【高校 】--4.4 电容器的充电和放电【教材配套】

4 电容器的充电和放电（理论）公开课教案教学设计一、教学目标：1. 让学生了解电容器的基本概念，掌握电容器的充电和放电过程。

2. 培养学生运用物理学知识解决实际问题的能力。

3. 引导学生通过观察、思考、讨论，培养其科学素养和创新思维。

二、教学内容：1. 电容器的基本概念2. 电容器的充电过程3. 电容器的放电过程4. 充电和放电现象在生活中的应用5. 练习题：分析实际生活中的充电和放电现象三、教学重点与难点：1. 教学重点：电容器的基本概念，充电和放电过程。

2. 教学难点：充电和放电现象在生活中的应用。

四、教学方法：1. 讲授法：讲解电容器的基本概念，充电和放电过程。

2. 案例分析法：分析实际生活中的充电和放电现象。

3. 讨论法：引导学生分组讨论，分享各自的看法和理解。

4. 练习法：布置练习题，巩固所学知识。

五、教学步骤：1. 导入新课：通过展示手机、电脑等设备的充电和放电现象，引发学生对电容器充电和放电的兴趣。

2. 讲解电容器的基本概念：介绍电容器的作用、特点和单位。

3. 讲解电容器的充电过程：分析充电过程中电容器两端电压和电量的变化。

4. 讲解电容器的放电过程：分析放电过程中电容器两端电压和电量的变化。

5. 分析实际生活中的充电和放电现象：引导学生分组讨论，分享各自的看法和理解。

7. 布置练习题：让学生运用所学知识分析实际生活中的充电和放电现象。

8. 课堂小结：回顾本节课所学内容，加深学生对电容器充电和放电的理解。

9. 课后作业：布置相关练习题，巩固所学知识。

六、教学评估：1. 课堂问答：通过提问方式检查学生对电容器基本概念的理解。

2. 小组讨论：观察学生在讨论中的表现，评估他们对充电和放电过程的理解。

3. 练习题解答：收集并批改学生的练习题，评估他们的掌握程度。

4. 课后作业：评估学生作业的完成质量，了解他们对课堂所学知识的掌握情况。

七、教学资源：1. 教材：提供详细的电容器充电和放电理论讲解。

《电容器的充电和放电》教学设计刘国钧职教中心余萍一、教学设计的基本出发点1、注重问题情景的创设，促成学生真正地成为学习的主体。

《电工基础》学习的主要目的不仅仅是学习《电工基础》中知识性的内容，更重要的是让学生学会学习，学会探索，形成良好的学习方法。

意义是不能给予的，只能靠主动发现。

注重问题情景的创设，唤起学习者强烈的好奇心和旺盛的求知欲，真正地成为学习的主体。

2、重视学生参与教学活动，关注学生的情感体验。

本节课所设计的教学活动让学生参与其中，利用学生的生活经验和体验来帮助化解学习中的难点，化抽象为具体，让学生由浅入深，学习起来很轻松，并感觉到触类旁通的学习乐趣。

这样不仅让学生十分清晰地理解电容器的充放电中电压、电流的变化，还将让学生产生浓厚的学习兴趣。

3、注重将理论与实际应用有机结合，从而降低抽象知识的学习的难度，体现应用性。

富有探索性的《电工基础》学习实践活动是发现电学现象背后意义的关键，亦是《电工基础》素养形成的过程。

在教学过程中强调学生的实践，如：操作演示实验、动手检测电容。

这些不仅让学生增强了理论联系实际的能力，还提高了动手操作能力和科学探究能力。

二、教材分析1、教材的地位及作用本节课选自全国中学职业教育国务院规划教材（周绍敏）主编的《电工基础》2001.7 月第一版第四章第三节。

电容器是电路的基本元件之一，在电力系统作为功率因数的补偿元件；在电子电路中作为滤波、耦合、隔直元件；在机械加工中，用来产生电火花加工，因此电容器是一种应用非常广泛的电工元件。

