高中物理《电容器的电容》教案 教科版选修3-1

用心 爱心 专心 电容器和电容电容器和电容 课题名称课题名称电容器和电容 课课 型型 讲授课讲授课 课时课时 安排安排 2 2 授课授课 教师教师 内容分析内容分析 教材首先讲解了电容的功用 通过介绍电容器的构造及使用 使学生认识 电容器有储存电荷的本领 同时介绍了电容的概念 定义式 再讲解电容器 的电容与哪些因素有关 整个这一节的内容 是后面学习 LC 振荡电路的必备 知识 是学习交变电路和电子线路的基础 关于电容器的充放电现象和电容 概念 是高中物理教学的重点和难点之一 又比较抽象 因此再教学中 可 以多增设实验 让学生易于理解和接受 同时培养学生的实验观察能力和科 学探究能力 学情简析学情简析 在学生学习本节内容时 我们通过实验演示将抽象的知识直观化 形象 化 对于设计的实验 可以让学生观察纸制电容器的构造 用充电的电容器 短路放电产生电火花使学生感受到电容器储存电荷的本领 显示充放电过程 并用实验演示电容器的电量和电压的关系 另外 可以借助媒体动画 视频 将过程再现 这样 有益于学生对知识的理解和接受 知识目标知识目标 1 知道什么是电容器及常见的电容器 2 理解电容器电容的概念及定义式 并会应用定义式进行简单的计算 3 结合匀强电场有关知识 研究平行板电容器极板间电场及电场源关系 能力目标能力目标 通过学生对实验的观察和研究 培养学生的科学探究能力和抽象思维能力 教教 学学 目目 标标 德育目标德育目标注意培养学生对科学的探究精神 重点 难点重点 难点 教学重点 电容器容量概念 教学难点 电容器的电容的决定因素 策略 方法策略 方法 1 利用复习基础知识的方法由易到难 循序渐进引入知识点 2 以实验 归纳总结为主 配以多媒体帮助学生分析 举例为辅 练习提高 作业巩固 3 课前预习课前预习1 预习本节内容 课课 前前 准准 备备 教学媒体教学媒体觉常见电容器 教教 与与 学学 活活 动动 过过 程程 批注教学程序与过程师生活动 引入新课 进行新课 板书课题 演示实验 自制教 具 板书 八 电容器和电容八 电容器和电容 一 电容器一 电容器 1 电容器的结构 两块导体靠得很近又彼此绝缘的装置 具有储存电荷的功能 这种 装置我们称为电容器 既 储存电荷的容器 实际上 任何彼此绝缘 又相隔很近的导体 都可以看成是一个电容器 容器的作用是贮藏电量 和能量 而两个导体称为电容的两极 如图所示 电容器的结构 电容器中的两个极板非常靠近 中间的绝缘层用薄绝缘纸充当 分 别用两根导线连接两极 这就是电容器的结构 2 电容器的工作过程 充电和放电 1 充电 储存电量和能量 电场能 将电容器的两极与电源相连 电源将使电容器的两端带上等 量异种的电荷 这叫电容器的充电 电容器充电时 有短暂的电 流 叫充电电流 充电过程中 充电电流逐渐减小 电容器将从 电源获得的能量通过电场储存在电容器中 储存能量称为电场能 电容器充电过程上 随着充电电流的逐渐减小 电场能却逐渐增大 2 放电 电场能转化为其它形式的能 电容器的两极通过用电器用导线连接后 电路中也有短暂 的电流 叫做放电电流 由于放电电流 电容器刺两极上的电 荷被中和 电荷逐渐减少 这两个过程叫做电容器放电过程 放电中 放电电流也逐渐减小 原来储存的电场能逐渐减小 电容器放电时 将电场能转化为其它形式的能 二 电容器的电容二 电容器的电容 1 电容器容纳电荷本领 演示 将 25V 4700 F 的电容器与电源 16V 相连 充电后将 电容器的两极板短路 产生放电火花并发出声响 说明电容器能够储存电荷和能量 同一电容器储存的电荷量是不是无限的呢 储存的电荷量又与什么 有关呢 谈话引入 教师出示 容器实物 学生观察 教师演示 容器的充 电与放电 实验 教师举例 讲解 两极板 引脚 放电放电 电场能 转化为其它 形式的能 充电充电 储 存电量和 能量 电场能 高考学习网 中国最大高考学习网站 G 我们负责传递知识 板书 板书 板书 分析 两极板积累异号电荷越多 其中带正电荷一极电势越高 带 负电荷一极电势越低 从而电势差越大 因而电容器两极间的电势差越 大 储存的电荷就应该越多 理论上 电容器可以充入的电量 Q并不是无限的 随着电势差的变 化 电量 Q也随之增大 对同一个电容器 Q U 是一个与电量 电势差 无关的常量 对同一个电容器 Q U 一定 即 Q2Q3U U2U3Q 对不同 的电容器 电势差增加 1 