电容器的电容教学设计

第8节 电容器的电容教学设计

一、教学目标

1．知识与技能

 了解电容器的作用及其构造

 感知电容器充、放电现象

 探究电容器带电量与电压之间的关系，深刻理解电容器电容的概念

 研究并理解平行板电容器的电容与哪此因素有关

2．过程与方法

 比值定义法是物理学中经常采用的方法，培养学生掌握用数学工具描述物理量之间的关系的方法。

 合理猜测实验验证，掌握控制变量法在多因素相关实验中的使用,培养学生的迁移类推能力、动手实验能力。

 培养利用现代计算机技术获取、加工、分析科学实验数据的基本科学素养。

3．情感、态度与价值观

 借助已有的知识与方法，类比迁移到解决不熟悉问题，培养学生形成自我学习能力。

 树立正确对待实验数据的科学态度，大胆假设，小心求证。

通过了解超级电容器、电容触摸屏的应用，感受到科学技术是第一生产力，科技改变生活的价值体验。

二、教学重点、难点

重点：了解电容器的结构和工作方式，理解电容的定义。

难点：电容概念的理解。

三、设计思想

教学的真谛是“沟通”，要使学生真正理解和掌握物理知识，并内化为自身能力，最好的方法是：让学生主动参与到教学活动中来，通过师生活动、生生活动等方式，让学生在感受与体验中学习，比教师单纯传授知识更有效，思维训练也更加深刻。学生不仅得到知识，还得到包括解决问题的科学方法、态度，独立思考的良好习惯等。

电容器是后面学习交流电路、LC振荡、无线电知识的基础，了解电容器的结构和工作方式，理解电容的概念及定义方法是这堂课的基本目标，在本节课中，体现“从生活走向物理”的新课程理念，自制的电容器把电容器比较理论的知识很形象地展现给学生，由浅入深，学生在头脑中很容易就会留下深刻的印象。

教学重点是让学生参与教学活动，通过学生实验激发学生学习兴趣，了解电容器充、放电过程。通过学生实验理性分析电容器两极板电压和所带的的电荷量的关系来探讨电容这个物理量，用定量实验的方法来定义电容C及平行板电容器的电容C与正对面积S、板间距离d的关系，让学生在学习过程感受到物理量的探究过程，猜想---实验设计---数据采集---数据处理---总结实验结果。让学生进一步了解控制变量和比值定义这些中学常用方法。整个过程师生共同感受，共同体验。体现了课堂教学“以生为本”的设计理念。

高一物理《电容器的电容》知识点总结

一、电容器

1．基本构造：任何两个彼此绝缘又相距很近的导体，都可以看成一个电容器．

2．充电、放电：使电容器两个极板分别带上等量异种电荷，这个过程叫充电．使电容器两极板上的电荷中和，电容器不再带电，这个过程叫放电．

3．从能量的角度区分充电与放电：充电是从电源获得能量储存在电容器中，放电是把电容器中的能量转化为其他形式的能量．

4．电容器的电荷量：其中一个极板所带电荷量的绝对值．

二、电容

1．定义：电容器所带电荷量Q与电容器两极板之间的电势差U之比．

2．定义式：C＝QU.

3．单位：电容的国际单位是法拉，符号为F，常用的单位还有微法和皮法，1 F＝106 μF＝1012

pF.

4．物理意义：电容器的电容是表示电容器容纳电荷本领的物理量，在数值上等于使两极板之间的电势差为1 V时，电容器所带的电荷量．

5．击穿电压与额定电压

(1)击穿电压：电介质不被击穿时加在电容器两极板上的极限电压，若电压超过这一限度，电容器就会损坏．

(2)额定电压：电容器外壳上标的工作电压，也是电容器正常工作所能承受的最大电压，额定电压比击穿电压低．

三、平行板电容器的电容

1．结构：由两个平行且彼此绝缘的金属板构成．

2．电容的决定因素：电容C与两极板间电介质的相对介电常数εr成正比，跟极板的正对面积S成正比，跟极板间的距离d成反比．

3．电容的决定式：C＝εrS4πkd，εr为电介质的相对介电常数，k为静电力常量．当两极板间是真空时，C＝S4πkd.

