高中物理 第8节 电容器与电容学案 新人教版选修3-1
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第八节、电容器和电容教学设计一、教材分析《电容器、电容》是高考的热点,是电场一章的重点和难点,在教材中占有重要地位。
它是学完匀强电场后的一个重要应用,也是后面学习交流电路(电感和电容对交流电的影响)和电子线路(电磁振荡)的预备知识,在教材中起承上启下的作用。
二、教学目标1.知识目标①知道什么是电容器以及常用的电容器。
②理解电容器的电容概念及其定义,并能用来进行有关的计算。
③知道公式及其含义,知道平行板电容器的电容与哪些因素有关。
④会对平行板电容器问题的动态分析。
2.能力目标①知道利用比值法定义物理量。
②学会在实验中用控制变量法的实验方法,提高学生综合运用知识的能力。
3.情感目标结合实际,激发学生学习物理的兴趣。
三、教学重难点电容的定义和引入。
对平行板电容器的动态分析。
四、学情分析:通过这一堂课的教学,让学生知道电容器的结构,明确电容器的作用,了解电容器的工作方式,重点掌握电容器的电容概念,知道它们与电量、电压无关。
五、教学方法1、学案导学:见后面的学案。
2.启发式、探究式、类比法。
六、课前准备1.学生的学习准备:预习电容器的定义和电容器的充放电2.教师的教学准备:多媒体课件制作,课前预习学案,课内探究学案,课后延伸拓展学案。
七、课时安排:1课时八、教学过程:(一)预习检查、总结疑惑要点:场强、电势能、电势、电势差等。
检查落实了学生的预习情况并了解了学生的疑惑,使教学具有了针对性。
(二)情景导入、展示目标。
展示各种电容器.并做解释:这是一种能容纳电荷的容器,今天我们来学习它——电容器以及描述它容纳电荷本领的物理量——电容(三)合作探究、精讲点拨。
1电容器构造: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。
2电容器的充电、放电操作: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.操作: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.提问: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:小结: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3电容与水容器类比后得出。
1.8 电容器与电容学案(人教版选修3-1)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________的带电荷量的绝对值叫做电容器的带电荷量. 答案 1.导体 2.(1)等量的异种电荷 (2)电荷 中和 3.任意一个极板 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库仑1伏=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.答案 1.电荷量Q 电势差U 2.Q U3.法拉 1法拉 微法 皮法 106 10124.电荷本领三、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________.答案 正对面积S 距离d εr S4πkd介电常数四、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”). 答案 1.固定 可变 2.小于一、电容器 电容 [问题情境]照相机的闪光灯,在不到11 000s 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?答案 1.电容器由两个极板和极板间电介质构成;2.使电容器两个极板分别带上等量异号电荷的过程叫做充电;使两极板上的电荷中和,电容器又不带电了,这个过程叫做放电.3.电容采用了比值定义法,把电荷量Q 与两极板间电势差U 的比值,定义为电容. [要点提炼]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__________.答案 1.任意一个极板所带电荷量的绝对值.2.