伏所需要增加的电量是不同的 也就是 Q U 是不 同的常数 因此 我们认为 Q U 能够反映电容器容纳电荷的能力 物理上 Q U 定义电容器的电容量 电容 2 电容器的电容量 电容 1 定义 电容器一个极板上所带的电荷量Q与两极间的电势差 U 的比值 Q U 叫电容器的电容量 简称电容 常称为容量 公式 Q C U Q是某一极板所带电量的绝对值 2 单位 法拉 F 1F的意义 如果电容器一一个极板上带的电荷量为 1C 两极板间的 电压为 1V 则这个电容器的电容为 1F 法拉太大常用单位有微法 F 皮法 pF 三 平行板电容器的电容三 平行板电容器的电容 电容器的电容量虽然由 Q C U 求得 但对于一个给定的电容器 电 容器的容量与 Q 和 U 都无关 其容量大小由电容器的本身结构决定 那 么电容器的电容跟电容器结构的哪些因素有关呢 1 平行板电容器 由两块平行靠近又相互绝缘的导体板 金属板 组成 它是最简单的电容器 教师举例 讲解学生 归纳总结 教师举例 讲解 板书 板书 板书 板书 符号参 见书上 121 页 2 平行板那电容器的电容跟哪些因素有关 设两极间距d 两极正对面积S 指针验电器 静电计 在上下接线间的电势差越大 指针偏转的角 度 越大 1 让电容器所带的电荷量恒定 两极板间的距离d不变 控制变量 法 改变两极板的正对面积 S 2 让电容器所带的电荷量恒定 两极板间的正对面积不变 控制变 量法 改变两极板间的距离 d 3 在两板间插入电介质 指针验电器 静电计 的角度减小 即U 减小 则C增大 结论 平行板电容器的电容与两极板的正对面积S 两极板间距d 和 两极板间的电介质有关 具体关系为 电容公式 4 S C kd 为介电常数 不同的电介质同 不同 详见课本 120 页 k为 静电力常量 这里也可以用能的观点加以分析 电介质板插入过程中 由于束缚电 荷与极板上电荷相互吸引力做功 电势能减少 故电势差降低 四 常用的电容器及符号 可以观看有关电容的视频 四 常用的电容器及符号 可以观看有关电容的视频 五五 五 电容器的参数五 电容器的参数 1 电容器的容量 2 电容器的额定电压 3 电容器的击穿电压 教师演示 实验讲解 学生分析 总结 教师举例 讲解 学生观察 多媒体 常见的电 容器 S U Q C U Q 不变 C 即 S C d U Q C U Q 不变 C 即 d C 2 可变电容器 正 极 负 极 1 固定电容器 3 电解电容器 高考学习网 中国最大高考学习网站 G 我们负责传递知识 达达 标标 题题 型型 设设 计计 题型设计题型设计 一 思考问题 关于平板电容器的两类典型问题一 思考问题 关于平板电容器的两类典型问题 1 电容器两端与电源相连接 电容器的两端电势差U不变 则 1 因电容器两极与电源相连接 因此电容器两极间的电势差U等于电源两极的电势 差不变 2 由 4 S C kd 可知 C随 S d 的变化而变化 3 由 4 US QUC kd 可知 Q也随 S d 的变化而变化 4 由 U E d 可知 E随d 的变化而变化 2 电容器的两极与电源相连充电后 切断与电源的连线电容器的 S d变化将引起 C U 和 E 的变化 Q 不变 1 因电容器两极与电源断开且没有和其它导体相连 所以所带的电荷量Q不变 2 由 4 S C kd 可知 C 随 S d 的变化而变化 3 由 4 4 QQkdQ U S CS kd 可知 U也随 S d 的变化而变化 4 4 4 UQQkQ E Sd dCdS kd 可知 E随 S的变化而变化 而E与d无关 二 教材二 教材 123123 页第 页第 4 4 题 题 三 资料例三 资料例 2 2 题题 高考学习网 中国最大高考学习网站 G 我们负责传递知识 板板 书书 设设 计计 板书设计 板书设计 八 电容器的电容八 电容器的电容 一 电容器 1 电容器的结构 2 电容器的工作过程 充电和放电 1 充电 储存电量和能量 2 放电 电场能转化为其它能 二 电容器的电容 1 电容器容纳电荷本领 Q U能够反映电容器容纳电荷的能力 物理上用Q U定义电容器的电容量 电 容 2 电容器的电容量 电容 1 定义 C Q U 2 单位 法拉 F 三 平行板电容器的电容 1 平行板电容器结构 2 平行板那电容器的电容跟哪些因素有关 1 S C 2 d C 3 与 有关 四 常用的电容器 固定电容 可变电容 电解电容 五 电容器的参数 电容量 额