高中物理電容器和電容指導(dǎo)教程新(人教版）選修

1、高中物理電容器和電容指導(dǎo)教程新(人教版）選修教學(xué)目標(biāo)教學(xué)目標(biāo) （一）知識與技能（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(zhuǎn)換； 3、理解電容器電容的概念及定義式，并能用來進行有關(guān)的計算； 4、知道平行板電容器的電容與哪些因素有關(guān)，有什么關(guān)系；掌握平行板電容器的決定式并能運用其討論有關(guān)問題。 （二）過程與方法（二）過程與方法 結(jié)合實物觀察與演示，在計算過程中理解掌握電容器的相關(guān)概念、性質(zhì)。 （三）情感態(tài)度與價值觀（三）情感態(tài)度與價值觀 體會電容器在實際生活中的廣泛應(yīng)用，培養(yǎng)學(xué)生探究新事物的興趣。 重點：重點： 掌握電容器的概念、定義

2、式及平行板電容器的電容。 難點：難點： 電容器的電容的計算與應(yīng)用 教具準(zhǔn)備：常見的電容器示教板,帶電羽的平行板電容器,靜電計,介質(zhì)板,感應(yīng)起電機,電線 觀察紙介電容器的構(gòu)造觀察紙介電容器的構(gòu)造 該元件有兩片錫箔（導(dǎo)體），中該元件有兩片錫箔（導(dǎo)體），中間是一層薄紙。間是一層薄紙。兩個平行金屬板夾上一層絕緣物質(zhì)能兩個平行金屬板夾上一層絕緣物質(zhì)能否構(gòu)成一個電容器否構(gòu)成一個電容器? ?相鄰兩個同學(xué)能否構(gòu)成電容器？相鄰兩個同學(xué)能否構(gòu)成電容器？能能能能一、電容器一、電容器1 1、任何兩個彼此絕緣又相互靠近的導(dǎo)體、任何兩個彼此絕緣又相互靠近的導(dǎo)體都可以構(gòu)成電容器。這兩個導(dǎo)體稱為電都可以構(gòu)成電容器。這兩個導(dǎo)體

3、稱為電容器的電極。容器的電極。2 2、電容器的充放電、電容器的充放電 充電：使電容器帶上電荷的過程充電：使電容器帶上電荷的過程(Q(Q增加增加 U U增加增加 E E增加增加 電場能增加電場能增加) )充電時兩個極板總是帶等量的異種電荷充電時兩個極板總是帶等量的異種電荷, ,每個極板帶每個極板帶電量的絕對值叫做電容器的帶電量電量的絕對值叫做電容器的帶電量 放電：使電容器失去電荷的過程放電：使電容器失去電荷的過程（Q Q減少減少 U U減少減少 E E減少減少 電場能減少）電場能減少）3 3、電容器的作用：、電容器的作用： 容納儲存電荷容納儲存電荷 注意：注意： 電容器充電的過程中，在兩極間加電

4、壓、兩電容器充電的過程中，在兩極間加電壓、兩板帶等量異種電荷不斷增大板帶等量異種電荷不斷增大, ,直到兩極電壓等于直到兩極電壓等于電源電壓為止，該過程中電路中有短暫的充電電源電壓為止，該過程中電路中有短暫的充電電流；電流； 電容器充電后切斷電源電荷不消失，從電源電容器充電后切斷電源電荷不消失，從電源獲得的電能儲存在了電場中獲得的電能儲存在了電場中電場能。電場能。電容器的電量：指一個極板所帶電量的絕對電容器的電量：指一個極板所帶電量的絕對值。值。圓柱型水杯容器的儲水問題圓柱型水杯容器的儲水問題: :hhABC1.1.水位每升高水位每升高h(yuǎn) h，試比較，試比較A A、B B、C C的儲水的儲水量量