比值 QU法拉 法 F[问题延伸]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 =ΔQΔU.2.“电容就是电容器的简称”,这种说法对吗?答案 2.电容器是一个元件(或物体)的名称;而电容是一个物理量,描述的是电容器容纳电荷的本领强弱.二、平行板电容器的电容 常用电容器 [问题情境]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?答案 1.静电计是用来测电势差的仪器,验电器是检验电荷有无的仪器,功能不同. 2.甲:根据正对面积S 越小,电势差U 越大,表示电容C 越小. 乙:根据d 越大,电势差U 越大,表示电容C 越小. 丙:插入电介质,电势差U 减小,表示电容C 增大. [要点提炼]平行板电容器的电容的决定式C =εr S4πkd.[问题延伸]1.(1)平行板电容器内部是匀强电场,E =Ud;(2)电容器所带电荷量Q =CU.2.C =Q U 与C =εr S 4πkd 的比较:(1)C =Q U 是定义式,对某电容器Q∝U,但Q U不变,该式反映容纳电荷的本领.(2)C =εr S 4πkd 是决定式,平行板电容器C∝εr ,C∝S,C∝1d,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 =Q U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解析 电容器和电容是两个不同的概念,A 选项错;由C =QU得Q =CU ,可见电容器的电荷量与C 和U 两个物量有关,所以C 大,Q 不一定大,B 选项错误;电容C 的大小与Q 、U无关,公式C =QU仅能说明Q 与U 的比值恒定,D 选项错误.答案 C总结 正确理解电容器、电容这两个不同的物理概念是分析本题的前提和关键.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( )答案 BCD解析 因为电容器的电容C 与它所带的电荷量Q 、两极板间的电压U 无关,只跟它本身的形状、两极板间距离、正对面积、两极板间所充的电介质有关,所以凡是表示C 随U 或Q变化而变化的图线都是错误的.对于给定的电容器,C =QU是不变的,反映在Q -U 图象上是图线的斜率不变,正确选项为B 、C 、D . 【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1A .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解析 电容器上所带电荷量一定,由公式C =εr S 4πkd ,当d 变大时,C 变小.再由C =QU得U 变大;当A 板上移时,正对面积S 变小,C 也变小,U 变大;当插入玻璃板时,C 变大,U 变小;当将A 板拿走时,相当于使d 变得更大,C 更小,故U 应更大,故选A 、B . 答案 AB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? 答案 (1)减小 (2)减少解析 两极板与电源相连,极板间的电压U 不变.(1)由E =Ud 得,增大极板间距离,场强E 减小.(2)由C =εr S4πkd知,只减小极板正对面积S ,电容C 减小,再据Q =CU 可知,电容器带电荷量减少. 【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 答案 C解析 电容器的电容C 由电容器本身决定,与电压U 和所带电荷量Q 无关,根据C =QU可知,选项C 正确.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 答案 C解析 由C =εr S4πkd知,当d 增大时,C 将减小;当两极板平行错开时,S 减小,故C 将减小;由Q =CU 可知带电荷量Q 与C 、U 两个量有关,知道C 的情况不知U 的情况不能确定Q 的变化.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 答案 AC解析 若电容器与电源连接不断开,则两极板间电势差恒定,两极板间距离也不变,故场强大小也不变;而电容器电容随着正对面积的增大而增大,极板所带的电荷量随着电容增大也增大.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13,此电容器的电容是多少?电容器原来的带电荷量是多少?答案 150 μF 4.5×10-4C解析 由C =ΔQ ΔU =3×10-4C 3 V -13V=1.5×10-4F =150 μF由Q =CU 可知 Q =1.5×10-4×3 C =4.5×10-4C .。