四、电容器深度理解

1．静电计实质上也是一种验电器，把验电器的金属球与一个导体连接，金属外壳与另一个导体相连(或者金属外壳与另一个导体同时接地)，从验电器指针偏转角度的大小可以推知两个导体间电势差的大小． 2．C＝QU与C＝εrS4πkd的比较

(1)C＝QU是电容的定义式，对某一电容器来说，Q∝U但C＝QU不变，反映电容器容纳电荷本领的大小；

第4节 电容器的电容

学习目标 核心素养形成脉络

1.知道电容器的概念，认识常见的电容器，了解电容器的充、放电现象．

2．理解电容的概念，掌握电容的定义式、单位，并能应用定义式进行简单的计算．

3．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.

一、电容器

1．电容器

两个彼此绝缘又相距很近的导体，组成一个电容器．

2．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的两极相连 用导线将电容器的两极板接通

电场强度变化 极板间的电场强度变大 极板间的电场强度变小

能量转化 其他能转化为电场能 电场能转化为其他能

二、电容

1．物理意义

表示电容器储存电荷本领的大小．

2．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＝QU．

3．大小

电容器的电容在数值上等于使两极板间的电势差为 1_V时电容器需要带的电荷量，电荷量越多， 表示电容器的电容越大．

4．单位

在国际单位制中是法拉(F)． 1 F＝1 C/V，1 F＝106 μF＝1012 pF.

5．击穿电压与额定电压

(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．这个极限电压叫作击穿电压．

(2)额定电压：电容器外壳上标的是工作电压，或称额定电压，这个数值比击穿电压低．

三、常用电容器

1．平行板电容器

(1)电容的决定因素

减小平行板电容器两极板的正对面积、增大两极板之间的距离都能减小平行板电容器的电容；而在两极板之间插入电介质，却能增大平行板电容器的电容．

(2)电容的决定式

C＝εrS4πkd，εr为电介质的相对介电常数，k为静电力常量．

2．常用电容器分类

(1)按电介质分：空气电容器、聚苯乙烯电容器、陶瓷电容器、电解电容器等．

(2)按电容是否可变分：可变电容器、固定电容器．

8 电容器的电容

题型一、对电容器、电容的理解

1.电容器：储存电荷和电能的装置.任何两个彼此绝缘又相距很近的导体，都可以看成一个电容器.

2.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.

(2)公式C＝QU，其中Q指一个极板上带电荷量的绝对值.

(3)单位：法拉，符号是F，1 F＝1 C/V，1 F＝106μF＝1012 pF.

3.说明

(1)电容是表示电容器储存电荷特性的物理量，只决定于电容器本身，而与Q、U无关；

(2)C＝QU是电容的定义式，对任何电容器都适用；

(3)C＝QU＝ΔQΔU，电容器的电容在数值上等于两极板上每升高(或降低)单位电压时增加(或减少)的电荷量.

4.平行板电容器

(1)构成：由两个彼此绝缘又相互靠近的平行金属板组成.

(2)电容的决定因素：

电容由电容器本身的构造决定，与Q、U无关.由公式C＝εrS4πkd知，影响电容器电容大小的因素是电介质的相对介电常数εr、电容器两极板的正对面积S和两极板间的距离d.

(3)表达式C＝εrS4πkd，εr为相对介电常数，真空时εr＝1.其他电介质时εr＞1.

5.C＝QU与C＝εrS4πkd的比较

C＝QU是电容的定义式，对某一电容器来说，Q∝U 但C＝QU不变，反映电容器容纳电荷本领的大小； C＝εrS4πkd是电容器电容的决定式，C∝εr，C∝S，C∝1d，反映了影响电容大小的因素.

提醒：C＝QU适用于所有电容器；C＝εrS4πkd仅适用于平行板电容器.

1 一个已充电的电容器，若使它的电量减少3×10－4 C，则其电压减少为原来的13，则( )

A.电容器原来的带电量为9×10－4 C

B.电容器原来的带电量为4.5×10－4 C

C.电容器原来的电压为1 V D.电容器的电容变为原来的13

2 一个电容器带电荷量为Q时，两极板间电压为U，若使其带电荷量增加4.0×10－7 C时，它两极板间的电势差增加20 V，则它的电容为( )