电容器和电容

1 第八节第八节 电容器与电容 电容器与电容 1 1 课时 课时 一 三维目标一 三维目标 一 知识与技能 一 知识与技能 1 通过媒体展示电容器实物让学生知道什么是电容器及常见的电容器的构 成 2 通过电容充放电现象的实验演示让学生理解电场能的基本概念 知道电 容器充电和放电时的能量转换 3 通过多媒体展示 水容量 和 电容量 的动态变化过程理解电容器电 容的概念及定义式 并能用来进行有关的计算 4 通过实验演示让学生知道平行板电容器的电容与哪些因素有关 有什么 关系 掌握平行板电容器的决定式并能运用其讨论有关问题 培养学生分析问 题与解决问题的能力 二 过程与方法 二 过程与方法 结合实物观察与演示 通过学生的亲自实践与体会 在具体练习的计算过 程中理解掌握电容器的相关概念 性质 三 情感态度与价值观 三 情感态度与价值观 体会电容器在实际生活中的广泛应用 培养学生探究新事物的兴趣 电容 器两极带等量异种电荷 让学生体会物理学中的对称美 二 重点 难点 疑点及解决办法二 重点 难点 疑点及解决办法 1 重点 电容的概念 影响电容大小的因素 2 难点 电容的概念 电容器的电量与电压的关系 电容的充 放电 三 教具准备 教具准备 常见的电容器示教板 带电羽的平行板电容器 静电计 介质板 感应起电机 电线 各种电容器 包括 25V 4700 F 电容一只和 一个可用来拆开的纸制电容器 学生电源一个 导线若干 起电机 2 四 教学过程 四 教学过程 一 复习 演示 引入新课 一 复习 演示 引入新课 两块相互靠近 平行放置的金属板 如果分别带上等量异种电荷 它们之 间有没有电场 同时板画 两金属板间有没有电势差 教师归纳小结 教师归纳小结 由此可见 相互靠近的两金属板构成的装置具有储 存电荷的作用 或者说它可以容纳电荷 而两板所带正 负电荷越多 板间电场就越强 两板间的电势差就越大 稍作解释 那么有什么方法可以使两金属板带上正 负电荷呢 将两金属极分别按到电源的正 负两板上 同时画出电路 实验演示 实验演示 1 1 将 25v 4700 F 电容器 出示实物 充以 16V 电压 然 后短路放电产生白炽的火花 并发出较大的声响 激发学生学习本节兴趣 然后教师明确告诉学生 电容器可以容纳电荷 如何解释这一现象呢 学生疑惑 现在我们来学习有关电容器的知识 板书课题 二 新课教学 二 新课教学 展示各种电容器 并做解释 这是一种能容纳电荷的容器 今天我们来先 来学习它 电容器以及描述它容纳电荷本领的物理量 电容 1 1 电容器 电容器 1 1 构造 构造 任何两个彼此绝缘又相隔很近的导体都可以看成一个电容器 讲解 讲解 电容器中将两片锡箔纸作为电容器的两个极板 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 2 电容器的充电 放电 电容器的充电 放电 实验演示实验演示 2 2 把电容器的一个极板与电池组的正极相连 另一个极板与负 3 极相连 两个极板上就分别带上了等量的异种电荷 这个过程叫做充电 现象 从灵敏电流计可以观察到短暂的充电电流 充电后 切断与电源的 联系 两个极板间有电场存在 充电过程中由电源获得的电能贮存在电场中 称为电场能 实验演示实验演示 3 3 把充电后的电容器的两个极板接通 两极板上的电荷互相中 和 电容器就不带电了 这个过程叫放电 现象 从灵敏电流计可以观察到短暂的放电电流 放电后 两极板间不存 在电场 电场能转化为其他形式的能量 问题问题 1 1 电容器在充 放电的过程中的能量转化关系是什么 待学生讨论后 总结如下 板书 充电 带电量 Q 增加 板间电压 U 增加 板间场强 E 增加 电 能转化为电场能 放电 带电量 Q 减少 板间电压 U 减少 板间场强 E 减少 电场能转化 为电能 问题问题 2 2 电容器可以充入的电量 是无限的么 如何描述电容器容纳电荷 的本领 且听下面分解 2 2 电容 电容 与水容器类比后得出 动画演示动画演示 说明 对于给定电容 器 相当于给定柱形水容器 C 类比于横截面积 不变 这 是量度式 不是关系式 在 C 一定情况下 Q CU Q 正比于 U 板书 板书 定义 电容器所带的电量 Q 与电容器两极板间的电势差 U 的比值 叫做电容器的电容 公式 U Q C 单位 法拉 F 还有微法 F 和皮法 pF 1F 10 6F 10 12pF 4 4 电容的物理意义 电容是表示电容器容纳电荷本领的物理量 是由电容 器本身的性质 由导体大小 形状 相对位置及电介质 决定的 与电容器是 不是带电无关 3 3 平行板电容器的电容 平行板电容器的电容 1 实验演示实验演示 4 4 感应起电机给静电计带电 详参阅教材 说明 多媒体演示 说明 多媒体演示 静电计是在验电器的基础上制成的 用来测量电势 差 把它的金属球与一个导体相连 把它的金属外壳与另一个导体相连 从指 针的偏转角度可以量出两个导体之间的电势差 U 平等板电容器由两块平行相 互绝缘金属板构成 两极间距d 两极正对面积S 2 量度 Q 是某一极板所带电量的绝对值 3 影响平行板电容器电容的因素 不变 d 越大 偏转角度越小 C 越小 不变 S 越小 静电计的偏转角度越大 U 越 大 电容 C 越小 保持 Q d S 都不变 在两极板间插入电介质板 静电计的偏转角度 并且减小 电势差 U 越小电容 C 增大 说明插入比不插入电介质时电容大 为介电常数 k为静电力恒量 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 5 4 结论 平行板电容器的电容 C 与介电常数 成正比 跟正对面积 S 成正比 跟极板间的距离 d 成反比 平行板电容器的决定式 真空 介质 kd S C 4 kd S C r 4 例例 3 3 平行板电容器充电后 继续保持电容器的两极板与电源相连接 在这种情况 下 如果增大两极板间的距离 d 那么 两极板间的电势差 U 电容器所带的电量 Q 两极板间的场强 E 各如何改变 1 平行板电容器充电后 切断与电源的连接 在这种情况下 如果增大 d 则 U Q E 各如何改变 4 4 常用电容器 结合课本介绍 常用电容器 结合课本介绍 P P135 135 出示常用的电容器 1 介绍固定电容器 2 介绍可变电容器 3 介绍击穿电压 四 小结 四 小结 练习 练习 1 两个电容器电量之比为 2 1 电压之比为 1 2 则它们的电容之比 对于一个确定的电容器的电容正确的理解是 A 电容与带电量成正比 B 电容与电势差成反比 C 电容器带电量越大时 电容越大 D 对确定的电容器 每板带电量增加 两板间电势差必增加 用两节相同的电 池给两个电容器 C1和 C2充电 已知 C1 C2 当达到稳定状态时 两电容器的 电势差分别为 U1和 U2 则 A U1 U2 B U1 U2 C U1 U2 D 无法确定 U1与 U2的大小关系用两节相同的电池给两个 原来不带电的电