了解電容器的教案

2024-08-04

了解電容器的教案

　　了解電容器教案教學目標

　　（一）知識與技能

　　1、知道什么是電容器及常見的電容器；

　　2、知道電場能的概念，知道電容器充電和放電時的能量轉換；

　　3、理解電容器電容的概念及定義式，并能用來進行有關的計算；

　　4、知道平行板電容器的電容與哪些因素有關，有什么關系；掌握平行板電容器的決定式并能運用其討論有關問題。

　　（二）過程與方法

　　結合實物觀察與演示，在計算過程中理解掌握電容器的相關概念、性質。

　　（三）情感態度與價值觀

　　體會電容器在實際生活中的廣泛應用，培養學生探究新事物的興趣。

　　重點：掌握電容器的概念、定義式及平行板電容器的電容。

　　難點：電容器的電容的計算與應用

　　主要內容：

　　一、電容器

　　1、構造：任何兩個彼此絕緣又相隔很近的導體都可以看成一個電容器。

　　常見的電容器

　　2、電容器的充電、放電

　　充電：使電容器的兩個極板帶上等量異種電荷的過程叫充電。充電過程是建立電場、儲存電場能的過程。

　　放電：使電容器兩極板上的電荷中和的過程叫放電。放電過程是電場消失、電場能轉化為其他能的過程。

　　學生討論：電容器在充、放電的過程中的能量轉化關系是什么，以及帶電量Q,板間電壓U,板間場強E如何變化?

　　充電——帶電量Q ,板間電壓U ,板間場強E , 電能轉化為

　　放電——帶電量Q ,板間電壓U ,板間場強E ,電場能轉化為

　　二、電容

　　與水容器類比后得出。說明：對于給定電容器，相當于給定柱形水容器，C（類比于橫截面積）不變。這是量度式，不是關系式。在C一定情況下，Q=CU，Q正比于U。

　　1、電容的物理意義：電容是表示電容器容納電荷本領的物理量，

　　2、定義：電容器所帶的電量Q與電容器兩極板間的電勢差U的比值，叫做電容器的電容。

　　3、公式：

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

　　注意：是由電容器本身的性質（由導體大小、形狀、相對位置及電介質）決定的,與電容器是不是帶電無關。類比電阻、電場強度、電勢差的定義

　　例1．下列關于電容器和電容的說法中，正確的是

　　A．根據可知，電容器的電容與其所帶電荷量成正比，跟兩板間的電壓成反比

　　B．無論電容器的電壓如何變化（小于擊穿電壓且不為零），它的電荷量與電壓的比值恒定不變

　　C．用電源對平板電容器充電后，兩極板一定帶有等量異種電荷

　　D．電容器的電容是表示電容器容納電荷本領的物理量，其大小與加在兩板上的電壓無關

　　答案：BCD

　　三、平行板電容器的電容

　　1、實驗：

　　說明:靜電計是在驗電器的基礎上制成的,用來測量電勢差.把它的金屬球與一個導體相連,把它的金屬外殼與另一個導體相連,從指針的偏轉角度可以量出兩個導體之間的電勢差U.

　　觀察與思考

　　1）保持兩極板正對面積不變，改變極板間的距離。

　　增大電容器平行極板間的距離，觀察靜電計的偏角的變化，思考電容變大還是變小。

　　2）保持極板的間距不變，改變平行板的正對面積

　　減小電容器平行板的正對面積，觀察靜電計的偏角的變化，思考電容變大還是變小。

　　3）保持兩極正對面積和間距不變，在平行板電容器插入電介質

　　在平行板電容器內插入電介質，觀察靜電計的偏角的變化，思考電容變大還是變小。

　　現象:可以看到:

　　①．保持Q和S不變，d越大，偏轉角度越小，C越小.

　　②．保持Q和d不變， S越小,靜電計的偏轉角度越大, U越大,電容C越小；

　　③．保持Q、d、S都不變,在兩極板間插入電介質板,靜電計的偏轉角度并且減小,電勢差U越小電容C增大.

　　2、結論:

　　平行板電容器的決定式：真空介質

　　四、常用電容器及應用

　　練習：

　　1．一平行板電容器的帶電量Q=3×10-8C，兩極板間的電壓U=2V，則它的電容為____________F；如果將兩板的帶電量各減少一半，則兩板電勢差為____________V，電容器電容為____________F；若將兩板的帶電量減為零，則它的電容將為_____________F。

　　2．如圖所示為研究平行板電容器電容的實驗。電容器充電后與

　　電源斷開，電量Q 將不變，與電容器相連的靜電計用來測

　　量電容器的____________。在常見的電介質中，由于空氣的

　　______________是最小的，當極板間插入其它的電介質板時，

　　電容器的電容將_________（填“增大”、“減小”或“不變”），

　　于是我們發現，靜電計指針偏角將__________。（填“增大”、

　　“減小”或“不變”）

　　3．下列關于電容器和電容的說法中，正確的是

　　A．根據可知，電容器的電容與其所帶電荷量成正比，跟兩板間的電壓成反比

　　B．無論電容器的電壓如何變化（小于擊穿電壓且不為零），它的電荷量與電壓的比值恒定不變

　　C．用電源對平板電容器充電后，兩極板一定帶有等量異種電荷

　　D．電容器的電容是表示電容器容納電荷本領的物理量，其大小與加在兩板上的電壓無關

　　4．下圖中能正確反映某個電容器的電量Q、電壓U 和電容C三者關系的有 ( )

　　5．關于公式和，下列說法正確的是

　　A．從前者可以看出，電容的大小取決于帶電量和電壓

　　B．從后者可以看出，電容的大小取決于電介質的種類、導體的形狀和兩位置關系

　　C．它們都適用于各種電容

　　D．前者適用于各種電容器的定義式，后者只適用于平行板電容器的決定式

　　參考答案

　　1、1.5×10-8 1 1.5×10-8 1.5×10-8

　　2、電壓介電常數增大減小

　　3、BCD

　　4、CD

　　5、BD

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