高中物理选修1-1《电容器》教案

  高中物理选修1-1《电容器》教案【一】

  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。

  高中物理选修1-1《电容器》教案【二】

  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

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