高中物理《电容器的电容》教案 教科版选修3-1
- 格式：doc
- 大小：124.00 KB
- 文档页数：6
电容器和电容
课题名称 电容器和电容 课
型 讲授课 课时安排 2 授课教师
内容分析 教材首先讲解了电容的功用，通过介绍电容器的构造及使用，使学生认识电容器有储存电荷的本领，同时介绍了电容的概念、定义式，再讲解电容器的电容与哪些因素有关．整个这一节的内容，是后面学习LC振荡电路的必备知识，是学习交变电路和电子线路的基础，关于电容器的充放电现象和电容概念，是高中物理教学的重点和难点之一，又比较抽象，因此再教学中，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。
学情简析 在学生学习本节内容时，我们通过实验演示将抽象的知识直观化、形象化，对于设计的实验：可以让学生观察纸制电容器的构造，用充电的电容器短路放电产生电火花使学生感受到电容器储存电荷的本领，显示充放电过程，并用实验演示电容器的电量和电压的关系．另外，可以借助媒体动画、视频将过程再现，这样，有益于学生对知识的理解和接受．
教学目标 知识目标 1、知道什么是电容器及常见的电容器；
2、理解电容器电容的概念及定义式，并会应用定义式进行简单的计算．
3、结合匀强电场有关知识，研究平行板电容器极板间电场及电场源关系．
能力目标 通过学生对实验的观察和研究，培养学生的科学探究能力和抽象思维能力；
德育目标 注意培养学生对科学的探究精神
重点、难点 教学重点：电容器容量概念 教学难点：电容器的电容的决定因素
策略、方法 1. 利用复习基础知识的方法由易到难、循序渐进引入知识点。
2. 以实验、归纳总结为主、配以多媒体帮助学生分析，举例为辅、练习提高、作业巩固。
3.
课前准备 课前预习 1. 预习本节内容。
教学媒体 觉常见电容器
教 与 学 活 动 过 程
批注 教学程序与过程 师生活动
引入新课
进行新课
板书课题
演示实验（自制教具）
板书
八、电容器和电容
一、电容器
1．电容器的结构
两块导体靠得很近又彼此绝缘的装置，具有储存电荷的功能．这种装置我们称为电容器，既“储存电荷的容器”，实际上，任何彼此绝缘又相隔很近的导体，都可以看成是一个电容器，容器的作用是贮藏电量和能量，而两个导体称为电容的两极，如图所示。
电容器的结构．
电容器中的两个极板非常靠近，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．电容器的工作过程---充电和放电
（1）充电（储存电量和能量---电场能）
将电容器的两极与电源相连，电源将使电容器的两端带上等量异种的电荷，这叫电容器的充电，电容器充电时，有短暂的电流，叫充电电流。充电过程中，充电电流逐渐减小，电容器将从电源获得的能量通过电场储存在电容器中，储存能量称为电场能。
电容器充电过程上，随着充电电流的逐渐减小，电场能却逐渐增大。
（2）放电（电场能转化为其它形式的能）
电容器的两极通过用电器用导线连接后，电路中也有短暂的电流，叫做放电电流，由于放电电流，电容器刺两极上的电荷被中和，电荷逐渐减少，这两个过程叫做电容器放电过程。放电中，放电电流也逐渐减小，原来储存的电场能逐渐减小。
电容器放电时，将电场能转化为其它形式的能。
二、电容器的电容
1．电容器容纳电荷本领
演示：将“25V 4700μF”的电容器与电源（16V）相连，充电后将电容器的两极板短路，产生放电火花并发出声响。
说明电容器能够储存电荷和能量。
同一电容器储存的电荷量是不是无限的呢，储存的电荷量又与什么有关呢？
谈话引入
教师出示容器实物，学生观察
教师演示容器的充电与放电
实验
教师举例讲解
两极板
引脚
＋＋＋＋
－－―― 放电(电场能转化为其它形式的能） ＋＋＋＋