5、2.2.哪個儲水本領(lǐng)大？哪個儲水本領(lǐng)大？如何反映其儲水如何反映其儲水本領(lǐng)？本領(lǐng)？hQ深度水量S截面積思考與討論思考與討論 那電容器儲存電荷的本領(lǐng)如何表那電容器儲存電荷的本領(lǐng)如何表征呢？征呢？UQC 1 1、電容器所帶電量、電容器所帶電量Q Q與電容器兩極板間的與電容器兩極板間的電勢差電勢差U U的比值，叫電容器的電容。符號的比值，叫電容器的電容。符號C C。2 2、電容的定義式、電容的定義式: : Q Q指每一個極板帶電量絕對值指每一個極板帶電量絕對值, , U U表示電容器兩板的電勢差表示電容器兩板的電勢差電壓電壓. .理解：理解： 電容器的電容與電容器的電容與Q Q、U U無關(guān)，由電容無關(guān)

6、，由電容器本身的結(jié)構(gòu)決定。器本身的結(jié)構(gòu)決定。二二. .電容電容UQC 3 3、電容在數(shù)值上等于使兩極板間的電勢差增、電容在數(shù)值上等于使兩極板間的電勢差增加加1V1V時，所需要的電荷量。時，所需要的電荷量。 4 4、意義：電容是一個反映電容器容納電荷本、意義：電容是一個反映電容器容納電荷本領(lǐng)大小的物理量。領(lǐng)大小的物理量。5 5、單位：、單位： 國際單位制：法拉國際單位制：法拉法（法（F F） 1F=1C / V1F=1C / V 常用單位：微法（常用單位：微法（F);F);皮法（皮法（pF) pF) 1F=10 1F=106 6F=10F=101212pFpFUQC課堂訓(xùn)練課堂訓(xùn)練1 1、某一電

7、容器，當(dāng)帶電量為、某一電容器，當(dāng)帶電量為4 41010-6-6C C，兩極板間的電勢差為兩極板間的電勢差為20v20v，求，求（1 1）電容器的電容）電容器的電容（2 2）當(dāng)所帶電量減半時，電容器的電容）當(dāng)所帶電量減半時，電容器的電容為多少為多少（3 3）如果電容器不帶電呢？）如果電容器不帶電呢？研究平行板電容器研究平行板電容器的電容和哪些因素有關(guān)的電容和哪些因素有關(guān)三、平行板電容器的電容三、平行板電容器的電容4sCkd1.1.板間是真空時：板間是真空時：2 .2 .板間充滿介質(zhì)時：板間充滿介質(zhì)時：4rsCkd式中式中 S S表示兩板的正對面積表示兩板的正對面積 d d表示兩板間的距離表示兩板

8、間的距離 r是電介質(zhì)的相對介電常數(shù)，與電介質(zhì)的性是電介質(zhì)的相對介電常數(shù)，與電介質(zhì)的性質(zhì)有關(guān)。質(zhì)有關(guān)。幾種常用介質(zhì)的相對介電常數(shù)：見課本幾種常用介質(zhì)的相對介電常數(shù)：見課本P P3030 四、常用電容器四、常用電容器1 1、固定電容器：電容固定不變、固定電容器：電容固定不變 聚苯乙烯電容器聚苯乙烯電容器 電解電容器電解電容器 ： 正負(fù)極不能接反，不能接交流電正負(fù)極不能接反，不能接交流電 2 2、可變電容器、可變電容器通過改變兩極間的通過改變兩極間的正對面積或距離來正對面積或距離來改變電容改變電容五、電容器使用時應(yīng)注意的問題五、電容器使用時應(yīng)注意的問題1 1、電容器的擊穿電壓：、電容器的擊穿電壓：加