而以上功能主要源于电容器的充、放电特性。

所以这部分知识既具有其独立性，又有其延展性，是后续学习的一个支点。

2、教学目标及确立目标的依据（1）知识目标 :① 能说出何为电容器的充、放电。

② 能分析并判断电容器充、放电过程中的电流、电压的变化规律，能说出电流与电压的关系表达式。

③会进行电容器质量的判别。

（2）能力目标：通过学生对实验的观察和研究，以及亲自动手实验来提高学生的动手能力、科学探究能力、抽象思维能力和理论联系实际的能力。

《探究电容器的充电、放电作用》教学设计一、教学目标1、知识与技能目标（1）学生能够理解电容器充电和放电的基本概念。

（2）掌握电容器充电和放电过程中电荷量、电压和电流的变化规律。

（3）学会使用实验仪器测量电容器充电和放电过程中的相关物理量。

2、过程与方法目标（1）通过实验观察和数据分析，培养学生的观察能力、数据处理能力和逻辑思维能力。

（2）经历探究电容器充电和放电过程的实验，提高学生的实验操作能力和解决实际问题的能力。

3、情感态度与价值观目标（1）激发学生对物理学科的兴趣，培养学生的科学探究精神。

（2）培养学生严谨的科学态度和合作精神，体会物理知识在实际生活中的应用。

二、教学重难点1、教学重点（1）电容器充电和放电的过程及特点。

（2）电容器充电和放电过程中电荷量、电压和电流的变化规律。

2、教学难点（1）对电容器充电和放电过程中电流变化规律的理解。

（2）运用所学知识解释电容器在实际电路中的作用。

三、教学方法1、实验探究法通过实验让学生亲身体验电容器的充电和放电过程，观察物理现象，收集数据，从而得出结论。

2、讲授法讲解电容器充电和放电的基本概念、原理和规律，使学生建立起系统的知识框架。

3、讨论法组织学生讨论实验现象和结果，引导学生思考问题，培养学生的合作交流和思维能力。

四、教学资源1、实验器材电容器、电源、电阻、电流表、电压表、示波器、开关、导线等。

2、多媒体课件用于展示电容器的结构、充电和放电过程的动画、实验数据图表等。

五、教学过程1、导入新课（1）展示生活中常见的电容器图片，如手机电池、电脑主板上的电容器等，引导学生思考电容器在电路中的作用。

（2）提问：“电容器是如何储存电荷和释放电荷的呢？”引发学生的好奇心，从而导入新课。

2、新课讲授（1）电容器的结构和工作原理①结合图片和实物，介绍电容器的基本结构，包括两个极板和中间的绝缘介质。

②讲解电容器的工作原理：当电容器与电源相连时，电源的正极向电容器的正极板充电，电源的负极向电容器的负极板充电，电容器两极板上就会储存等量的异种电荷。

电容器的充放电教案教案标题：电容器的充放电教案一、教学目标：1. 理解电容器的基本概念和特性。

2. 掌握电容器的充电和放电过程。

3. 能够应用电容器的充放电原理解决相关问题。

二、教学内容：1. 电容器的基本概念和特性a. 电容器的定义和符号表示b. 电容的单位及其与电容器的关系c. 电容器的结构和工作原理2. 电容器的充电过程a. 充电电路的组成及示意图b. 充电过程中电容器内电荷的变化c. 充电曲线的特点和分析3. 电容器的放电过程a. 放电电路的组成及示意图b. 放电过程中电容器内电荷的变化c. 放电曲线的特点和分析4. 应用案例分析a. 利用电容器充放电原理解决电路问题b. 探究电容器在电子设备中的应用1. 导入（5分钟）通过展示一个充电手机的场景，引出电容器的概念和作用，并与学生进行互动讨论。

2. 知识讲解（15分钟）详细介绍电容器的基本概念、特性和工作原理，引导学生理解电容器的结构和充放电过程。

3. 实验演示（20分钟）进行一个简单的电容器充放电实验演示，让学生亲自操作和观察电容器的充放电过程，并记录实验数据。

4. 案例分析（15分钟）提供一些充放电相关的案例问题，让学生运用所学知识解决问题，并进行讨论和答疑。

5. 拓展应用（10分钟）引导学生思考电容器在电子设备中的应用，并展示一些实际应用案例，如电子闪光灯、电子滤波器等。

6. 总结与评价（5分钟）对本节课所学内容进行总结，并针对学生的学习情况进行评价。

四、教学资源：1. 多媒体投影仪和电脑2. 实验用电容器、电源、电阻、导线等3. 案例问题和讨论材料1. 实验报告：要求学生根据实验演示记录实验过程、数据和观察结果，并进行分析和总结。

2. 案例问题解答：通过学生对案例问题的解答和讨论，评估学生对电容器充放电原理的理解和应用能力。

六、教学延伸：1. 鼓励学生自主探究更多电容器的应用和相关实验。

2. 提供更多深入的电容器知识和充放电原理的拓展学习资源。

《电容器的充电和放电》教学设计［作者：魏海来源：安徽省宿州市第二职业高级中学时间：2012-1-3[字体:]0 21:13:39 阅读：339次］一、教学简析1、教材的地位及作用本课内容是电容器的充电和放电，选自《电工基础》第四章第三节，教学需时1课时。

