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：
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【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）○A1的读数由变。
（3）○V的读数变。
（4）最后○A1指向，○V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）○A2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○V 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
t q ??C t
u 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，q ↑→U c ↑电压与电荷量成 ：q C u C
2．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 21q U C 2
1C U C 2 式中：C ——电容器的电容 单位：F （法拉）
U C ——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 t q
??C t
u 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，电容器便从电源吸收能量储存在它两极板的电场中，当电容器两端电压降低时，它便把储存的电场能量释放出来。电容器本身只与电源进行能量交换，不消耗能量。