第8节电容器与电容【学习目标】1、知道什么是电容器及常见的电容器;2、知道电场能的概念,知道电容器充电和放电时的能量转换;3、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、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。
重点:掌握电容器的概念、定义式及平行板电容器的电容。
难点:电容器的电容的计算与应用【课前预习】1.两块相互靠近又的导体组成电容器,电容器能储存电荷。
使电容器带电的过程叫。
充电后电容器的两极带等量异种电荷,叫电容器的带电量。
使带电后的电容器失去电荷的过程叫。
2.电容是用比值的方法定义的:跟的比值叫电容,即C=。
电容的单位是,符号是F,且1F=1C/V、1F= μF= pF。
值得注意的是:电容是描述电容器本领大小的物理量,它由电容器本身的构造因数决定,对于平行板电容器的决定式:C= 。
3.从构造上看,常用的电容器分两类:和,前者的电容是固定不变的,后者一般是通过改变两极的来改变其电容的,当然也可以通过改变两极间的距离或改变电容器所充的来改变其电容。
4.加在电容器两极间的电压不能超过某一限度,超过这个限度,电介质将被击穿,电容器损坏,这个极限电压叫。
电容器外壳上标的是工作电压,也称,它是指电容器长期工作时所能承受的电压,一般比击穿电压要。
【课堂探究】:一、电容器电容器的充电、放电1、电容器:任何两个彼此又相隔很近的都可以看成一个电容器。
最常见的是问题1:电容器是如何充放电荷的呢?A A▲:两过程分别有短暂的充电电流,放电电流。
问题2:充电后两板间有了电场,具有电场能,你能分析一下充电、放电过程能量如何转化?充电—带电量Q ,板间电压U ,板间场强E , 电能转化为 放电—带电量Q ,板间电压U ,板间场强E ,电场能转化为二、电容问题3:甲电容器两板各带2 C 电量,板间电压为2000 V ,乙电容器两板各带3 C 电量,板间电压为4000 V ,能否说乙电容器容纳电荷的能力大呢?(1)定义:电容器所带的 与 的比值,叫做电容器的电容。
2019-2020年人教版高中选修3-1 第1章第8节电容器的电容(教案)【知识与技能】1.知道什么是电容器及常见的电容器2.知道电容器充电和放电时的电流情况3.理解电容器电容的概念及物理意义【过程与方法】通过观察视频,了解电容器的构造和特点,通过类比法理解电容器的电容概念。
【情感态度与价值观】1.培养学生互相讨论,互相协助,大胆创新的精神。
2.渗透内因决定事物本质的哲学观点,3.展示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【教学过程】★重难点一、电容器和电容★一、电容器1.电容器的功能和构造(1)功能:储存电荷和电能的元件(2)构造:两个彼此绝缘又互相靠近的导体组成一个电容器(3)平行板电容器:两块彼此隔开平行放置的金属板构成的最简单的电容器.两块金属板称为电容器的两极.(4)电容器的电荷量:电容器工作时,它的两块金属板的相对表面总是分别带上等量异种电荷+Q和-Q,任意一块极板所带电荷量的绝对值.叫做电容器的电荷量.2.电容器的充电和放电(1)充电:电源使电容器的两极板带上等量异种电荷的过程.如图甲.(2)放电:用导线将充好电的电容器的两极板相连,使两极板的异种电荷中和的过程,如图乙.(3)电容器充放电时的能量转化:充电后,电容器储存了电能.放电时,储存的电能释放出来,转化为其他形式的能. 二、电容1.定义:电容器所带的电荷量Q 与电容器两极板间电势差U 的比值,叫做电容器的电容. 2.定义式:C =Q U.3.物理意义:电容是描述电容器储存电荷能力的物理量.4.单位:法拉,简称法,符号F ,还有微法(μF)和皮法(pF),关系1 F =106μF =1012 pF. 5.对电容定义式C =QU 的理解(1)电容由电容器本身的构造决定电容器的电容是反映电容器容纳电荷本领大小的物理量,用比值C =QU 来定义,但它却与Q 、U 无关,是由电容器自身的构造决定的,即使电容器不带电,其电容仍然存在,并且是一个确定的量.