高二物理電容器平行板電容器

1、電容器 平行板電容器的教案示例一、教學目標.掌握平行板電容器的電容；.掌握影響平行板電容器電容的因素；,認識一些常用電容器；4.結合勻強電場有關知識，研究平行板電容器極板間電場及電場源關 系。二、重點、難點分析.平行板電容器的電容和影響電容的因素是教學中的重點。.學生不常接觸電容器，缺少實際知識，在接受本節(jié)課講授內(nèi)容時有 一定困難，如何幫助學生在理解基礎上分析解決問題是教學中的難點。三、教具靜電計，帶絕緣支架的導體圓板（兩個），起電機，電介質(zhì)板（泡沫塑 料板），示教用各種電容器。驗電器（一個），驗電球。四、主要教學過程（一）引入新課由上節(jié)課問題，靠近帶電物體A的導體（B接地）上帶有感應電荷。整

2、 個裝置具有儲存電荷的功能。我們稱這種裝置為電容器。（二）教學過程設計.電容器（1）構成：任何兩個彼此絕緣、相互靠近的導體可組成一個電容器， 貯藏電量和能量。兩個導體稱為電容的兩極。欲使電容器儲存電荷，首先應對電容充電，充電后還能放電。（2）充放電充電：使電容器兩極帶異號電荷的過程。實驗1利用起電機對相對放置的平行金屬板構成的電容器充電。把金屬板與起電機斷開，用驗電球 C與A板接觸后再與驗電器金屬球D 接觸，金屬箔逐漸張開?？芍狝板上帶有電荷。然后，放掉C上多余電荷,讓C與B接觸后再與D接觸，可見原來張開的金屬箔逐漸閉合，可知 A、B帶 異號電荷。分析：起電機兩極帶電荷后，電勢在帶正電荷一極較

3、高，負電荷一極較 低，與電容器兩極接觸時，由于起電機兩極與電容器兩極不等勢， 將發(fā)生電 荷定向移動，引起電荷重新分布，直至起電機兩極與電容器兩極達到靜電平 衡狀態(tài)為止。這時電容器兩極與起電機兩極分別等勢， 從而電容器兩極間電 勢差等于起電機兩極電勢差。同樣，也可用電源（電池）對電容器充電，與 正極相連的電容器極板帶正電荷，與負極相連帶負電荷。放電：使電容器兩極失去所帶電荷?？捎脤Ь€直接連接電容器兩極，讓兩極板上正負電荷發(fā)生中和。實驗2先用起電機對AB板充電，然后用導線連接A、B板，用驗電球和驗電器檢驗A、 B板上有無電荷。電容器容納電荷多少與什么有關？引導學生分析：兩極板積累異號電荷 越多，其

4、中帶正電荷一極電勢越高， 帶負電荷一極電勢越低，從而電勢差 越大?？深惐扔谒萜鳎ㄖ危琎電量類比于水體積，電勢差U類比于水深, U越大，Q越大，水體積與水深度比值為橫截面積不變。理論上可 證明，耳比值也不變，類比于橫截面積，這個比值U稱為電容。（3）電容定義：電容是描述電容器容納電量特性的物理量。它的大 小可用電容器一極的帶電量與兩極板電勢差之比來量度。量度c=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。單位：法拉（F）1F=1C/V常用單位有微法（ ），皮法（pF） 1F=106pF=1012

5、pF.平行板電容器電容電容器中具有代表性的一種。（1）構成：兩塊平行相互絕緣金屬板?？蓮娬{(diào)一下：兩極間距d；兩極正對面積So描述一對平行板的幾何特性。注意說明，兩板所帶電量應是等量異號的（前面實驗已證明）。（2）量度C =Q是某一極板所帶電量的絕對值，（3）影響平行板電容器電容的因素：實驗3先說明靜電計的作用：指針偏角越大，指針與殼間電勢差越大。充電完畢后，斷開極板A、B與起電機連線，Q不變，改變A、B極板問 距離，可見板間距增大時，靜電計指針偏角變大，板間距減小時，靜電計指 針偏角減小。分析,段大，c1, Q不變，ui曾大，C減小。*、時，c=* U減速小，C增大。實驗4 改變AB兩板正對面

6、積S可觀察到S增大時，指針偏角變?。籗減小時，指針偏角變大。Q不變，U減小，。=前，C增大，淵大。Q不變，E曾大，0 = 5, C減小，S減小。理論和實驗可精確證明：C8S實驗5固定A、B位置不變，把電介質(zhì)板插入，可觀察到電介質(zhì)板進入過程中, 靜電計指針偏角變小。分析：Q不變u變小，c變大。電介質(zhì)一般指絕緣物質(zhì)，無自由電荷，電荷可在平衡位置附近做微小振 動。當絕緣物質(zhì)處于外加電場中時，這些電荷受力，其分布將發(fā)生一定的變 化，在靠近正極板表面上出現(xiàn)負電荷， 在靠近負極板表面上出現(xiàn)正電荷。 這 些電荷不是自由電荷，而是被束縛在電介質(zhì)上，不能自由移動。這些束縛電 荷使板間電場削弱，兩板間電勢差U降低

7、，從而使靜電計指針偏角減小。兩極板間插入電介質(zhì)時比不插入電介質(zhì)時電容大。k為靜電力恒量?？煽紤]給出電容公式C = 7吟為介電常數(shù), 4點kd這里也可以用能的觀點加以分析：電介質(zhì)板插入過程中，由于束縛電荷 與極板上電荷相互吸引力做功，電勢能減少，故電勢差降低。(4)平行板電容器內(nèi)電場：實驗6 (建議)在一塊金屬板上固定一些細尼龍絲，把兩金屬板平行正 對放置，并用起電機使兩板帶電，可見尼龍絲幾乎垂直于板且相互平行地立 起來。從細尼龍絲的分布情況，可看出板間電場的特點。板間電場可看作勻強電場：E=U/ dU為兩板間電勢差，d為兩板間距。場源關系E -U/d-cdQw s4 irkdQ不變，板間電場強度E與板間距無關U不變，電容器始終與電源兩極相連，E與d成反比，Q=C U, Q與d也成 反比。3.常見電容器展示，介紹紙介電容器、可變電容器與平行板電容器的 聯(lián)系。(三)復