【全国百强校】河北省石家庄市第一中学高中物理选修3-1导学案1.8 电容器的电容

第一章静电场第8节电容器的电容的教学设计教案背景：在本节课的活动中，教师将单纯的知识传授转换为学生的自主活动，充分体现学生的主体地位，教师的主导地位。

教师在教学中，努力创设适宜学生活动的环境和条件，引导学生分析问题、解决问题，并教会学生学会利用网络学习。

教学课题：高中物理选修3-1 第一章静电场第8节电容器的电容教材分析：本节学生会认识电容器这个电学的元件。

知道电容器的构成要素、特点和描述电容器的物理量，及常见的电容器，其中平行电容在高考中出现的频率最高。

另一方面，实际生活中许多电器中都会用电容器，所以本节内容是教学的关键。

根据本节内容的特点和学生的思维认知特点，本节的教学重点定位于对电容概念的理解应用上，教学难点定位于电容的引入，研究影响平行板电容器电容大小因素的实验探究。

教学方法：为了提高学生学习的兴趣，本节从实际出发引入新课，同时在本节的教学中采用观察法、讲授法、类比法、探究实验法、互动探究法、网络搜索法使学生从各个角度充分认识电容器，可以很好地突出教学重点、突破教学难点。

教学目标（一）知识与技能1、知道什么是电容器，知道电容器充电和放电时的能量转换；2、理解电容器电容的概念及定义式，能用来进行有关的计算；3、掌握平行板电容器的决定式并能运用其讨论有关问题。

（二）过程与方法1、通过影响平行板电容器电容因素的实验探究过程，体会其中蕴涵的物理方法：控制变量法，能够对问题进行定性分析、定量分析等；2、能够利用互联网搜索学习新知识。

（三）情感态度与价值观体会电容器在实际生活中的广泛应用，培养学生探究新事物的兴趣。

教学过程：我们用相机照相时，光线不足的时候会打开闪光灯，可大家知道闪光的能量是从哪里来的呢？下图是一种带有内置闪光灯的照相机，相机内装有容量很大的电容器。

不但相机中含有电容器，生活中的许多电器中也都含有电容器。

[学生活动] 利用互联网搜索：在我们的日常生活中，哪些电器中用到了电容器？教师用课件展示互联网链接图片——电视、电脑、VCD等线路板。

高中物理选修 3-1全册学案目录1.1《电荷及电荷守恒》学案1.2《库仑定律》学案1.3《电场强度》学案1.4《电势能和电势》学案1.5《电势差》学案1.6《电势差与电场强度的关系》学案1.7《静电现象的应用》学案1.8《电容器和电容》学案1.9《带电粒子在电场中的运动》学案2.1《电源和电流》学案2.1《电源和电流》教案2.2《电动势》学案2.3《欧姆定律》学案2.4《串联电路和并联电路》学案2.5《焦耳定律》学案2.6《电阻定律》学案2.7《闭合电路的欧姆定律》学案2.8《多用电表》学案2.9《实验测定电池的电动势和内阻》学案2.10《逻辑电路》学案3.1《磁现象和磁场》学案3.2《磁感应强度》学案3.3《几种常见的磁场》学案3.4《磁场对通电导线的作用力》学案3.5《磁场对运动电荷的作用力》学案3.6《带电粒子在匀强磁场中的运动》学案电荷及守恒定律学案课前预习学案一、预习目标认识电荷，知道电荷守恒定律，了解点电荷、元电荷二、预习内容【问题 1】自然界存在几种电荷，它们之间的相互作用如何？【问题 2】摩擦可以产生静电，你能找出一两件通过摩擦带上电的物体吗？说说它们分别带的是正电还是负电？【问题 3】电荷的多少叫做电荷量，用表示。

在国际单位制中，电荷量的单位是，简称，用符号表示。

元电荷 e=【问题 4】甲、乙两同学各拿一带电小球做实验，不小心两小球接触了一下，结果两小球都没电了！电荷哪里去了呢？消失了？你能帮他们解释一下原因吗？【问题 5】想一想，在什么情况下带电体可以看成点电荷呢？三、提出疑惑课内探究学一、学习目标1．认识电荷，了解点电荷、元电荷、感应起电。

