人教版 (新课标)选修37 闭合电路欧姆定律导学案

学习目标        主备：罗保健   审核：李风江、刘焕玲

一、知识与技能：

1、了解电容器的构造和常用电容器。

2、知道电容器充电和放电过程是能量转化的过程。

3、了解电容器的电容。

二、过程与方法：

经历影响平行板电容器电容因素的实验探究过程，知道决定平行板电容器电容大小的因素

三、情感态度与价值观：培养学生热爱科学，积极探索的精神。

四、重点和难点

1、电容器的概念、定义式及影响平行板电容器电容因素。   2、对平行板电容器的动态分析。

自主体验

一、电容器：  1．构造：彼此绝缘而又相互靠近的两个________，就构成一个电容器．

2．功能：(1)充电：把电容器的两个极板与电源的正负极相连，就能使两个极板上带上____________，这个过程叫做电容器充电．   (2)放电：用导线把充电后的电容器的两个极板接通，两个极板上的________就会________，电容器失去了电荷，这个过程叫做放电．

3．带电荷量：充电后________的带电荷量的绝对值叫做电容器的带电荷量． 

二、电容：  1．定义：电容器所带的________与电容器两极板间的________的比值，叫做电容器的电容．      2．公式表达：C＝____________.       3．单位：在国际单位制中的单位是：____________.给电容器带上1库仑的电荷量，如果两极板间的电势差是1伏，这个电容器的电容就是____________，即＝1法拉．符号：F,1 F＝1 C/V.更小的单位还有____________和______．换算关系：1 F＝________μF＝______pF.    4．物理意义：表示电容器容纳________的物理量．

5．标量：只有大小，没有方向．

三、平行板电容器的电容：   理论分析表明，平行板电容器的电容跟两极板的____________成正比，跟两极板间的__________成反比．公式表达成C＝____________，式中k是静电力常量，εr是一个常数，与电介质的性质有关，称为电介质的相对________．

四、常用电容器：   1．从构造上看：可分为________电容器和________电容器． 

2．额定电压：电容器的外壳上标的是工作电压，也称为额定电压．还有一个电压称为击穿电压，加在电容器上的电压若超过这个值，电介质会被击穿，电容器会损坏．额定电压________击穿电压(填“大于”“等于”或“小于”)．

知识探究

要点一 平行板电容器的基本认识

1．电荷量和场强

(1)两极板电荷量数量相同，带电性质相反．电容器所带的电荷量是指一个极板带电荷量的绝对值．(2)平行板电容器的电容与极板距离d，正对面积S，电介质的相对介电常数εr间的关系C＝.

(3)平行板电容器内部是匀强电场，E＝.；     (4)电容器所带电荷量Q＝CU.

2．动态变化的两种基本情况

(1)电容器两板电势差U保持不变(与电源连接)．   (2)电容器的带电荷量Q保持不变(与电源断开)．    (3)结论：在带电荷量不变的条件下，改变板间距离，场强不变．在U不变条件下，改变正对面积，场强不变．

要点二 关于平行板电容器的两类典型问题

(1)     平行板电容器连接在电源两端时，电容器的d、S、发生变化，将引起电容器的C、Q、U、

                                  .1.

E怎样变化？

(2)平行板电容器充电后，切断与电源的连接，电容器的d、、S变化，将引起C、Q、U、E怎样变化？(Q保持不变)

典例剖析

一、电容器的基本知识

【例1】 电容器是一种常用的电子元件．对电容器认识正确的是(　　)

A．电容器的电容表示其储存电荷的能力

B．电容器的电容与它所带的电荷量成正比

C．电容器的电容与它两极板间的电压成正比

D．电容的常用单位有μF和pF,1 μF＝103 pF

二、影响电容大小的因素

【例2】 如图1－8－2所示是一种通过测量电容器电容的变化来检测液面高低的仪器原理图．电容器的两个电极分别用导线接到指示器上，指示器可显示出电容的大小．下列关于该仪器的说法中正确的是(　　)

A．该仪器中电容器的电极分别是芯柱和导电液体

B．芯柱外套的绝缘层越厚，该电容器的电容越大

C．如果指示器显示出电容增大，则说明容器中液面升高

D．如果指示器显示出电容减小，则说明容器中液面升高

三、电容的定义式与决定式的综合应用

【例3】右图(1)是某同学设计的电容式速度传感器原理图，其中上板为固定极板，下板为待测物体，在两极板间电压恒定的条件下，极板上所带电荷量Q将随待测物体的上下运动而变化，若Q随时间t的变化关系为Q＝(a、b为大于零的常数)，其图象如图(2)所示，那么图(3)、(4)中分别反映极板间场强大小E和物体速率v随t变化的图线可能是(　　)

A．①和③　　B．①和④　　C．②和③　　D．②和④

拓展探究1：如图所示，C为中间插有电介质的电容器，a和b为其两极板，a板接地．P和Q为两竖直放置的平行金属板，在两板间用绝缘线悬挂一带电小球；P板与b板用导线相连，Q板接地．开始时悬线静止在竖直方向，在b板带电后，悬线偏转了角度α.在以下方法中，能使悬线的偏角α变大的是(　　)