电容器是一种应用非常广泛的电子元器件，在电力系统作为功率因数的补偿元件；在电子电路中作为滤波、耦合、去耦、隔直、移相、储能元件等。

比如电风扇用的电容启动式单相异步电动机，即是利用电容的移相作用。

以上功能主要源于电容器的充、放电特性。

这部分知识既具有其独立性，又有其延展性，是后续学习的一个支点。

2、学情分析学生在学习本节内容之前，学习了直流电路的一些知识，但没有接触过动态电路。

电容器的概念也是刚刚学习，了解不深。

电容器的充电和放电过程短，现象不好观察，规律不好理解。

二、教学设计的指导思想1、注重问题情景的创设，唤起学生强烈的好奇心和旺盛的求知欲，促成学生真正地成为学习的主体。

学习的主要目的不仅仅是学习知识性的内容，更重要的是让学生学会学习，学会探索，掌握良好的学习方法。

2、重视学生参与教学活动，关注学生的情感体验。

在日常教学中注意利用生活情景类比方法，利用学生的生活经验和体验来帮助化解学习中的难点，化抽象为具体，让学生由浅入深，学习起来很轻松，并感觉到触类旁通的学习乐趣。

这样不仅能让学生十分清晰地理解电容器的充放电过程中电压、电流的变化，还会使学生产生浓厚的学习兴趣和对生活的感悟。

3、注重将理论与实际应用有机结合，从而降低抽象知识的学习的难度，体现应用性。

富有探索性的《电工基础》学习实践活动是发现电学现象背后意义的关键，亦是《电工基础》素养形成的过程。

在教学过程中强调学生的实践，如：参与设计实验、观察实验现象、归纳实验结论等。

这些不仅让学生增强了理论联系实际的能力，还提高了科学探究能力。

三、教学策略电容器的充放电的时间很短，或电流极小，用实际的电路演示电容器的充放电，现象不明显，不易充放电规律，效果不好。

《探究电容器的充电、放电作用》说课稿尊敬的各位评委老师：大家好！今天我说课的题目是《探究电容器的充电、放电作用》。

下面我将从教材分析、学情分析、教学目标、教学重难点、教法与学法、教学过程以及教学反思这几个方面来展开我的说课。

一、教材分析“电容器的充电、放电作用”是高中物理电学部分的重要内容，它既是对电场知识的深化和拓展，又为后续学习电磁感应等知识奠定基础。

本节课在教材中的地位十分重要，通过对电容器充电、放电过程的研究，学生能够深入理解电场能与电能的转化，掌握电路中电流、电压的变化规律，培养学生的逻辑思维能力和实验探究能力。

