 4.电容器的两种电压 (1)额定电压:电容器外壳上标的工作电压。 (2)击穿电压:电介质被击穿时的极限电压。 5.平行板电容器的电容 (1)影响因素:减小平行板电容器两极板的正对面积、增大两极板之间的距离都能减小平行板电容器的电容,而在两极板之间插入电介质,却能增大平行板电容器的电容。反之亦然。 (2)表达式:当两极板之间是真空时C=,其中k为静电力常量;当两极板之间充满同一种电介质时C=,其中εr叫作电介质的相对介电常数。 6.常见电容器分类 (1)从构造上分为固定电容器和可变电容器两类。 ①固定电容器有聚苯乙烯电容器和电解电容器。 ②可变电容器由两组铝片组成,分别称为动片和定片。 (2)超级电容器。 ①原理:根据电化学原理研发。 ②特点:容量得到巨大提升,充电时间短,储存电能多,放电功率大,使用寿命长。 新知检测 [判断正误,正确的打“√”,错误的打“×”] (1)电容器所带的电荷量Q越多,它的电容C就越大,C与Q成正比。( × ) (2)电容器不带电时,其电容为零。( × ) (3)电容器的电容大小与电容器的带电情况无关。( √ ) (4)其他条件不变,若同时增大极板正对面积和极板间距离,其电容一定增大。( × ) 要点一 对电容器充、放电过程的理解 情境探究 二极管是一种半导体元件,具有单向导电性,用D表示,其电路符号为“”(左端为正极,右端为负极)。发光二极管是二极管的一种。当发光二极管接正向电压(其正、负极分别与电源的正、负极相接)时,二极管导通并发光;接反向电压时,二极管不导通。按图所示连接电路,将开关先拨到位置“1”,然后拨到位置“2”时,二极管的发光情况是怎样的 答案:开关先拨到位置“1”时,电源给电容器充电,此时二极管D2导通并发光;然后开关拨到位置“2”时,电容器放电,此时二极管D1导通并发光。 要点归纳 1.充电过程 (1)电路如图所示。 (2)特点。 ①电流方向为由电源正极流入电容器正极板,电流由大变小。 ②电容器所带电荷量增加。 ③电容器两极板间电压升高。 ④电容器两极板间电场强度增大。 ⑤充电结束后,电路中无电流,两极板间电 ... ...
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