电容器的充放电与能量

高一电工 DG-16-01-003 电容器的充放电与电场能量导学案编写人：张军 审核人： 编写时间：班级： 组别： 姓名： 等级：【教学目标】1理解电容器的储能特性及其在电路中能量的转换规律。2掌握电容器中电场能量的计算。【教学重点】1电容器充、放电过程中，电路中的电流和电容器两端电压的变化规律。2电容器质量的判别和电容器中电场能量的计算。【教学难点】电容器质量的判别和电容器中电场能量计算式的推导。【学法指导】1、 认真阅读书本60面充放电实验，了解充放电过程。2、 通过电容器质量判别实验掌握万用表测量电阻的一般步骤，自主学会判别电容器好坏。【知识链接】复习电容的串联与并联电路特点。【学习过程】一、电容器的充电开关S合向1，电容器充电。1现象：（1）白炽灯开始较 ，逐步变 。（2）的读数由 变 。（3）的读数变 。（4）最后指向 ，的大小等于 。2.解释2解释：电源正极向极板供给 电荷，负极向极板供给 电荷。电荷在电路中形成定向移动形成 ，两极板间有电压。S刚合上时，电源与电容器之间存在较大的电压，使大量电荷从电源移向电容器极板，产生较大电流，随着电荷的增加，电压 ，电流 。当电容器两端电压等于电源电压时，电荷 定向移动，电流为 ，灯不亮。二、电容器的放电S合向2，电容放电。1现象：（1）开始灯较 ，逐渐变 ，直至熄灭。（2）开始较 ，逐渐变 ，电流方向与刚才充电方向 ，直至指示为 。（3）开始指示为 ，逐渐 ，直至为0。2解释：放电过程中，由于电容器两极板间的电压使回路中有 产生。开始这个电压较大，因此电流较大，随着电容极板上的正、负电荷的 ，极板间的电压逐渐 ，电流也 ，最后放电结束，极板间不存在电压，电流为 。3结论：当电容器极板上所储存的 发生变化时，电路中就有 流过；若电容器极板上所储存的电荷量恒定 时，则电路中就没有电流流过。电路中的电流为i = = C 三、电容器的质量判别1用R 或R 挡。2将万用表分别与电容器两端接触，指针发生偏转并回到接近起始的地方，说明电容器的质量 。3若指针偏转后回不到起始位置的地方，而停在标度盘的某处说明电容器的漏电很大，这时指针所指出的电阻数值即表示该电容器的漏电阻值。4若指针偏转到零位置之后不再回去，则说明电容器内部已经 ；如果指针根本不偏转，则说明电容器内部可能 ，或电容量很小。四、电容器中的电场能量1充电时，qUc电压与电荷量成 ：q = C uC2电源输入电荷量为 q 时所做的总功，也就是存储于电容器中的总 。Wc = q UC = C UC2式中：C 电容器的电容单位：F（法拉）UC电容器两端的电压单位：V（伏特）Q 电容器所带的电荷量单位：C（库仑）W 电容器储存的电场能量单位：J（焦耳）【学习小结】1、当电容器极板上所储存的电荷发生变化时，电路中就有电流流过；若电容器极板上所储存的电荷量恒定不变时，则电路中就没有电流流过。电路中的电流为i = = C 2、电容器中存储的电场能量与电容器的电容成正比，与电容器两极板之间的电压平方成正比。3电容器是一种储能元件，当电容器两端电压增加时，电容器便