电容器和电容

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选修3-1
第一章
1.8 电容器与电容
课前预习学案
一、预习目标
1知道什么是电容器以及常用的电容器
2知道公式及其含义,知道平行板电容器的电容与哪些因素有关。
二、预习内容
1.两个相距很近的平行金属板中间夹上一层绝缘物质,就组成一个最简单的电容器,叫做___________.实际上,任何两个__________________ 又_______________ 的导体,都可以看成一个电容器.
2.电容器______________与电容器______________的比值,叫做电容器的电容.表达式C=______,国际单位制中单位__________,简称____________ ,符号________________.
常用较小单位 lμF=________F,l pF=________F.电容是表示电容器____ ____ 的物理量.
3.常用电容器从构造上看,可分为________________和________________ 两类.常用的固定电容器有______________和_________________ .

三、提出疑惑
同学们,通过你的自主学习,你还有哪些疑惑,请把它填在下面的表格中

疑惑点疑惑内容


课内探究学案
一、目标
 ①知道什么是电容器以及常用的电容器。
②理解电容器的电容概念及其定义,并能用来进行有关的计算。
③知道公式及其含义,知道平行板电容器的电容与哪些因素有关。
④会对平行板电容器问题的动态分析。
二、学习过程
1、电容器
(1)构造: .
(2)电容器的充电、放电
操作:把电容器的一个极板与电池组的正极相连,另一个极板与负极相连,两个极板上就分别带上了等量的异种电荷。这个过程叫做 。
现象:

操作:把充电后的电容器的两个极板接通,两极板上的电荷互相中和,电容器就不带电了,这个过程叫 .
现象:

提问:电容器在充、放电的过程中的能量转化关系是什么?
小结:

2、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)定义: 。
(2)公式: 。
(3)单位: 。
(4)电容的物理意义: 。
3、平行板电容器的电容
(1)[演示]感应起电机给静电计带电
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.
三、反思总结
1.
2.
3.
结论:

平行板电容器的决定式:真空 介质
四、当堂检测
1.关于电容器的充放电,下列说法中正确的是( )
A.充放电过程中外电路有瞬间电流
B.充放电过程中外电路有恒定电流
C.充电过程中电源提供的电能全部转化为内能
D.放电过程中电容器中的电场能逐渐减小
2.一平行板电容器始终与电池相连,现将一块均匀的电介质板插进电容器恰好充满两极板间的空间,与未插电介质时相比( ).
A.电容器所带的电荷量增大 B.电容器的电容增大
C.两极板间各处电场强度减小 D.两极板间的电势差减小
3.下列关于电容器的说法中,正确的是( ).
A.电容越大的电容器,带电荷量也一定越多
B.电容器不带电时,其电容为零
C.由C=Q/U可知,C不变时,只要Q不断增加,则U可无限制地增大
D.电容器的电容跟它是否带电无关
课后练习与提高
1.两块水平放置的平行金属板A和B(A在上,B在下),两板间的电压U=200V,要使一个质量为5g,带电量为力-5×10-6C的微粒恰能在两板间的某点静止,g取10m/s2,
(1)试确定A极板的带电性质;
(2)求两极板间的距离。
2.一平行板电容器,板间距离为d,电容为C,接在电源电压为U的电源上,充电完成后撤去电源,求:
(1)充电后电容器的带电量;
(2)充电后两极板间的电场强度;
(3)若再拉开两板,使板间距离增大为2d,则电容器的电容变为多少?电量变为多少?电压变为多少?板间电场强度变为多大?
参考答案
课前预习学案
1.平板电容器 、 彼此绝缘 、 相互靠近、
2.带电荷量Q 、 两板间电压U 、 Q/U、 法拉 、 法、 F、10 、10 、容纳电荷本领
3.固定电容、可变电容、电解质电容
课内探究学案
二、学习过程
1、(1)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
(2)充电,从灵敏电流计可以观察到短暂的充电电流。充电后,切断与电源的联系,两个极板间有电场存在,充电过程中由电源获得的电能贮存在电场中,称为电场能.
放电,从灵敏电流计可以观察到短暂的放电电流.放电后,两极板间不存在电场,电场能转化为其他形式的能量.
小结 充电——带电量Q增加,板间电压U增加,板间场强E增加, 电能转化为电场能
放电——带电量Q减少,板间电压U减少,板间场强E减少,电场能转化为电能
2、(1)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。
(2)
(3)法拉(F)还有微法( F)和皮法(pF) 1F=10-6 F=10-12pF
(4)电容是表示电容器容纳电荷本领的物理量,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
三、反思总结
1、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;
2、保持Q和S不变,d越大,偏转角度越小,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.
结论:平行板电容器的电容C与介电常数ε成正比,跟正对面积S成正比,跟极板间的距离d成反比.
真空 介质
四、当堂检测
1.AD 2.AB 3.D
课后练习与提高
1.(1)正电 (2)0.02m
2.(1)CU;(2) (3) C,CU,2U,