9、在電容器兩極板上的電壓不能超過某一限度，加在電容器兩極板上的電壓不能超過某一限度，超過這個限度，電介質(zhì)將被擊穿，電容器損壞，超過這個限度，電介質(zhì)將被擊穿，電容器損壞，這個極限電壓稱為擊穿電壓。這個極限電壓稱為擊穿電壓。2 2、電容器的額定電壓：、電容器的額定電壓：電容器正常工作時的最大電壓電容器正常工作時的最大電壓 額定電壓低于擊穿電壓額定電壓低于擊穿電壓3 3、注意電解電容器的極性、注意電解電容器的極性小小 結(jié)結(jié)一、電容器一、電容器1 1、任何兩個彼此絕緣又相互靠近的導(dǎo)體都可以構(gòu)成電容器。、任何兩個彼此絕緣又相互靠近的導(dǎo)體都可以構(gòu)成電容器。2 2、 電容器的充電：電容器與電源相連，電源能量電

10、容器的充電：電容器與電源相連，電源能量電場能電場能 電容器的放電：電容器與導(dǎo)線相連，電場能電容器的放電：電容器與導(dǎo)線相連，電場能其他形式能其他形式能二、電容二、電容1 1、定義、定義: C: C與與QQ、U U無關(guān)無關(guān) 2 2、單位：法拉、單位：法拉F F 1F=106F=1012pF三、平行板電容器的電容三、平行板電容器的電容 C C與與r r 、S S、d d有關(guān)有關(guān) 四、常用電容器四、常用電容器 電解電容器電解電容器 可變電容器可變電容器 五、電容器使用時注意的問題五、電容器使用時注意的問題 工作電壓工作電壓額定電壓額定電壓擊穿電壓擊穿電壓 電解電容器有極性，正負(fù)極不能接反，不能接交流電

11、電解電容器有極性，正負(fù)極不能接反，不能接交流電UQC UQ4rsCkd例題例題 1 1、平行板電容器充電后，繼續(xù)保持電、平行板電容器充電后，繼續(xù)保持電容器的兩極板與電源相連，在這種情況下，如增容器的兩極板與電源相連，在這種情況下，如增大兩板間距大兩板間距d d，則電容器電容，則電容器電容C C、板間電勢差、板間電勢差U U、電容器所帶電量電容器所帶電量Q Q，板間場強，板間場強E E分別如何改變？分別如何改變？ 充電后，繼續(xù)保持電容器與電源相連，電充電后，繼續(xù)保持電容器與電源相連，電容器兩板間電勢差容器兩板間電勢差U U不變不變. .如增大如增大d d，則，則由由 ， C C 將減小，再，將減

12、小，再，Q Q減小，依減小，依E E= =U U/ /d d，E E將增大。將增大。 kdSCr42 2、平行板電容器充電后，切斷與電源、平行板電容器充電后，切斷與電源的連接。在這種情況下，如增大的連接。在這種情況下，如增大d d，則則C C、 U U、Q Q、E E分別如何改變分別如何改變 ？ C C變小、變小、Q Q不變、不變、U U變大、變大、E E不變不變課堂訓(xùn)練課堂訓(xùn)練2 2、平行板電容器充電后，與電池兩極斷、平行板電容器充電后，與電池兩極斷開連接，當(dāng)兩極板間的距離減小時（開連接，當(dāng)兩極板間的距離減小時（ ）A A電容器的電容電容器的電容C C變大變大B B電容器極板的帶電量電容器極

13、板的帶電量QQ變大變大C C電容器兩極間的電勢差電容器兩極間的電勢差U U變大變大D D電容器兩極板間的電場強度電容器兩極板間的電場強度E E不變不變ADAD電容器放電過程中電容器放電過程中電流隨時間變化的圖像電流隨時間變化的圖像1 1、在圖中畫一個狹長矩形，它、在圖中畫一個狹長矩形，它的面積的物理意義是什么？的面積的物理意義是什么？ 電荷量電荷量2 2、怎樣根據(jù)圖像計算電容器在、怎樣根據(jù)圖像計算電容器在全部放電過程中釋放的電荷量？全部放電過程中釋放的電荷量？ 圖像與坐標(biāo)軸間的面積圖像與坐標(biāo)軸間的面積 4040格格 Q=3.2Q=3.21010-3-3C C 3 3、根據(jù)以上數(shù)據(jù)估算出的電容是多少？、根據(jù)以上數(shù)據(jù)估算出的電容是多