2．知道电荷守恒定律。

3．探究点电荷的相互作用规律，知道库仑定律二、学习过程【问题 1】①请你自制一个简易验电器。

器材准备：一小段金属丝，两条长约 2cm、宽约 4mm 的金属箔，一个带有塑料瓶盖的透明玻璃瓶。

②摩擦过的物体一定会带电吗？摩擦身边的物体，并用做好的验电器判定它们在摩擦后是否都带上了电。

1.8 电容器的电容【学习目标】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，并会应用定义式进行简单计算。

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的电容大小的方法。

【学习内容】【典型例题】【例1】 根据电容器电容的定义式C ＝Q U，可知 ( ) A ．电容器所带的电荷量Q 越多，它的电容就越大，C 与Q 成正比B ．电容器不带电时，其电容为零C ．电容器两极板之间的电压U 越高，它的电容就越小，C 与U 成反比D ．以上说法均不对【例2】绝缘金属平行板电容器充电后，静电计的指针偏转一定角度，若减小两极板a 、b 间的距离，同时在两极板间插入电介质，如图所示，则( )A ．电容器的电势差会减小B ．电容器的电势差会增大C ．静电计指针的偏转角度会减小D ．静电计指针的偏转角度会增大【课后巩固】1.电容器是一种常用的电子元件．对电容器认识正确的是( )A ．电容器的电容表示其储存电荷的能力B ．电容器的电容与它所带的电荷量成正比C ．电容器的电容与它两极板间的电压成正比D ．电容的常用单位有μF 和pF,1 μF ＝103 pF2.有一只电容器的规格是“1.5 μF,9 V ”，那么( )A ．这只电容器上的电荷量不能超过1.5×10－6 CB ．这只电容器上的电荷量不能超过1.35×10－5 CC ．这只电容器的额定电压为9 VD ．这只电容器的击穿电压为9 V3．由电容器电容的定义式C ＝Q U ，可知( )A ．若电容器不带电，则电容C 为零B ．电容C 与所带的电荷量Q 成正比，与电压U 成反比C ．电容C 与所带的电荷量Q 多少无关D ．电容在数值上等于使两极板间的电压增加1 V 时所需增加的电荷量4．要增大电容器的电容，可采用的方法有( )A．将电容器两极板的间距加大B．将两极板平行错开，使正对面积减小C．将可变电容器的动片旋入一些D．将可变电容器的动片旋出一些E．在下极板的内表面上放置一面积和极板相等、厚度小于极板间距的陶瓷板F．在下极板的内表面上放置一面积和极板相等、厚度小于极板间距的铝板5．如图所示，要使静电计的指针偏角变小，可采用的方法是()A．使两极板靠近B．减小正对面积C．插入电介质D．用手碰一下负极板6．用控制变量法，可以研究影响平行板电容器电容的因素(如图所示)．设两极板正对面积为S，极板间的距离为d，静电计指针偏角为θ.实验中，极板所带电荷量不变，若() A．保持S不变，增大d，则θ变大B．保持S不变，增大d，则θ变小C．保持d不变，减小S，则θ变小D．保持d不变，减小S，则θ不变7．一个电容器带电荷量为Q时，两极板间的电势差为U，若使其带电荷量增加4×10－7 C，电势差则增加20 V，则它的电容是()A．1×10－8 F B．2×10－8 F C．4×10－8 F D．8×10－8 F8.一个电容器带电Q=5.0×10－4C时，两极板间的电压U=40V。

第一章 静电场1.3 电容器【教学目标】1、了解电容器的构造和常用电容器。

2、知道电容器充电和放电过程是能量转化的过程。

3、了解电容器的电容。

4、经历影响平行板电容器电容因素的实验探究过程，知道决定平行板电容器电容大小的因素。

重点：电容器的概念、定义式及影响平行板电容器电容因素。

难点：电容的定义和引入；对平行板电容器的动态分析。

【自主预习】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= 。

此式与电阻的定义式R=U/I 有对称美。

电容的单位是法拉，符号是F ，且1F=1C/V 、1F=106μF=1012pF 。

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：C=dSk πε4。

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正对面积来改变其电容的，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 。