－－―― 充电（储存电量和能量） 电场能
板书
板书
板书
分析：两极板积累异号电荷越多，其中带正电荷一极电势越高，带负电荷一极电势越低，从而电势差越大。因而电容器两极间的电势差越大，储存的电荷就应该越多。
理论上，电容器可以充入的电量 Q并不是无限的，随着电势差的变化，电量 Q也随之增大，对同一个电容器， QU是一个与电量、电势差无关的常量，对同一个电容器QU一定，即Q2Q3UU2U3Q＝＝＝……，对不同的电容器，电势差增加1伏所需要增加的电量是不同的，也就是 QU是不同的常数，因此，我们认为 QU能够反映电容器容纳电荷的能力，物理上QU定义电容器的电容量——电容。
2．电容器的电容量---电容
（1）定义：电容器一个极板上所带的电荷量Q与两极间的电势差U的比值 QU叫电容器的电容量，简称电容，常称为容量。公式：QCU, Q是某一极板所带电量的绝对值。
（2）单位：法拉（F）
1F的意义：如果电容器一一个极板上带的电荷量为1C，两极板间的电压为1V，则这个电容器的电容为1F。
法拉太大常用单位有微法（ F），皮法（pF）
三、平行板电容器的电容
电容器的电容量虽然由QCU求得，但对于一个给定的电容器，电容器的容量与Q和U都无关，其容量大小由电容器的本身结构决定。那么电容器的电容跟电容器结构的哪些因素有关呢？
1．平行板电容器：由两块平行靠近又相互绝缘的导体板（金属板）组成，它是最简单的电容器。
教师举例讲解学生归纳总结
教师举例讲解
板书
板书
板书
板书
符号参见书上121页
2．平行板那电容器的电容跟哪些因素有关。
设两极间距d；两极正对面积S．
指针验电器（静电计）：在上下接线间的电势差越大，指针偏转的角度α越大。
（1）让电容器所带的电荷量恒定，两极板间的距离d不变（控制变量法），改变两极板的正对面积S，
（2）让电容器所带的电荷量恒定，两极板间的正对面积不变（控制变量法），改变两极板间的距离d，
（3）在两板间插入电介质，指针验电器（静电计）的角度减小，即U减小，则C增大。
结论：平行板电容器的电容与两极板的正对面积S、两极板间距d，和两极板间的电介质有关。
具体关系为（电容公式）：
4SCkd
ε为介电常数（不同的电介质同，ε不同，详见课本120页），k为静电力常量．
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。
四、常用的电容器及符号（可以观看有关电容的视频）
五 五、电容器的参数
1．电容器的容量 2．电容器的额定电压 3．电容器的击穿电压
教师演示实验讲解学生分析总结
教师举例讲解
学生观察（多媒体常见的电容器）
S↑→α↓→U↓
QCUQ不变 →C↑ 即S↑→C↑
d↑→α↑→U↑
QCUQ不变 →C↓ 即d↑→C↓
2．可变电容器
正负1．固定电容器． 3．电解电容器 达 标 题 型 设 计
题型设计
一、思考问题：关于平板电容器的两类典型问题
1．电容器两端与电源相连接，电容器的两端电势差U不变，则
（1）因电容器两极与电源相连接，因此电容器两极间的电势差U等于电源两极的电势差不变。
（2）由4SCkd可知，C随ε、S、d 的变化而变化。
（3）由4USQUCkd可知，Q也随ε、S、d 的变化而变化。
（4）由UEd可知，E随d 的变化而变化。
2．电容器的两极与电源相连充电后，切断与电源的连线电容器的ε、S、d变化将引起C、U和E的变化（Q不变）。
（1）因电容器两极与电源断开且没有和其它导体相连，所以所带的电荷量Q不变。
（2）由4SCkd可知，C随ε、S、d 的变化而变化。
（3）由44QQkdQUSCSkd可知，U也随ε、S、d 的变化而变化。
（4）44UQQkQESddCdSkd可知，E随ε、S的变化而变化，而E与d无关。
二、教材123页第（4）题
三、资料例2题
