高中物理选修1-1《电容器》教案

教学准备

教学目标

【教学目标】

1、知识与技能

⑴知道电容器的概念;了解常见电容器的外形、结构和符号

⑵理解电容的意义，知道其单位，并会用电容定义式进行计算

⑶了解影响平行板电容器电容的相关因素及其电容的决定式。

2、过程与方法

通过实验与观察，了解电容器的构造和特点，知道电容器的基本作用是储存电荷。通过类比法理解电容器的电容概念。

3、情感态度与价值观

渗透事物的本质是有自身的因素即内因决定，不由外因决定的观点。

教学重难点

【教学重点】电容的概念

【教学难点】电容的引入与理解;研究影响平行板电容器电容大小因素的实验探究。

教学过程

【教学过程】

新课引入：感知电容器，电容器在我们当今生活中随处可见，如电脑、电视机、收音机等几乎所有用电器中都有电容器。以老师手上的电脑主板为例，看看哪些是电容器。

(一) 电容器的结构

1、构造：实际上，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。

问题讨论：

2、充电、放电

演示：连接课本29页的电路

现象观察：当接a时，G偏转

当接b时，G反偏转

充电时， 带电量Q增加,板间电压U增加,板间场强E增加, 电场能增加。

放电时，带电量Q减少,板间电压U减小,板间 场强E减小, 电场能减小。

(二) 电容

提出问题1：既然电容器是用来储存电荷的，而不同电容器容纳电荷的本领是不同的，我们应该用一个物理量表示电容器容纳电荷的能力，这应是一个怎样的物理量呢?

定性分析：对一个电容器来说，其储电能力应该是一定的，我们找到的这个物理量对这个电容器来说也应该是不变的。

对电容概念的总结：

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、定义式： ，或者 (比值定义)

3、物理意义：C是表示电容器容纳电荷本领的物理量。

4、单位：在国际单位制中单位是法拉(F)，1F=1C/V

1μF=10——6F， 1рF=10——12F

常见电容器，一般是几十pF到几千μF之间

类比理解：

C大，意味着U=1V时，容纳的电荷量大，储电本领强

不同容器装水，水深都是1㎝，S大的容器容纳的水量多

问题讨论：

①S大，能装水的总量就一定多吗?(不一定，容器的高度h不同，V=Sh)

②C大，能储存的电荷量就一定多吗?(不一定，C能承受的最大电压不同)

(因此，C大，储电本领大，是指相对于同一电势差U而言;电容器能容纳的电荷还跟它能承受的最大电压有关。引出击穿电压、额定电压的概念。)

(三)影响平行板电容器电容大小的因素

1、讨论：C由Q、U决定吗?

从理论角度进行定量研究，表明：

⑴当平行板电容器两极板之间是真空时，

⑵当板间充满同一种介质时，电容变大为真空时的 倍，即

(四)常见的电容器介绍

1、从构造上看，可分为固定电容器和可变电容器

2、固定电容器根据材料不同，常见的有：

聚苯乙烯电容器;陶瓷电容器

电解电容器 (电容比较大，有极性)，符号：

3、可变电容器

4、击穿电压

额定电压(工作电压)～电容器的外壳有标注

课堂练习1.对于一个确定的电容器的电容正确的理解是( 　)

A.电容与带电量成正比

B.电容与电势差成反比

C.电容器带电量越大时，电容越大

D.对确定的电容器,每板带电量增加,两板间电势差必增加.

2、两个电容器电量之比为2:1，电压之比为1:2，则它们的电容之比

为 .

3.(多选)下列哪些措施可以使电介质为空气的平行板电容器的电容变大些( 　)

A.使两极板靠近些

B.增大两极板的正对面积

C.把两极板的距离拉开些

D.在两极板间放入云母

4、如图所示,先接通开关S使平行板电容器充电,然后断开S,则当增大两板间距离时,电容器所带的电荷量Q,电容C,两板间电压U及两板间电场强度E的变化情况为( )

A.Q变小,C不变,U不变,E不变

B.Q变小,C变小,U不变,E变小

C.Q不变,C变小,U变大,E不变

D.Q不变,C不变,U变小,E变小

若开关S闭合后不断开,则当增大两板间距离时,电容器所带的电荷量Q,电容C,两板间电压U及两板间电场强度E的变化情况为( )

课后小结

小结：

一、常用电容器的构造：极板、电介质。

电容器充放电过程。

二、电容是表示电容器容纳电荷本领的物理量，它取决于相对介电常数ε、正对面积S、极板间的距离d、

三、电容器使用时注意不要超过额定电压，防止被击穿。

一、知识与技能：

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。

二、过程与方法：

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

三、情感态度与价值观：

培养学生热爱科学，积极探索的精神。

四、重点和难点

1、电容器的概念、定义式及影响平行板电容器电容因素。

2、电容的定义和引入。

3、对平行板电容器的动态分析。

一、预习案

一、请学生自主学习教材

1、电容器(了解)

构造

电容器的充电、放电

2、电容(记忆)

定义

公式：

单位：

电容的物理意义

3、平行板电容器的电容(记忆)

平行板电容器的决定式：

4、常用电容器(了解)

二、探究案

1、 对电容的理解

甲同学说:“电容器带电越多,电容越大,不带电时,电容为零”.此说法对吗?为什么?

乙同学说:“电容器两端电压越大,电容越大,不加电压时,电容为零”.此说法对吗?为什么?

丙同学说:“若A电容器带电比B电容器带电量多,则A的电容就比B的电容大”.此说法对吗?为什么?

丁同学说:“若A电容器两端电压比B电容器两端电压大,则A的电容就比B的电容大” 此说法对吗?为什么?

2、决定平行板电容器电容大小的因素

(1)(详参阅P30图1.8——4)

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.

(2)学生注意观察现象并思考下列问题

(a)保持Q和d不变， S越小,静电计的偏转角度如何变化?C=Q/U，电容C如何变化?

(b)保持Q和S不变，d越大，静电计的偏转角度如何变化?C=Q/U，电容C如何变化?

(c)保持Q、d、S都不变,在两极板间插入电介质板, 静电计的偏转角度如何变化?C=Q/U，电容C如何变化?

(2)结论:

平行板电容器的决定式：

三、练习案

1、对于一个电容器，下列说法中正确的是 ( ).

A、电容器所带的电量越多，电容越大

B、电容器两极板间的电势差越大，电容越大

C、电容器所带的电量增加一倍，两极板间的电势差也增加一倍

D、电容器两极板间的电势差减小到原来的1/2，它的电容也减小到原来的1/2

2、一个电容器，带了电量Q后，两极板电势差为U，若它带的电量减少Q/2，则

A.电容为原来的1/2，两极板电压不变

B.电容为原来2倍，两极板电压不变

C.电容不变，两极板电压是原来的1/2

D.电容不变，两极板电压是原来的2倍

3、将一个平行板电容器接上电源后再切断电源 .然后使两极板间的距离增大一些，则关于电容器两极的电压U和两极间的场强E的变化，下列说法正确的是 ( )

A.U增大，E增大， B.U增大，E不变C.U不变，E减小，D.U减小，E减小