了解电容器的教案

2024-08-04

了解电容器的教案

　　了解电容器教案教学目标

　　（一）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。

　　（二）过程与方法

　　结合实物观察与演示，在计算过程中理解掌握电容器的相关概念、性质。

　　（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。

　　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

　　主要内容：

　　一、电容器

　　1、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。

　　常见的电容器

　　2、电容器的充电、放电

　　充电：使电容器的两个极板带上等量异种电荷的过程叫充电。充电过程是建立电场、储存电场能的过程。

　　放电：使电容器两极板上的电荷中和的过程叫放电。放电过程是电场消失、电场能转化为其他能的过程。

　　学生讨论：电容器在充、放电的过程中的能量转化关系是什么，以及带电量Q,板间电压U,板间场强E如何变化?

　　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

　　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、电容的物理意义：电容是表示电容器容纳电荷本领的物理量，

　　2、定义：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。

　　3、公式：

　　4、单位：法拉（F）还有微法（ F）和皮法（pF） 1F=10-6 F=10-12pF

　　注意：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。类比电阻、电场强度、电势差的定义

　　例1．下列关于电容器和电容的说法中，正确的是

　　A．根据可知，电容器的电容与其所带电荷量成正比，跟两板间的电压成反比

　　B．无论电容器的电压如何变化（小于击穿电压且不为零），它的电荷量与电压的比值恒定不变

　　C．用电源对平板电容器充电后，两极板一定带有等量异种电荷

　　D．电容器的电容是表示电容器容纳电荷本领的物理量，其大小与加在两板上的电压无关

　　答案：BCD

　　三、平行板电容器的电容

　　1、实验：

　　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.

　　观察与思考

　　1）保持两极板正对面积不变，改变极板间的距离。

　　增大电容器平行极板间的距离，观察静电计的偏角的变化，思考电容变大还是变小。

　　2）保持极板的间距不变，改变平行板的正对面积

　　减小电容器平行板的正对面积，观察静电计的偏角的变化，思考电容变大还是变小。

　　3）保持两极正对面积和间距不变，在平行板电容器插入电介质

　　在平行板电容器内插入电介质，观察静电计的偏角的变化，思考电容变大还是变小。

　　现象:可以看到:

　　①．保持Q和S不变，d越大，偏转角度越小，C越小.

　　②．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；

　　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.

　　2、结论:

　　平行板电容器的决定式：真空介质

　　四、常用电容器及应用

　　练习：

　　1．一平行板电容器的带电量Q=3×10-8C，两极板间的电压U=2V，则它的电容为____________F；如果将两板的带电量各减少一半，则两板电势差为____________V，电容器电容为____________F；若将两板的带电量减为零，则它的电容将为_____________F。

　　2．如图所示为研究平行板电容器电容的实验。电容器充电后与

　　电源断开，电量Q 将不变，与电容器相连的静电计用来测

　　量电容器的____________。在常见的电介质中，由于空气的

　　______________是最小的，当极板间插入其它的电介质板时，

　　电容器的电容将_________（填“增大”、“减小”或“不变”），

　　于是我们发现，静电计指针偏角将__________。（填“增大”、

　　“减小”或“不变”）

　　3．下列关于电容器和电容的说法中，正确的是

　　A．根据可知，电容器的电容与其所带电荷量成正比，跟两板间的电压成反比

　　B．无论电容器的电压如何变化（小于击穿电压且不为零），它的电荷量与电压的比值恒定不变

　　C．用电源对平板电容器充电后，两极板一定带有等量异种电荷

　　D．电容器的电容是表示电容器容纳电荷本领的物理量，其大小与加在两板上的电压无关

　　4．下图中能正确反映某个电容器的电量Q、电压U 和电容C三者关系的有 ( )

　　5．关于公式和，下列说法正确的是

　　A．从前者可以看出，电容的大小取决于带电量和电压

　　B．从后者可以看出，电容的大小取决于电介质的种类、导体的形状和两位置关系

　　C．它们都适用于各种电容

　　D．前者适用于各种电容器的定义式，后者只适用于平行板电容器的决定式

　　参考答案

　　1、1.5×10-8 1 1.5×10-8 1.5×10-8

　　2、电压介电常数增大减小

　　3、BCD

　　4、CD

　　5、BD

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