(2)定义式C =QU 表明,电容器所带的电荷量由电容器的电容和电容器两极板间的电势差U 决定,Q 与U 成正比.与C 成正比.但不能说电容C 与Q 成正比,与U 成反比. 6.通过Q -U 图象来理解C =QU电容的Q -U 图象是一条过原点的直线,其斜率等于电容器的电容.其中Q 为一个极板上所带电荷量的绝对值,U 为两极板间的电势差,可以看出,电容器电容也可以表示为C =ΔQΔU ,即电容器的电容的大小在数值上等于两极板间的电压增加(或减小)1 V 所需增加(或减小)的电荷量.三、常见的电容器1.电容器的种类(1)按电容是否可变①固定电容器:固定电容器的电容是固定不变的,如聚苯乙烯电容器和电解电容器.②可变电容器:是一种可以改变电容大小的电容器,通常由两组铝片组成,其中一组固定不动的叫定片,另一组可以转动的叫动片,转动动片时,两组铝片的正对面积发生变化,电容就随着改变.可变电容器的绝缘物质通常为空气或塑料介质.(2)按照电介质不同有纸介电容器、陶瓷电容器和电解电容器等2.电容器的符号(1)固定电容器:符号为“”(2)可变电容器:符号为“”(3)电解电容器:符号为“”3.击穿电压和额定电压(1)击穿电压:加在电容器两极板上的电压不能超过某一限度,超过这个限度,电介质将被击穿,电容器损坏,这个极限电压称为击穿电压.(2)额定电压:电容器长期工作时所能承受的电压.电容器外壳上标的就是额定电压,它比击穿电压要低.【典型例题】如右图所示连接电路,电源电动势为6V,先使开关S与1端相连,电源箱电容器充电,这个过程可以瞬间完成,然后把开关S掷向2端,电容器通过电阻R放电,电流传感器将测得的电流信息传入计算机,屏幕上显示出电流随时间变化的图线如图所示,据此图可估算电容器释放的电荷量,并进而估算电容器的电容为A .0.2FB .-21.310F ⨯ C .-34.510F ⨯ D .45.510F -⨯ 【答案】D★重难点二、平行板电容器★ 一、平行板电容器 1.平行板电容器(1)基本结构:由两块彼此绝缘、互相靠近的平行金属板组成,是最简单的,也是最基本的电容器.(2)板间电场:板间(除边缘外)形成匀强电场,电场强度大小为E =U /d ,方向垂直极板平面. 2.平行板电容器的电容大小的决定因素探究(1)方法:采取控制变量法,在电容器带电荷量Q 不变的情况下,只改变电容器的极板正对面积S ,板间距离d ,板间电介质εr 中的一个量.(2)静电计电势差的意义:由于静电计的金属球与其中一个极板相连,两者电势相等,静电计的金属外壳与另一个极板相连(或同时接地),两者电势相等.所以静电计的电势差实质上也反映了电容器两极板间的电势差的大小. 3.平行板电容器的电容(实验结论)平行板电容器的电容C 与极板的正对面积S 及板间的电介质的相对介电常数εr 成正比,与极板间距离d 成反比,则C =εr S 4πkd .4.C =Q U 与C =εr S4π kd 的比较【特别提醒】(1)上述实验只能证明电容C 与εr 、S 和d 有关,公式C =εr S4πkd 是进一步精确实验得出的.式中的k 为静电力常量.(2)公式中,εr 是一个常数,与电介质的性质有关,称为电介质的相对介电常数.真空的相对介电常数为1,空气的相对介电常数与1十分接近.(3)公式C =εr S4πkd 为平行板电容器的决定式,此式表明电容器C 完全由电容器本身决定,与电容器所带电荷量Q 及极板间电压U 无关. 二、平行板电容器的动态分析 1.两类基本问题(1)电容器和一电源相连,让电容器的某一物理量发生变化,求其他物理量的变化。
电容器的电容教学设计课题:电容器与电容我选用的教材是人民教育出版社出版,高中物理选修3-1第一章静电场第八节电容与电容器。
本节课要求学生在掌握静电知识的基础上认识一种新的电学元件--电容器。
并抽象出元件工作原理的物理过程,探究影响平行板电容器的电容大小的因素。
这不仅是对前面所学的静电知识的综合运用,同时是后面学习LC振荡电路的必备知识,为学习交变电路和电子线路奠定基础。
学情分析:知识方面:1〕在学习本节课之前,学生已经学习了电场力和电场能的知识,为学习本节内容奠定了一定的基础。
但学生对于电容器这样的非线性元件却是第一次学习遇到。
由于电学概念比较抽象,加之一般学生对电磁现象的感性认识又较少就使得学生在学习电学时普遍感到比较困难就所以电容器概念的教学成为本节的难点之一。