教材首先介绍了电容器的基本结构和概念，然后通过实验探究了电容器的充电、放电过程，最后对充电、放电过程中的物理量变化进行了分析和总结。

二、学情分析学生在之前的学习中已经掌握了电场、电流、电压等基本概念和规律，具备了一定的电路分析能力和实验操作技能。

但是，对于电容器这一较为抽象的电学元件，学生的理解可能存在困难，特别是对电容器充电、放电过程中能量的转化和物理量的变化规律较难把握。

此外，学生在实验探究方面还需要进一步提高观察能力、分析问题和解决问题的能力。

三、教学目标1、知识与技能目标（1）了解电容器的结构和功能，知道常见电容器的种类。

（2）理解电容器的充电、放电过程，掌握充电、放电过程中电流、电压的变化规律。

（3）会运用相关知识分析和解决实际问题。

2、过程与方法目标（1）通过实验观察和分析，培养学生的观察能力和逻辑思维能力。

（2）经历探究电容器充电、放电过程的实验，提高学生的实验操作能力和数据处理能力。

3、情感态度与价值观目标（1）激发学生对物理学科的兴趣，培养学生的探索精神和创新意识。

（2）培养学生严谨的科学态度和实事求是的科学作风。

四、教学重难点1、教学重点（1）电容器的充电、放电过程及电流、电压的变化规律。

（2）电容器储存电场能的概念。

2、教学难点（1）对电容器充电、放电过程中能量转化的理解。

静电场观察电容器的充、放电现象观察电容器的充、放电现象是课标新增实验，在高考中已经出现了对该实验的考查，如2023年新课标卷T22、山东卷T14、福建卷T13.本实验可以形象地将电容器充、放电过程中电流随时间变化的规律呈现出来，更重要的是处理数据时由“i－t”图像求电容器充、放电的电荷量所用的方法，这对学生领会“微元”“化归”等思想方法有着积极意义.预计2025年高考中仍会出现该实验的考查.1.实验目的（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）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.实验原理如图，在充电开始时电流比较[1]大（填“大”或“小”），以后电容器的充电过程随着极板上电荷的增多，电流逐渐[2]减小（填“增大”或“减小”），当电容器两极板间电压等于电源电压时电荷停止定向移动，电流I＝0.电容器的放电过程如图，放电开始电流较[3]大（填“大”或“小”），随着两极板上的电荷量逐渐减小，电路中的电流逐渐[4]减小（填“增大”或“减小”），两极板间的电压也逐渐减小到零.3.实验器材直流电源、导线、单刀双掷开关、电容器、定值电阻、电流表（电流传感器）、电压表（电压传感器）.4.实验步骤（1）按图连接好电路.（2）把单刀双掷开关S打在上面，使触点1和触点2连通，观察电容器的充电现象，并将结果记录在表格中.（3）将单刀双掷开关S打在下面，使触点3和触点2连通，观察电容器的放电现象，并将结果记录在表格中.（4）记录好实验结果，关闭电源.5.数据处理在I－t图中画出如图所示的竖立的狭长矩形（Δt很小），它的面积的物理意义是在Δt时间内通过电流表的电荷量.6.注意事项（1）电流表要选用小量程的灵敏电流计.（2）要选择大容量的电容器.（3）在做放电实验时，电路中要串联一个电阻，避免烧坏电流表.（4）实验要在干燥的环境中进行.命题点1教材基础实验1.在“用传感器观察电容器的充、放电过程”实验中，按图（a）所示连接电路.电源电动势为8.0V，内阻可以忽略.单刀双掷开关S先跟2相接，某时刻开关改接1，一段时间后，把开关再改接2.实验中使用电流传感器来采集电流随时间的变化信息，并将结果输入计算机.（1）为观察电容器C充电时的现象，应将单刀双掷开关S接1（填“1”或“2”）.（2）在充电过程中，测绘的充电电流i随时间t变化的图像可能正确的是A.（3）用图（a）所示电路来观察电容器C的放电现象：使用电流传感器测量放电过程中电路的电流，并将结果输入计算机，得到了图（b）所示的电流i与时间t的关系图像.①通过i－t图像可以发现：电容器放电时，电路中的电流减小得越来越慢（填“快”或“慢”）.②已知图（b）中图线与坐标轴所围成图形的面积表示电容器放电过程中所释放的电荷量，根据图像可估计电容器放电前所带电荷量Q约为 3.2×10－3C，电容器的电容C约为4.0×10－4 F.（结果均保留2位有效数字）（4）关于电容器在整个充、放电过程中的q－t图像和U AB－t图像的大致形状，可能正确的有AD（q为电容器极板所带的电荷量，U AB为A、B两板的电势差）.（5）图（c）中实线是实验得到的放电时的i－t图像，如果不改变电路的其他参数，只减小电阻R的阻值，则得到的i－t图线可能是图（c）中的②（填“①”“②”或“③”）.（6）改变电源电动势，重复多次上述实验，得到电容器在不同电压U下充满电时所带的电荷量Q，并作出Q－U图像，则图像应是B.解析（1）充电时必须将电容器接电源，故将单刀双掷开关拨向1.（2）电容器充电时，随着电荷量的增加，电容器两极板间电压升高，电阻R两端分得的电压减小，电路中电流逐渐减小，电容器两极板间电压增大到等于电源电压之后，电流减小为零，A正确.（3）①从图（b）中可以看出放电时电流减小得越来越慢（斜率的绝对值表示电流的变化快慢）；②可数出图线与坐标轴所围成图形有40小格（格数为38～42都正确），所以电容器放电前所带电荷量约为Q＝40×15×25×10－3C＝3.2×10－3C，根据电容的定义可得C＝＝4.0×10－4F.