第八节、 电容器和电容设计
一、教材分析
《电容器、电容》是高考的热点,是电场一章的重点和难点,在教材中占有重要地位。它是学完匀强电场后的一个重要应用,也是后面学习交流电路(电感和电容对交流电的影响)和电子线路(电磁振荡)的预备知识,在教材中起承上启下的作用。
二、教学目标
1.知识目标
①知道什么是电容器以及常用的电容器。
 ②理解电容器的电容概念及其定义,并能用来进行有关的计算。
 ③知道公式及其含义,知道平行板电容器的电容与哪些因素有关。
  ④会对平行板电容器问题的动态分析。
2.能力目标
  ①知道利用比值法定义物理量。
 ②学会在实验中用控制变量法的实验方法,提高学生综合运用知识的能力。
3.情感目标
 结合实际,激发学生学习物理的兴趣。
三、教学重难点
  电容的定义和引入。
  对平行板电容器的动态分析。
四、学情分析:
通过这一堂课的教学,让学生知道电容器的结构,明确电容器的作用,了解电容器的工作方式,重点掌握电容器的电容概念,知道它们与电量、电压无关。
五、教学方法
1、学案导学:见后面的学案。
2.启发式、探究式、类比法。
六、课前准备
1.学生的学习准备:预习电容器的定义和电容器的充放电
2.教师的教学准备:多媒体课件制作,课前预习学案,课内探究学案,课后延伸拓展学案。
七、课时安排:1课时
八、教学过程:
(一)预习检查、总结疑惑
要点:场强、电势能、电势、电势差等。
检查落实了学生的预习情况并了解了学生的疑惑,使教学具有了针对性。
(二)情景导入、展示目标。
展示各种电容器.并做解释:这是一种能容纳电荷的容器,今天我们来学习它——电容器以及描述它容纳电荷本领的物理量——电容
(三)合作探究、精讲点拨。
1电容器构造: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。
2电容器的充电、放电
操作:把电容器的一个极板与电池组的正极相连,另一个极板与负极相连,两个极板上就分别带上了等量的异种电荷。这个过程叫做充电。
现象:从灵敏电流计可以观察到短暂的充电电流。充电后,切断与电源的联系,两个极板间有电场存在,充电过程中由电源获得的电能贮存在电场中,称为电场能.
操作:把充电后的电容器的两个极板接通,两极板上的电荷互相中和,电容器就不带电了,这个过程叫放电.
现象:从灵敏电流计可以观察到短暂的放电电流.放电后,两极板间不存在电场,电场能转化为其他形式的能量.
提问:电容器在充、放电的过程中的能量转化关系是什么?待学生讨论后总结如下:
小结:充电——带电量Q增加,板间电压U增加,板间场强E增加, 电能转化为电场能
放电——带电量Q减少,板间电压U减少,板间场强E减少,电场能转化为电能
3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)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。
(2)公式:

(3)单位:法拉(F)还有微法( F)和皮法(pF) 1F=106 F=1012pF
(4)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,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.
4行板电容器的电容
(1)[演示]感应起电机给静电计带电
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.
现象:可以看到:
①.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;
②.保持Q和S不变,d越大,偏转角度越小,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:平行板电容器的电容C与介电常数ε成正比,跟正对面积S成正比,跟极板间的距离d成反比.
平行板电容器的决定式:真空 介质
(四)反思总结,当堂检测。
教师组织学生反思总结本节课的主要内容,并进行当堂检测。
课堂练习:
1.关于电容器的充放电,下列说法中正确的是 ( )
A.充放电过程中外电路有瞬间电流
B.充放电过程中外电路有恒定电流
C.充电过程中电源提供的电能全部转化为内能
D.放电过程中电容器中的电场能逐渐减小
2.一平行板电容器始终与电池相连,现将一块均匀的电介质板插进电容器恰好充满两极板间的空间,与未插电介质时相比 ( ).
A.电容器所带的电荷量增大 B.电容器的电容增大
C.两极板间各处电场强度减小 D.两极板间的电势差减小
3.下列关于电容器的说法中,正确的是 ( ).
A.电容越大的电容器,带电荷量也一定越多
B.电容器不带电时,其电容为零
C.由C=Q/U可知,C不变时,只要Q不断增加,则U可无限制地增大
D.电容器的电容跟它是否带电无关
4、常用电容器(结合课本介绍P30)
1.AD 2.AB 3.D
(五)发导学案、布置预习
九、板书设计
电容器和电容
(一)、电容器
1.定义:任何两个彼此绝缘又相隔很近的导体,组成一个电容器。
2.电容器的充、放电
充电——带电量Q增加,板间电压U增加,板间场强E增加, 电能转化为电场能
放电——带电量Q减少,板间电压U减少,板间场强E减少,电场能转化为电能
3. 单位  F(法)



4. 说明电容是反映了电容器储存电荷能力(储存能量能力)的物理量,其数值由电容器的构造决定,而与电容器带不带电或带多少电无关。就像水容器一样,它的容量与是否有水无关
(二)、平行板电容器的电容


(三)、常用电容器
十、教学反思:我深深地体会到,新一轮的课程改革,不是我们所想象的那么简单,只要按照课本给出的知识点,进行一些学生实验就可以了。新课程对教师提出了更高的要求,切实转变教育观念。教学中以人为本,不放过教学中的每一个可以利用的契机,有机地处理好“知识与技能、过程与方法、情感态度和价值观”在整个教学活动中的关系,才能把新课程的精髓落实到课堂教学的实处。


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