电容器上一般都标明电容器的 和额定电压的数值，额定电压是指电容器长期工作时所能承受的电压，额定电压比击穿电压要 。

【典型例题】一、电容器的基本知识【例1】 电容器是一种常用的电子元件．对电容器认识正确的是( )A ．电容器的电容表示其储存电荷的能力B ．电容器的电容与它所带的电荷量成正比C ．电容器的电容与它两极板间的电压成正比D ．电容的常用单位有μF 和pF,1 μF ＝103pF二、 影响电容大小的因素及动态分析问题【例2】连接在电池两极上的平行板电容器在两板间的距离减小时（ ）A.电容器的电容C 变大B. 电容器的带电量Q 变大C. 电容器两板间的电势差U变大D．电容器两板间的电场强度E变大【例3】.绝缘金属平行板电容器充电后，静电计的指针偏转一定角度，若减小两极板a、b间的距离，同时在两极板间插入电介质，如图1－8－3所示，则( )A．电容器的电势差会减小B．电容器的电势差会增大C．静电计指针的偏转角度会减小D．静电计指针的偏转角度会增大【例4】．两块大小、形状完全相同的金属平板平行放置，如图所示构成一平行板电容器，与它相连接的电路如图7所示，接通开关S，电源即给电容器充电．则( )A．保持S接通，减小两极板间的距离，则两极板间电场的电场强度减小B．保持S接通，在两极板间插入一块介质，则极板上的电荷量增大．C．断开S，减小两极板间的距离，则两极板间的电势差减小D．断开S，在两极板间插入一块介质，则两极板间的电势差增大三、电容器的充放电的问题【例5】两个较大的平行金属板A、B相距为d，分别接在电压为U的电源正、负极上，这时质量为m，带电荷量为－q的油滴恰好静止在两板之间，如图3所示，在其他条件不变的情况下，如果将两板非常缓慢地水平错开一些，那么在错开的过程中( )A．油滴将向上加速运动，电流计中的电流从b流向aB．油滴将向下加速运动，电流计中的电流从a流向bC．油滴静止不动，电流计中的电流从b流向aD．油滴静止不动，电流计中的电流从a流向b【课后练习】1.有一只电容器的规格是“1.5 μF,9 V”，那么( )A．这只电容器上的电荷量不能超过1.5×10－5 CB．这只电容器上的电荷量不能超过1.35×10－5 CC．这只电容器的额定电压为9 VD．这只电容器的击穿电压为9 V2．由电容器电容的定义式C＝QU，可知( )A．若电容器不带电，则电容C为零B．电容C与所带的电荷量Q成正比，与电压U成反比C．电容C与所带的电荷量Q多少无关D．电容在数值上等于使两极板间的电压增加1 V时所需增加的电荷量3．如图4所示，要使静电计的指针偏角变小，可采用的方法是( )A．使两极板靠近B．减小正对面积C．插入电介质D．用手碰一下负极板4．连接在电池两极上的平行板电容器，当两板间的距离减小时( )A．电容器的电容C变大B．电容器极板的带电荷量Q变大C．电容器两极板间的电势差U变大D．电容器两极板间的电场强度E变大5．关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．将两极板平行错开，使正对面积减小，电容将减小C．在下极板的内表面上放置一面积和极板相等、厚度小于极板间距的陶瓷板，电容将增大D．在下极板的内表面上放置一面积和极板相等、厚度小于极板间距的铝板，电容将增大6．一个电容器带电荷量为Q时，两极板间的电势差为U，若使其带电荷量增加4×10－7 C，电势差则增加20 V，则它的电容是( )A．1×10－8 F B．2×10－8 FC．4×10－8 F D．8×10－8 F7.平行板电容器的两极板A、B接于电池两极，一带正电小球悬挂在电容器内部，闭合开关S，电容器充电，这时悬线偏离竖直方向的夹角为θ，如图5所示，则( )A ．保持开关S 闭合，带正电的A 板向B 板靠近，则θ增大 B ．保持开关S 闭合，带正电的A 板向B 板靠近，则θ不变C ．开关S 断开，带正电的A 板向B 板靠近，则θ增大D ．开关S 断开，带正电的A 板向B 板靠近，则θ不变8．如图6所示，两块较大的金属板A 、B 相距为d ，平行放置并与一电源相连，S 闭合后，两板间恰好有一质量为m 、带电荷量为q 的油滴处于静止状态．以下说法正确的是( )A 若将上板A 向左平移一小段位移,则油滴向下加速运动, G 中有a →b的电流B 若将上板A 向上平移一小段位移,则油滴向下加速运动, G 中有b →a 的电流C 若将下板B 向下平移一小段位移,则油滴向上加速运动, G 中有b →a 的电流D ．若将S 断开，则油滴将做自由落体运动，G 中无电流通过9.有一已充电的平行板电容器，若使它带的电荷量减少3×10-4C ，其电压降为原来的三分之一，求电容器原来带的电荷量。