（4）电容器在充电过程中，电流由最大逐渐减小，放电过程电流也是由最大逐渐减小，最后变为0，根据Δq＝IΔt可知，q－t图像的斜率表示电流的大小，A正确，B错误；电容器两极板间的电压变化量ΔU AB＝Δ＝Δt，U AB－t图像的斜率表示，在充电和放电过程中电容器的电容不变，根据充电和放电过程中电流的特点可知，C错误，D正确.（5）若只减小电阻R的阻值，则开始时刻的电流将增大，i－t图像的纵截距增大，由于总的电荷量一定，则图像与坐标轴围成的面积相同，故曲线②符合要求.（6）对一个特定的电容器，由Q＝CU可知其带电荷量与电压成正比，B正确.命题点2创新设计实验2.[2023山东]电容储能已经在电动汽车，风、光发电，脉冲电源等方面得到广泛应用.某同学设计图甲所示电路，探究不同电压下电容器的充、放电过程，器材如下：电容器C（额定电压10V，电容标识不清）；电源E（电动势12V，内阻不计）；电阻箱R1（阻值0～99999.9Ω）；滑动变阻器R2（最大阻值20Ω，额定电流2A）；电压表V（量程15V，内阻很大）；发光二极管D1、D2，开关S1、S2，电流传感器，计算机，导线若干.图乙图丙回答以下问题：（1）按照图甲连接电路，闭合开关S1，若要升高电容器充电电压，滑动变阻器滑片应向b端滑动（填“a”或“b”）.（2）调节滑动变阻器滑片位置，电压表表盘如图乙所示，示数为 6.5V（保留1位小数）.（3）继续调节滑动变阻器滑片位置，电压表示数为8.0V时，开关S2掷向1，得到电容器充电过程的I－t图像，如图丙所示.借鉴“用油膜法估测油酸分子的大小”实验中估算油膜面积的方法，根据图像可估算出充电结束后，电容器存储的电荷量为 3.8×10－3C（结果保留2位有效数字）.（4）本电路中所使用电容器的电容约为 4.8×10－4F（结果保留2位有效数字）.（5）电容器充电后，将开关S2掷向2，发光二极管D1（填“D1”或“D2”）闪光.解析（1）滑动变阻器采用分压式接法，根据电路图可知，滑片向b端滑动时，充电电压升高.（2）电压表的量程为15V，每个小格表示0.5V，即电压表的分度值为0.5V，即在本位估读，读得示数为6.5V.（3）I－t图像与坐标轴所围的面积等于电容器存储的电荷量，按照多于半格算1格，少于半格可忽略的计数原则，可数得共38个小格，故电容器存储的电荷量为Q＝38×15×24×10－3C＝3.8×10－3C.（4）由电容的定义式可得C＝＝3.8×10－38.0F＝4.75×10－4F，结果保留2位有效数字得C＝4.8×10－4F.（5）电容器左侧极板为正极板，开关S2掷向2时电容器放电，电流从电容器左侧流出，结合二极管的单向导电性，易知D1导通并闪光，D2截止不亮.1.[2022北京]利用如图所示电路观察电容器的充、放电现象，其中E为电源，R为定值电阻，C为电容器，为电流表，为电压表.下列说法正确的是（B）A.充电过程中，电流表的示数逐渐增大后趋于稳定B.充电过程中，电压表的示数迅速增大后趋于稳定C.放电过程中，电流表的示数均匀减小至零D.放电过程中，电压表的示数均匀减小至零解析电容器充电电容器放电2.电流传感器可以捕捉到瞬间的电流变化，它与计算机相连，可以显示出电流随时间变化的I－t图像.按图甲所示连接电路.直流电源电动势为9V，内阻可忽略，电容器选用电容较大的电解电容器.先使开关S与1端相连，电源向电容器充电；然后把开关S掷向2端，电容器通过电阻R放电，传感器将电流信息传入计算机.屏幕上显示出电流随时间变化的I－t 图像如图乙所示.（1）在图乙所示的I－t图像中用阴影标记面积的物理意义是通电0.2s电容器增加的电荷量（或流过电阻R的电荷量）.（2）根据I－t图像估算当电容器开始放电时所带的电荷量q0＝ 1.8×10－3C（1.7×10－3C 也正确），并计算电容器的电容C＝ 2.0×10－4F（1.9×10－4F也正确）.（均保留2位有效数字）（3）如果不改变电路其他参数，只减小电阻R，充电时I－t曲线与横轴所围成的面积将不变（选填“增大”“不变”或“变小”）；充电时间将变短（选填“变长”“不变”或“变短”），简要说明原因：充电电流增大.解析（1）题图乙中1～3.4s的I－t图线是充电电流随时间变化的规律图线，又I－t图线与t轴所围成的面积表示电荷量，则题图乙中阴影面积的物理意义是通电0.2s电容器增加（或流过电阻R）的电荷量.（2）电容器在全部放电过程中释放的电荷量在数值上等于放电过程I－t图线与横轴所围成的面积；首先以坐标纸上的一个小正方形作为一个面积计量单位，数出图线与横轴所围的图形中有多少个完整的小正方形，对于超过该格一半面积的计为一个，不足一半的舍去不计，这样即可以得到包含的小正方形的个数为44个（43～45个都正确）；其次确定每个小方格所对应的电荷量，纵坐标的每个小格为0.2mA，横坐标的每个小格为0.2s，则每个小格所代表的电荷量为q＝0.2×10－3×0.2C＝4.0×10－5C，则电容器开始放电时所带的电荷量q0＝nq＝44×4.0×10－5C＝1.8×10－3C；电容器的电容C＝0＝1.8×10－39F≈2.0×10－4F.（3）如果不改变电路其他参数，只减小电阻R，将开关掷向1，充电完毕时电容器两端的电压不变，由于电容器的电容不变，根据Q＝CU可知充入电容器的电荷量不变，即充电时I－t曲线与横轴所围成的面积将不变.