因此在教学中,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.2〕在静电场的学习中学生已经很明确的知道验电器是用于检验电荷的存在及多少的,但本节课中的验电器却变身为静电计,这需要学生在理解电容的知识的基础上才能理解其中的原理,给学生在探究影响平行板电容器电容大小的因素是设立了很大的障碍。
能力方面:高二的学生已经具备一定的观察能力,分析能力,和实验能力,但学生的的抽象思维能力不强所以电容器的充放电过程成为本节课的又一难点。
根据以上的教材与学情分析,我确立以下教学三维目标教学重难点重点:在电容器概念的理解,及电容器的充放电过程;电容的概念及其定义,及影响平行板电容器电容大小的因素。
难点:主要是怎样让学生理解电容器的概念,抽象的充放电过程,及电容的定义的得出。
教学目标以现代教育理念为指导,根据《普通高中物理课程标准》的要求,并根据以上教学内容分析和学生学习心理分析。
确定如下三维目标:知识与技能目标1、知道什么是电容器及常见的电容器在生活中的应用;2.会用静电知识分析电容器的充放电过程3、理解电容器电容的概念及定义式,及影响平行板电容器大小的影响因素,并会应用定义式判断某个平行板电容器某个过程中电容的变化.4.通过“平行板电容器大小的影响因素〞的实验操作提高实验技能,科学探究能力和抽象思维能力。
第8节电容器的电容1.电容反映了电容器容纳电荷本领的大小,定义式为C=QU,电容的大小决定于电容器本身,与Q和U无关。
2.平行板电容器的电容决定式为C=εr S4πkd,即C由εr、S、d共同来决定。
3.平行板电容器保持电荷量不变的情况下,若只改变板间距离,则电场强度不变。
一、电容器和电容1.电容器的组成两个彼此绝缘的导体,当靠得很近且之间存有电介质时,就组成一电容器。
2.电容器的充放电过程充电过程放电过程定义使电容器带电的过程中和掉电容器所带电荷的过程方法将电容器的两极板与电源两极相连用导线将电容器的两极板接通场强变化极板间的场强增强极板间的场强减小能量转化其他能转化为电能电能转化为其他能3.电容(1)定义:电容器所带的电荷量Q与电容器两极板间的电势差U的比值,公式为C=Q U 。
(2)物理意义:表示电容器容纳电荷本领的物理量。
(3)单位:1 F=106μF=1012 pF。
二、平行板电容器及常见电容器1.平行板电容器(1)构成:由两个彼此绝缘的平行金属板。
(2)电容的决定因素:两板间距离d ,两板的正对面积S ,两板间电介质的相对介电常数εr 。
(3)关系式:C =εr S4πkd。
2.常见电容器分类⎩⎪⎨⎪⎧按电介质分:聚苯乙烯电容器、陶瓷电容器、 电解电容器等按电容是否可变分:固定电容器、可变电容器3.电容器的额定电压和击穿电压(1)额定电压:电容器能够长期正常工作时的电压。
(2)击穿电压:电介质被击穿时在电容器两极板上的极限电压,若电压超过这一限度,则电容器就会损坏。
1.自主思考——判一判(1)电容大的电容器带电量一定多。
(×)(2)电容为C 的电容器所带电荷量为Q ,若电荷量增大为2Q ,则电容变为2C 。
(×) (3)电容器所带的电荷量Q 是指电容器的一个极板上所带电荷量的绝对值。
(√) (4)电容器外壳上标的是额定电压。
(√)(5)电解电容器使用时,正、负极不能接反。
8 电容器的电容错误!教学分析电容器是一种常见的电学元件,在电路中应用广泛,学生虽然可能见过电容器实物,但不一定认识,更没有深入考虑过其构造和工作原理.电容概念的建立方法和定义方式,学生以往学习中有过相似的经验,通过类比能够较容易接受。
影响平行板电容器电容大小的因素是全新的内容,在应用时容易出现错误。
利用演示实验可以帮助突破难点。
在进行课程教学时我们需要注意以下几点说明:1.考虑到用比喻可以帮助学生理解电容的概念,教材在讲述电容的概念时,借助水容器作比喻,说明电容是表示电容器容纳电荷本领的物理量。
有条件的学校可以利用传感器来帮学生理解电容器所带电荷量和电压之间的关系。
2.应该使学生明确地知道,电容器所带的电荷量Q是指每个极板所带电荷量的绝对值.3.电场能的概念,只要求学生知道,不要求进一步说明。
4.应该使学生明确地知道:电容器充电后,如果保持电容器的两极板与电源两极相连接,则电容器两极板的电压保持不变;如果切断与电源的连接,则电容器的电荷量保持不变.5.本节的“思考与讨论”,意在使学生把这节的知识与前面学过的知识联系起来,综合加以运用,提高学生综合运用知识的能力。
最好在教师的引导下,让学生独立思考,把问题弄清楚。
这比都由教师讲给学生,效果会更好。