A．缩小a、b间的距离

B．加大a、b间的距离

C．取出a、b两极板间的电介质

D．换一块形状大小相同、介电常数更大的电介质

四、带电粒子在电容器中的运动

【例4】 一平行板电容器的两个极板水平放置，两极板间有一带电荷量不变的小油滴，油滴在极板间运动时所受空气阻力的大小与其速率成正比．若两极板间电压为零，经一段时间后，油滴以速率v匀速下降；若两极板间的电压为U，经一段时间后，油滴以速率v匀速上升．若两极板间电压为－U，试求油滴再一次做匀速运动时速度的大小和方向？

                                  .2.

拓展探究2：两个较大的平行金属板A、B相距为d，分别接在电压为U的电源正、负极上，这时质量为m，带电荷量为－q的油滴恰好静止在两板之间，如图3所示，在其他条件不变的情况下，如果将两板非常缓慢地水平错开一些，那么在错开的过程中(　　)

A．油滴将向上加速运动，电流计中的电流从b流向a

B．油滴将向下加速运动，电流计中的电流从a流向b

C．油滴静止不动，电流计中的电流从b流向a

D．油滴静止不动，电流计中的电流从a流向b

课堂达标

1.有一只电容器的规格是“1.5 μF,9 V”，那么(　　)

A．这只电容器上的电荷量不能超过1.5×10－5 C

B．这只电容器上的电荷量不能超过1.35×10－5 C

C．这只电容器的额定电压为9 V

D．这只电容器的击穿电压为9 V

2．由电容器电容的定义式C＝ ，可知(　　)

A．若电容器不带电，则电容C为零

B．电容C与所带的电荷量Q成正比，与电压U成反比

C．电容C与所带的电荷量Q多少无关

D．电容在数值上等于使两极板间的电压增加1 V时所需增加的电荷量

3.绝缘金属平行板电容器充电后，静电计的指针偏转一定角度，若减小两极板a、b间的距离，同时在两极板间插入电介质，如图所示，则(　　)

A．电容器的电势差会减小

B．电容器的电势差会增大

C．静电计指针的偏转角度会减小

D．静电计指针的偏转角度会增大

4．平行板电容器充电后，继续保持电容器两极板与电源两极相连接，电容器的d、S、εr发生变化，将引起电容器的C、Q、U、E怎样变化？

A．电容器的电容C变大

B．电容器极板的带电荷量Q变大

C．电容器两极板间的电势差U变大

D．电容器两极板间的电场强度E变大

3．关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．在下极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陶瓷板，电容将增大

D．在下极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

4．一个电容器带电荷量为Q时，两极板间的电势差为U，若使其带电荷量增加4×10－7 C，电势差则增加20 V，则它的电容是(　　)

A．1×10－8 F　　　　B．2×10－8 F      C．4×10－8 F        D．8×10－8 F

5.平行板电容器的两极板A、B接于电池两极，一带正电小球悬挂在电容器内部，闭合开关S，电容器充电，这时悬线偏离竖直方向的夹角为θ，如图5所示，则(　　)

A．保持开关S闭合，带正电的A板向B板靠近，则θ增大

                          .3.

B．保持开关S闭合，带正电的A板向B板靠近，则θ不变

C．开关S断开，带正电的A板向B板靠近，则θ增大

D．开关S断开，带正电的A板向B板靠近，则θ不变

6．如图6所示，两块较大的金属板A、B相距为d，平行放置并与一电源相连，S闭合后，两板间恰好有一质量为m、带电荷量为q的油滴处于静止状        图5

态．以下说法正确的是(　　)                                             

A 若将上板A向左平移一小段位移,则油滴向下加速运动, G中有a→b的电流

B 若将上板A向上平移一小段位移,则油滴向下加速运动, G中有b→a的电流

C 若将下板B向下平移一小段位移,则油滴向上加速运动, G中有b→a的电流

D．若将S断开，则油滴将做自由落体运动，G中无电流通过                     图6

7．两块大小、形状完全相同的金属平板平行放置，构成一平行板电容器，与它相连接的电路如图7所示，接通开关S，电源即给电容器充电．则(　　)

A．保持S接通，减小两极板间的距离，则两极板间电场的电场强度减小

B．保持S接通，在两极板间插入一块介质，则极板上的电荷量增大．

C．断开S，减小两极板间的距离，则两极板间的电势差减小

D．断开S，在两极板间插入一块介质，则两极板间的电势差增大

8．如图8所示，平行放置的金属板A、B组成一只平行板电容器，对以下两种情况：(1)保持开关S闭合，使A板向右平移错开一些；(2)S闭合后再断开，然后A板向上平移拉开些．讨论电容器两板间的电势差U、电荷量Q、板间场强E的变化情况．

9．如图9所示的装置中，①怎样才能使静电计的张角变大？②若静电计没有接地呢？③在去掉两个接地线的条件下，用手接触一下A板，张角是否变化？