将开关掷向1，电容器开始时所带电荷量为0，可知电容器两端的电压U C＝0，则电阻R两端的电压U R＝E，此时通过R的电流即电容器开始充电时的电流，即I max＝；只减小电阻R，则I max增大，而充电时I－t图线与横轴所围成的面积将不变，所以充电时间将变短.3.某同学通过实验观察电容器的放电现象，采用的实验电路如图甲所示，已知所用电解电容器的长引线是其正极，短引线是其负极.（1）按图甲连接好实验电路，开关S应先接到1，再接到2（均选填“1”或“2”），观察电容器的放电现象.（2）根据图甲电路，请在图乙中用笔画线代替导线，完成实物电路的连接.（3）电容器开始放电的同时开始计时，每隔5s读一次电流表的值i，记录数据如下表.时间t/s0510152025电流i/μA500392270209158101时间t/s303540455055电流i/μA7549302393请根据表中的数据，在图丙中作出电流i随时间t变化的图线.答案（2）如图1所示（3）如图2所示图1图2解析（1）连接好电路图，开关S应先接到1对电容器进行充电，再接到2使电容器放电，观察电容器的放电现象.（2）根据题图甲所示电路图连接实物电路图，注意电容器正极接电流表正接线柱，实物电路图如图1所示.（3）根据表中实验数据在题图丙中描出对应点，然后画一条平滑曲线，让尽可能多的点过曲线，不能过曲线的点大致均匀分布在曲线两侧，作出图像如图2所示.4.在“用传感器观察电容器的充电”实验中，电路图如图甲所示.一位同学使用的电源电压为8.0V，测得充满电的电容器放电的I－t图像如图乙所示.（1）I－t图线与两坐标轴围成的面积表示的物理意义是放电过程中放出的总的电荷量；若按“数格子”（等于或多于半格算一格，小于半格舍去）法计算，则电容器在全部放电过程中释放的电荷量约为 2.4×10－3C（结果保留2位有效数字）.（2）根据以上数据估算电容器的电容为 3.0×10－4F（结果保留2位有效数字）.（3）如果将电阻R换成一个阻值更大的电阻，则放电过程释放的电荷量不变（填“变多”“不变”或“变少”）.解析（1）电容器的放电图像是一条逐渐下降的曲线，而q＝It，由微元法可知，I－t图线与坐标轴围成的面积表示放电过程中放出的总的电荷量.图线下约有30格，所以电容器在全部放电过程中释放的电荷量约为Q＝30×0.0002×0.4C＝2.4×10－3C.（2）电容器充满电后所带的电荷量Q＝2.4×10－3C，而所加电压U＝8.0V，所以电容器的电容C＝＝2.4×10－38.0F＝3.0×10－4F.（3）由于电容器充满电后所带的电荷量一定，所有电荷量将通过电阻释放，若将电阻R换成一个阻值更大的电阻，对应的I－t图像更加平缓些，但释放电荷的总量不变.5.如图甲所示是利用电流传感器系统研究电容器充电情况的电路图.将电容器C1接入电路检查无误后进行了如下操作：图甲图乙①将S拨至1，并接通足够长的时间；②将S拨至2；③观察并保存计算机屏幕上的I－t图，得到图线Ⅰ（图乙Ⅰ）；④换上电容器C2重复前面的操作，得到图线Ⅱ（图乙Ⅱ）.（1）操作①的作用是使电容器不带电.（2）两个电容器相比较，C1的电容较大（填“较大”“较小”或“与C2的电容相等”）.（3）由I－t图线可以分析出，两个电容器都充电2s时，C1的电压小于（填“大于”“小于”或“等于”）C2的电压.解析（1）由题图甲可知，将S拨至1，电容器与电阻R串联，所以电容器放电，最终电容器不带电.（2）由题图乙结合图像的含义可知，曲线与坐标轴所围图形的“面积”的大小即电荷量，则充电完毕时，Q1＞Q2，两电容器两端电压相等，由C＝可知C1较大.（3）由I－t图线可以分析出，两个电容器都充电2s时，I1＞I2，由U＝IR可知，R两端电压U R1＞U R2，由串联电路分压可得1＜2.6.[2023新课标]在“观察电容器的充、放电现象”实验中，所用器材如下：电池、电容器、电阻箱、定值电阻、小灯泡、多用电表、电流表、秒表、单刀双掷开关以及导线若干.（1）用多用电表的电压挡检测电池的电压.检测时，红表笔应该与电池的正极（填“正极”或“负极”）接触.（2）某同学设计的实验电路如图（a）所示.先将电阻箱的阻值调为R1，将单刀双掷开关S 与“1”端相接，记录电流随时间的变化.电容器充电完成后，开关S再与“2”端相接，相接后小灯泡亮度变化情况可能是C.（填正确答案标号）A.迅速变亮，然后亮度趋于稳定B.亮度逐渐增大，然后趋于稳定C.迅速变亮，然后亮度逐渐减小至熄灭（3）将电阻箱的阻值调为R2（R2＞R1），再次将开关S与“1”端相接，再次记录电流随时间的变化情况.两次得到的电流I随时间t变化如图（b）中曲线所示，其中实线是电阻箱阻值为R2（填“R1”或“R2”）时的结果，曲线与坐标轴所围面积等于该次充电完成后电容器上的电荷量（填“电压”或“电荷量”）.解析（1）在使用多用电表时，应保证电流从红表笔流入，从黑表笔流出，即“红进黑出”，因此红表笔应该与电池的正极接触.（2）S与“1”端接时，小灯泡不发光，电容器充电；S与“2”端接时，电容器放电，且放电速度逐渐变小，直至为0，故C对，AB错.（3）实线中电流的峰值较小，说明电路中的电阻较大，对应电阻箱阻值为R2；根据电流的定义式I＝可知q＝It，则I－t图线与坐标轴围成的面积为电荷量.。