教学目标1.知道电容器的概念,认识常见的电容器,通过实验感知电容器的充、放电现象;2.理解电容的概念及定义方法,掌握电容的定义公式、单位,并学会应用定义式进行简单的计算;3.通过实验了解影响平行板电容器电容大小的因素,了解平行板电容器的电容公式,知道改变平行板电容器电容大小的方法。
教学重点难点1.电容的概念是本节的重点和难点,关键让学生理解电容是用比值定义的物理量,电容这个物理量的物理意义.2.影响平行板电容器电容大小的因素是本节的另一个重点,做好演示实验是突破该难点的好办法。
3.本节的一个次重点是利用前面所学的电学知识解释电容器的充放电问题。
导入新课[事件1]教学任务:引入新课方案1师生活动:教师上课前自己制作一个电容器(在一个有把的大塑料杯内外壁分别贴上铝箔,内外铝箔彼此绝缘).上课前利用感应起电机给这个“特别的容器"充电(不要让学生看到充电过程),上课时让一个学生触摸这个“特别的容器”的内壁或者外壁,学生会被电一下.让学生解释这一现象。
容纳电荷的能力 容纳水的能力
↓ ↓ 确定的电容器C 确定 确定的水容
器S 确定单位电压电容器所带电量 单位深度水容器所带水量(体积V )
↓ ↓ U Q C =
h
V
S =(横截面积) ↓ ↓
即:C 由电容器自身决定 即:S 由水容器自身决定 [问题]那C 由电容器自身的哪些因素决定? 3、平行板电容器
[介绍]静电计:测量电势差。
它的金属球接一导体,金属外壳接另一导体,从指针的偏角可测出两导体间的电势差。
[演示]将平行板电容器的一板A 固定于铁架台上且与一外壳接地的静电计的金属球连接,手持有绝缘柄的板B ,将B 板接地,用电池组给电容器充电后断开电源,将B 靠近A ,静电计指针偏角反映
A 、
B 两板间电势差。
[现象]指针偏角减小。
[引导学生分析]给电容器充电后断开电源,电源不再继续对电容器充电,同时也没有导线将两板相连,电容器也不会放电.即此
时,电容器所带电荷量不变。
Q。
选修3-1第一章1.8 电容器与电容课前预习学案一、预习目标1知道什么是电容器以及常用的电容器2知道公式及其含义,知道平行板电容器的电容与哪些因素有关。
二、预习内容1.两个相距很近的平行金属板中间夹上一层绝缘物质,就组成一个最简单的电容器,叫做___________.实际上,任何两个__________________ 又_______________ 的导体,都可以看成一个电容器.2.电容器______________与电容器______________的比值,叫做电容器的电容.表达式C=______,国际单位制中单位__________,简称____________ ,符号________________.常用较小单位 lμF=________F,l pF=________F.电容是表示电容器____ ____ 的物理量.3.常用电容器从构造上看,可分为________________和________________ 两类.常用的固定电容器有______________和_________________ .三、提出疑惑同学们,通过你的自主学习,你还有哪些疑惑,请把它填在下面的表格中课内探究学案一、教学目标①知道什么是电容器以及常用的电容器。
②理解电容器的电容概念及其定义,并能用来进行有关的计算。
③知道公式及其含义,知道平行板电容器的电容与哪些因素有关。
④会对平行板电容器问题的动态分析。
二、学习过程1、电容器(1)构造: .(2)电容器的充电、放电操作: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。
现象:。
操作: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 .现象:。
提问:电容器在充、放电的过程中的能量转化关系是什么?小结:。
2、电容与水容器类比后得出。
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。
第8节电容器与电容
课前预习学案
一、预习目标
1知道什么是电容器以及常用的电容器
2知道公式及其含义,知道平行板电容器的电容与哪些因素有关。
二、预习内容
1.两个相距很近的平行金属板中间夹上一层绝缘物质,就组成一个最简单的电容器,叫做___________.实际上,任何两个__________________ 又_______________ 的导体,都可以看成一个电容器.
