1.8 电容器与电容学案

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****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伏(1库仑)＝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”)．

一、电容器　电容

照相机的闪光灯，在不到1 000(1) s的短暂时间内发出强烈闪光，瞬时电流很大，各种电池都不能承受．在实际中，常常用电容器帮助闪光灯实现它的功能．什么是电容器？它是怎样帮助闪光灯完成它的功能的？

1．一个简单的电容器由哪几部分构成？

2．什么是电容器的充电和放电？

3．电容器的电容是怎样定义的？  

1．电容器所带的电荷量是指____________________________．

2．电容器所带的电荷量与电容器两极板间的电势差的______________，叫做电容器的电容，用C表示电容，则有C＝__________，单位__________，简称__________，符号是__________．

  

1．我们不能根据电容的定义式说电容C与Q成正比、与U成反比，电容C由电容器本身的性质决定，与Q、U的大小无关．公式还可表示为C＝ΔU(ΔQ).

2．“电容就是电容器的简称”，这种说法对吗？

二、平行板电容器的电容　常用电容器

  

水缸盛水的本领，由水缸本身决定，与水缸是否盛了水无关，与水缸盛水的多少也无关，同样道理，电容表征的是电容器容纳电荷的本领，由电容器本身决定，与电容器是否带电和带电荷量的多少无关．那么电容与电容器本身的哪些因素有关呢？  

1．静电计和验电器的功能相同吗？

2．由演示实验甲、乙、丙得到的结论分别是怎样的？

  

平行板电容器的电容的决定式C＝4πkd(εrS).

  

1．(1)平行板电容器内部是匀强电场，E＝d(U)；(2)电容器所带电荷量Q＝CU.

2．C＝U(Q)与C＝4πkd(εrS)的比较：(1)C＝U(Q)是定义式，对某电容器Q∝U，但U(Q)不变，该式反映容纳电荷的本领．(2)C＝4πkd(εrS)是决定式，平行板电容器C∝εr，C∝S，C∝d(1)，该式反映影响电容大小的因素．

例1　下列关于电容的说法正确的是(　　)  

A．电容器简称电容

B．电容器A的电容比B的大，说明A所带的电荷量比B多

C．电容在数值上等于使两极板间的电势差为1 V时电容器所带的电荷量

D．由公式C＝U(Q)知，电容器的电容与电容器两极板间的电压成反比，与电容器所带的电荷量成正比

变式训练1　对于某个给定的平行板电容器，下列图中能够恰当地描述其所带电荷量Q、两极板间电压U、电容C之间相互关系的是(　　)

【例2】　如图1所示，用静电计可以测量已充电的平行板电容器两极板之间的电势差U，现使B板带正电，则下列判断正确的是(　　)

图1

A．增大两极板之间的距离，静电计指针张角变大

B．将A板稍微上移，静电计指针张角将变大

C．若将玻璃板插入两板之间，则静电计指针张角变大

D．若将A板拿走，则静电计指针张角变为零

变式训练2　将例2中静电计换为接在两极板上的电源：

(1)只增大极板间距离，板间场强怎么变化？

(2)只减小正对面积S，电容器带电荷量怎么变化？

【即学即练】

1．关于电容器的电容C、电压U和所带电荷量Q之间的关系，以下说法正确的是(　　)

A．C由U确定

B．C由Q确定

C．C一定时，Q与U成正比  

D．C一定时，Q与U成反比

2．对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．将两极板的间距加大，极板所带电荷量将增大

C．将两极板平行错开，使正对面积减小，电容将减小

D．将两极板平行错开，使正对面积减小，极板所带电荷量将减小

3．平行板电容器充电后不断开电源，逐渐增大两极板的正对面积，则下列说法正确的是(　　)  

A．电容器电容将逐渐增大

B．两极板间的电场强度将逐渐增大

C．两极板间电压将保持不变

D．两极板所带的电荷量不变  

4．有一充电的平行板电容器，两板间电压为3 V，使它的电荷量减少3×10－4C，于是电容器两极板间的电压降为原来的3(1)，此电容器的电容是多少？电容器原来的带电荷量是多少？

1.9 带电粒子在电场中的运动(1)

一、带电粒子的加速

1．带电粒子：对于质量很小的带电粒子，如电子、质子等，虽然它们也会受到万有引力(重力)的作用，但一般来说________静电力，可以忽略．

2．带电粒子被加速：在匀强电场E中，被加速的粒子电荷量为q，质量为m，从静止开始加速的距离为d，加速后的速度为v，这些物理量间的关系满足________：qEd＝2(1)mv2.在非匀强电场中，若粒子运动的初末位置的电势差为U，动能定理表达为：________.一般情况下带电粒子被加速后的速度可表示成：v＝ m(2qU).

二、带电粒子的偏转

带电粒子的电荷量为q，质量为m，以初速度v0垂直电场线射入两极板间的匀强电场．板长为l、板间距为d，两极板间的电势差为U.

1．粒子在v0的方向上做________直线运动，穿越两极板的时间为：________.  

2．粒子在垂直于v0的方向上做初速度__________的________速直线运动：加速度为：a＝dm(qU).

粒子离开电场时在电场方向上偏离原射入方向的距离称为________距离，用y表示，离开电场时速度方向跟射入时的初速度方向的夹角称为__________，用θ表示．

偏移距离为：y＝2(1)at2＝__________，偏转角：tan θ＝v0(v⊥)＝__________.

三、示波管的原理

1．示波管的构造：示波管是一个真空电子管，主要由三部分组成，分别是：____________、两对__________和____________．

2．示波管的基本原理：电子在加速电场中被________，在偏转电场中被________．

一、带电粒子的加速

   带电粒子在电场中受静电力作用，我们可以利用电场来控制粒子，使它加速或偏转．直线加速器就是在真空金属管中加上高频交变电场使带电粒子获得高能的装置(如图1所示)，它能帮助人们更深入地认识微观世界．你知道它的加速原理吗？

图1

1．带电粒子在电场中受哪些力作用？重力可以忽略吗？

2．带电粒子进入电场后一定沿直线加速吗？沿直线加速(或减速)需要什么条件？

3．有哪些方法可以处理带电粒子的加速问题？

1．带电粒子：质量很小的带电体，如电子、质子、α粒子、离子等，处理问题时它们的重力通常忽略不计(因重力远小于电场力)

2．带电微粒：质量较大的带电体，如液滴、油滴、尘埃、小球等，处理问题时重力不能忽略．

3．粒子仅在静电力作用下运动，所以静电力做的功等于________，即W＝qU＝2(1)mv2得v＝__________.

二、带电粒子的偏转  

  

1．带电粒子以初速度v0垂直电场方向射入匀强电场，不计重力作用，它的受力有什么特点？  

2．它的运动规律与什么运动相似？

3．推导粒子离开电场时沿垂直于极板方向的偏移量和偏转的角度．

  

1．处理方法：应用运动的合成与分解知识分析处理，一般将匀变速曲线运动分解为：沿初速度方向的____________和沿电场力方向的初速度为________的匀加速直线运动．

2．基本关系：at2(电场线方向)(1)

3．导出关系：(1)粒子离开电场时的侧移位移为：y＝d(2)

(2)粒子离开电场时的偏转角tan θ＝v0(vy)＝d(2)

三、示波器原理

  

1．示波管主要由哪几部分构成？

2．电子枪和偏转电极分别利用了本节哪一部分的知识？

3．回答课本“思考与讨论”部分的问题．