4 电容器【课题名称】4.4 电容器的充电和放电【课时安排】1课时（45分钟）【教学目标】1．会通过仪器仪表观察电容器充、放电过程中电压和电流的变化规律。

2．理解电容器充、放电电路的工作过程。

3．会用万用表的电阻档判别电容器质量的好坏。

【教学重点】重点：电容器充、放电的过程的观察与分析【教学难点】难点：仪器仪表的正确观察【关键点】电容器充、放电过程的理解【教学方法】直观演示法、讲授法、谈话法、理论联系实际法、多媒体演示法【教具资源】多媒体课件、大容量的电容器、拨动开关、小灯泡、直流电源、电流表、电压表或万用表【教学过程】一、导入新课教师可在黑板或者利用多媒体课件展示如图4.4所示的电容器充、放电实验电路，然后通过实验或多媒体演示开关S拨到1和2位置时的白炽灯的变化情况，从而引出本节课的学习内容——电容器的充电和放电。

图4.4电容器充放电实验电路二、讲授新课教学环节1：电容器的充电功能教师活动：教师可通过实验或多媒体演示电容器的充电过程，引导学生仔细观察小灯泡、电压表、电流表的变化情况。

然后继续引导学生从感性认识转到理性认识。

学生活动：学生可在教师的引导下仔细观察小灯泡、电压表、电流表的变化情况。

然后通过感性的认识，逐渐过渡到理性分析。

知识点：1．充电：使电容器带电（储存电荷和电能）的过程。

2．电容器充电过程中，电路中的电流从最大逐渐变成零，电容器两端的电压从零慢慢增大，最后等于电源电压。

3．储能元件：电阻是一种“耗能元件”，电容器是一种“储能元件”。

注意：充完电的电容器相当于一个电源，因此直流电不能通过电容器，我们说电容器具有隔断直流电的作用，即通常所说的“隔直”作用。

小提示：电容器充电是一个过程，需要一定的时间，这个时间我们称之为“延时”，在生活实际中有广泛的应用，如楼梯的延时灯、延时门铃等。

教学环节2：电容器的放电功能教师活动：教师可通过实验或多媒体演示电容器的放电过程，引导学生仔细观察小灯泡、电压表、电流表的变化情况。

江苏省XY中等专业学校2021-2022-2教案编号：备课组别电子上课日期主备教师授课教师课题：4－3电容器的充电和放电4－4电容器中的电场能量教学目标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。

重点电容器充、放电过程中，电路中的电流和电容器两端电压的变化规律。

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。

教法理实一体化教学设备教学平台、虚拟实验室、实验室教学环节教学活动内容及组织过程个案补充教学内容课前复习1．串联电容器的总电容、并联电容器的总电容的计算公式。

2．何种情况下需要把电容器串联起来？何种情况下需要把电容器并联起来？3．P64习题1．是非题（3）～（8）。

2．选择题（4）～（7）第三节电容器的充电和放电一、电容器的充电开关S合向1，电容器充电。

1．现象：教学内容3．结论：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 =tq∆∆= CtuC∆∆三、电容器的质量判别1．用R ⨯ 100或R ⨯ 1k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，说明电容器的质量很好。

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短路；如果指针根本不偏转，则说明电容器内部可能断路，或电容量很小。

第四节电容器中的电场能量1．充电时，q↑→U c↑电压与电荷量成正比：q = C u C2．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能量。

Wc =21q U C = 21C 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） 3．结论：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。