2.电容器______________与电容器______________的比值,叫做电容器的电容.表达式C=______,国际单位制中单位__________,简称____________ ,符号________________.
常用较小单位 lμF=________F,l pF=________F.电容是表示电容器____ ____ 的物理量.
3.常用电容器从构造上看,可分为________________和________________ 两类.常用的固定电容器有______________和_________________ .
三、提出疑惑
同学们,通过你的自主学习,你还有哪些疑惑,请把它填在下面的表格中
疑惑点疑惑内容
课内探究学案
一、教学目标
①知道什么是电容器以及常用的电容器。
②理解电容器的电容概念及其定义,并能用来进行有关的计算。
③知道公式及其含义,知道平行板电容器的电容与哪些因素有关。
④会对平行板电容器问题的动态分析。
二、学习过程
1、电容器
(1)构造: .
(2)电容器的充电、放电
操作: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。
现象:。
操作: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 .
现象:。
提问:电容器在充、放电的过程中的能量转化关系是什么?
小结:。
2、电容
与水容器类比后得出。
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。
(1)定义:。
(2)公式:。
(3)单位:。
(4)电容的物理意义:。
3、平行板电容器的电容
(1)[演示]感应起电机给静电计带电
说明: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.
三、反思总结
1.
2.
3.
结论:。
平行板电容器的决定式:真空介质
四、当堂检测
1.关于电容器的充放电,下列说法中正确的是( )
A.充放电过程中外电路有瞬间电流
B.充放电过程中外电路有恒定电流
C.充电过程中电源提供的电能全部转化为内能
D .放电过程中电容器中的电场能逐渐减小
2.一平行板电容器始终与电池相连,现将一块均匀的电介质板插进电容器恰好充满两
极板间的空间,与未插电介质时相比( ). A .电容器所带的电荷量增大 B .电容器的电容增大
C .两极板间各处电场强度减小
D .两极板间的电势差减小
3.下列关于电容器的说法中,正确的是( ).
A .电容越大的电容器,带电荷量也一定越多
B .电容器不带电时,其电容为零
C .由C =Q /U 可知,C 不变时,只要Q 不断增加,则U 可无限制地增大
D .电容器的电容跟它是否带电无关
课后练习与提高
1.两块水平放置的平行金属板A 和B (A 在上,B 在下),两板间的电压U =200V ,要使一个质量为5g ,带电量为力-5×10-6C 的微粒恰能在两板间的某点静止,g 取10m/s 2,
(1)试确定A 极板的带电性质;
(2)求两极板间的距离。
2.一平行板电容器,板间距离为d ,电容为C ,接在电源电压为U 的电源上,充电完成后撤去电源,求:
(1)充电后电容器的带电量;
(2)充电后两极板间的电场强度;
(3)若再拉开两板,使板间距离增大为2d ,则电容器的电容变为多少?电量变为多少?
电压变为多少?板间电场强度变为多大?
参考答案
课前预习学案
1. 平板电容器、彼此绝缘、相互靠近
2. 带电荷量Q 、两板间电压U 、Q/U 、法拉、法、F 、610-、1210
-、容纳电荷本领
3. 固定电容、可变电容、电解质电容
课内探究学案
二、学习过程
1、(1)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
(2)充电,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.
放电,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.
小结 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
2、(1)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。
(2)U
Q C =
(3)法拉(F )还有微法(μF )和皮法(pF ) 1F=10-6μF=10-12
pF (4)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
三、反思总结
1、保持Q 和d 不变, S 越小,静电计的偏转角度越大, U 越大,电容C 越小;
2、保持Q 和S 不变, d 越大,偏转角度越小,C 越小.
3、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.
结论:平行板电容器的电容C 与介电常数ε成正比,跟正对面积S 成正比,跟极板间的距离d 成反比.
真空 kd S C π4= 介质 kd
S C r πε4= 四、当堂检测
1.AD
2.AB
3.D
课后练习与提高
1.(1)正电 (2)0.02m
2.(1)CU ;(2)d U (3)21C ,CU ,2U ,d
U。