《电容器的充放电与储能》说课稿尊敬的各位评委老师：大家好！今天我说课的题目是“电容器的充放电与储能”。

下面我将从教材分析、学情分析、教学目标、教学重难点、教法与学法、教学过程以及教学反思这几个方面来展开我的说课。

一、教材分析本节课内容选自_____教材的第_____章第_____节。

在电学领域中，电容器是一个重要的基本元件，其充放电和储能的特性在电路分析、电子技术等方面都有着广泛的应用。

通过对电容器充放电与储能的学习，不仅可以深化学生对电学基本概念的理解，如电流、电压、电荷量等，还能为后续学习电磁学、电工学等相关知识奠定基础。

同时，这部分内容与实际生活和生产紧密相连，有助于培养学生将理论知识应用于实践的能力。

二、学情分析授课对象为_____年级的学生，他们已经具备了一定的电学基础知识，如电路的基本组成、欧姆定律等。

但对于电容器这一较为抽象的概念，学生在理解上可能会存在一定的困难。

这个阶段的学生思维活跃，好奇心强，喜欢通过实验和探究来获取知识。

然而，他们的抽象思维能力和逻辑推理能力还有待进一步提高。

三、教学目标基于对教材和学情的分析，我制定了以下教学目标：1、知识与技能目标（1）学生能够理解电容器的充电和放电过程，掌握其规律。

（2）学生能够理解电容器储能的原理，学会计算电容器储存的能量。

2、过程与方法目标（1）通过实验观察和分析，培养学生的观察能力和分析问题的能力。

（2）通过理论推导和计算，培养学生的逻辑推理能力和数学应用能力。

3、情感态度与价值观目标（1）激发学生对电学的兴趣，培养学生的探索精神。

（2）让学生体会物理学与生活的紧密联系，增强学生将知识应用于实际的意识。

四、教学重难点1、教学重点（1）电容器的充电和放电过程及其特点。

（2）电容器储能的计算方法。

2、教学难点（1）对电容器充放电过程中电流、电压和电荷量变化的理解。

（2）理解电容器储能的本质。

五、教法与学法1、教法为了突出重点，突破难点，我将采用以下教学方法：（1）实验演示法：通过直观的实验现象，帮助学生理解抽象的概念。

《探究电容器的充电、放电作用》学历案一、学习目标1、理解电容器充电和放电的过程及本质。

2、掌握电容器充电和放电过程中电荷量、电压和电流的变化规律。

3、能够运用所学知识分析和解决与电容器充电、放电相关的实际问题。

二、学习重难点1、重点（1）电容器充电和放电的过程及特点。

（2）电容器充电和放电过程中电流、电压和电荷量的变化规律。

2、难点（1）对电容器充电和放电过程中电场能与电能相互转化的理解。

（2）运用相关知识解决实际问题。

三、知识回顾1、电荷的定向移动形成电流，电流的大小等于单位时间内通过导体横截面的电荷量，即\（I ＝＼frac{Q}｛t}＼）。

2、电压是使电路中形成电流的原因，电源的作用是提供电压。

四、引入新课在我们的日常生活中，有很多电子设备都用到了电容器，比如手机、电脑、照相机等等。

那么电容器到底是如何工作的呢？这就涉及到电容器的充电和放电作用。

五、新课讲授（一）电容器的结构和工作原理电容器是由两个彼此绝缘又相互靠近的导体组成，这两个导体称为电容器的两极。

常见的电容器有平行板电容器、纸质电容器、电解电容器等。

当电容器的两极板分别接到电源的正负极时，电源的正极会将正电荷转移到电容器的一个极板上，电源的负极会将负电荷转移到电容器的另一个极板上，这个过程就叫做电容器的充电。

相反，当电容器的两极板用导线连接起来时，电容器两极板上的电荷会在电场力的作用下通过导线中和，这个过程就叫做电容器的放电。

（二）电容器的充电过程1、现象在充电过程中，可以观察到与电源正极相连的极板带正电，与电源负极相连的极板带负电。

同时，充电电流逐渐减小，直至为零。

2、电荷量的变化随着充电的进行，电容器两极板上的电荷量逐渐增加，直到电容器两极板间的电压等于电源电压时，充电结束，电荷量达到最大值。

3、电压的变化电容器两极板间的电压逐渐增大，直到等于电源电压。

4、电流的变化充电电流从最大值逐渐减小，直至为零。

5、能量转化在充电过程中，电源的电能转化为电容器的电场能。

高中物理【实验：观察电容器的充、放电现象】教学资源一、实验目的1．通过观察，了解电容器在充电和放电的过程中，两极板间电压和电路中电流的变化。

2．判断电容器在充电和放电的过程中，两极板储存电荷量的变化。

二、实验原理1．电容器的充电过程如图所示，当开关S接1时，电容器接通电源，在静电力的作用下自由电子从正极板经过电源向负极板移动，正极板因失去电子而带正电，负极板因获得电子而带负电。

正、负极板带等量的正、负电荷。

电荷在移动的过程中形成电流。

在充电开始时电流比较大，以后随着极板上电荷的增多，电流逐渐减小，当电容器两极板间电压等于电源电压时电荷停止移动，电流I＝0。

2．电容器的放电过程如图所示，当开关S接2时，将电容器的两极板直接用导线连接起来，电容器正、负极板上电荷发生中和。

在电子移动过程中，形成电流，放电开始电流较大，随着两极板上的电荷量逐渐减小，电路中的电流逐渐减小，两极板间的电压也逐渐减小到零。

三、实验器材6 V的直流电源、单刀双掷开关、平行板电容器、电流表、电压表、定值电阻、导线。

四、实验步骤1．按图连接好电路。

2．把单刀双掷开关S接1，观察电容器的充电现象，并将结果记录在表格中。

3．将单刀双掷开关S接2，观察电容器的放电现象，并将结果记录在表格中。

4．记录好实验结果，关闭电源。

实验记录和分析：实验项目实验现象电容器充电电流表电流表的读数由大到小最后为零电压表电压表的读数由小到大最后为6 V电容器放电电流表电流表的读数由大到小最后为零电压表电压表的读数由大到小最后为零五、注意事项1．电流表要选用小量程的灵敏电流计。

2．要选择大容量的电容器。

3．实验要在干燥的环境中进行。

4．在做放电实验时，在电路中串联一个电阻，以免烧坏电流表。

授课提示：对应学生用书第51页对电容器及其充、放电的认识如图所示实验中，关于平行板电容器的充、放电，下列说法正确的是()A．开关接1时，平行板电容器充电，且上极板带正电B．开关接1时，平行板电容器充电，且上极板带负电C．开关接2时，平行板电容器充电，且上极板带正电D．开关接2时，平行板电容器充电，且上极板带负电[解析]开关接1时，平行板电容器充电，上极板与电源正极相连而带正电，A正确，B错误；开关接2时，平行板电容器放电，放电结束后上、下极板均不带电，C、D错误。