人教版選修11 電容器 第一課時 教案.docx

1.4電容器一、教學目標（一）知識與技能1、通過媒體展示電容器實物讓學生知道什么是電容器及常見的電容器的構(gòu)成；2、通過電容充放電現(xiàn)象的實驗演示讓學生理解電場能的基本概念，知道電容器充電和放電時的能量轉(zhuǎn)換；3、通過多媒體展示“水容量”和“電容量”的動態(tài)變化過程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、通過實驗演示讓學生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，培養(yǎng)學生分析問題與解決問題的能力。（二）過程與方法結(jié)合實物觀察與演示，通過學生的親自實踐與體會，在具體練習的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)度與價值觀體會電容器在實際生活中的廣泛應用，培養(yǎng)學生探究新事物的興趣；電容器兩極帶等量異種電荷，讓學生體會物理學中的對稱美。 二、重點、難點、疑點及解決辦法1重點電容的概念，影響電容大小的因素2難點電容的概念，電容器的電量與電壓的關(guān)系，電容的充、放電3疑點兩極間電勢差增加1伏所需電量的多少是衡量電容器電容大小的標志。4解決辦法用充了電的電容器短路放電產(chǎn)生白熾的火花使學生感受到電容器有“容納（儲存）電荷”的功能。為使學生理解充、放電的抽象過程。用自制的充放電的電路中的示教電流表顯示充、放電過程，為使學生理解電容器電量與電壓的抽象關(guān)系，不同電壓、不同電容的電容器充電再放電時的聲音與亮光形象的展示這一抽象關(guān)系。運用演示實驗講授這一課，可取得較好的教學效果；若只停留在理論上和抽象的論證，學生是難以理解和接受的三、教具準備：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，感應起電機，電線，各種電容器（包括“25v 4700f”電容一只和一個可用來拆開的紙制電容器），學生電源一個，導線若干，起電機四、教學方法：實驗教學法五、教學過程：（一）、復習、演示，引入新課兩塊相互靠近，平行放置的金屬板，如果分別帶上等量異種電荷，它們之間有沒有電場？（同時板畫）兩金屬板間有沒有電勢差？教師歸納小結(jié)：由此可見，相互靠近的兩金屬板構(gòu)成的裝置具有儲存電荷的作用，或者說它可以容納電荷，而兩板所帶正、負電荷越多，板間電場就越強，兩板間的電勢差就越大（稍作解釋）。那么有什么方法可以使兩金屬板帶上正、負電荷呢？將兩金屬極分別按到電源的正、負兩板上（同時畫出電路）。（實驗演示1）將“25v 4700f”電容器（出示實物）充以16v電壓，然后短路放電產(chǎn)生白熾的火花，并發(fā)出較大的聲響。（激發(fā)學生學習本節(jié)興趣）然后教師明確告訴學生“電容器可以容納電荷”。如何解釋這一現(xiàn)象呢？（學生疑惑）現(xiàn)在我們來學習有關(guān)電容器的知識。（板書課題）（二）新課教學：展示各種電容器。并做解釋：這是一種能容納電荷的容器，今天我們來先來學習它電容器以及描述它容納電荷本領的物理量電容1、電容器（1）構(gòu)造：任何兩個彼此絕緣又相隔很近的導體都可以看成一個電容器（講解：電容器中將兩片錫箔紙作為電容器的兩個極板，兩個極板非?？拷?，中間的絕緣層用薄絕緣紙充當，分別用兩根導線連接兩極這就是電容器的結(jié)構(gòu)）。（2）電容器的充電、放電：實驗演示2：把電容器的一個極板與電池組的正極相連，另一個極板與負極相連，兩個極板上就分別帶上了等量的異種電荷。這個過程叫做充電?，F(xiàn)象：從靈敏電流計可以觀察到短暫的充電電流。充電后，切斷與電源的聯(lián)系，兩個極板間有電場存在，充電過程中由電源獲得的電能貯存在電場中，稱為電場能。實驗演示3：把充電后的電容器的兩個極板接通，兩極板上的電荷互相中和，電容器就不帶電了，這個過程叫放電?，F(xiàn)象：從靈敏電流計可以觀察到短暫的放電電流。放電后，兩極板間不存在電場，電場能轉(zhuǎn)化為其他形式的能量。問題1：電容器在充、放電的過程中的能量轉(zhuǎn)化關(guān)系是什么?待學生討論后總結(jié)如下：【板書】充電帶電量q增加，板間電壓u增加，板間場強e增加， 電能轉(zhuǎn)化為電場能放電帶電量q減少，板間電壓u減少，板間場強e減少，電場能轉(zhuǎn)化為電能問題2：電容器可以充入的電量 是無限的么？如何描述電容器容納電荷的本領？（且聽下面分解。）2、電容與水容器類比后得出（動畫演示）。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(guān)系式。在c一定情況下，q=cu，q正比于u。（板書）定義：電容器所帶的電量q與電容器兩極板間的電勢差u的比值，叫做電容器的電容。公式：單位：法拉（f）還有微法（f）和皮法（pf） 1f=10-6f=10-12pf（4）電容的物理意義：電容是表示電容器容納電荷本領的物理量，是由電容器本身的性質(zhì)（由導體大小、形狀、相對位置及電介質(zhì)）決定的，與電容器是不是帶電無關(guān)。3、平行板電容器的電容（1）、實驗演示4感應起電機給靜電計帶電（詳參閱教材）說明（多媒體演示）：靜電計是在驗電器的基礎上制成的，用來測量電勢差。把它的金屬球與一個導體相連，把它的金屬外殼與另一個導體相連，從指針的偏轉(zhuǎn)角度可以量出兩個導體之間的電勢差u。平等板電容器由兩塊平行相互絕緣金屬板構(gòu)成：兩極間距d；兩極正對面積s（2）、量度： ，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： ，（ 、 不變），d越大，偏轉(zhuǎn)角度越小，c越小。 ，（ 、 不變），s越小，靜電計的偏轉(zhuǎn)角度越大， u越大，電容c越??；保持q、d、s都不變，在兩極板間插入電介質(zhì)板，靜電計的偏轉(zhuǎn)角度并且減小，電勢差u越小電容c增大。說明插入比不插入電介質(zhì)時電容大 為介電常數(shù)，k為靜電力恒量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）、結(jié)論：平行板電容器的電容c與介電常數(shù)成正比，跟正對面積s成正比，跟極板間的距離d成反比。平行板電容器的決定式：真空 介質(zhì) 4、常用電容器（結(jié)合課本介紹p135），出示常用的電容器（1）介紹固定電容器（2）介紹可變電容器（3）介紹擊穿電壓（三）、典型例題講解例1下列一組電容器是可變電容器的是()答案d解析a、b、c項中的電容器均是固定電容器，d項中的電容器是可變電容器.針對訓練：2015年4月16日，中國南車設計制造的全球首創(chuàng)超級電容儲能式現(xiàn)代電車在寧波下線，不久將成為二三線城市的主要公交用車.這種超級電車的核心是我國自主研發(fā)、全球首創(chuàng)的“超級電容器”.如圖144所示，這種電容器安全性高，可反復充放電100萬次以上，使用壽命長達十二年，且容量超大(達到9 500 f)，能夠在10 s內(nèi)完成充電.下列說法正確的是()圖144a.該“超級電容器”能儲存電荷b.該“超級電容器”的電容隨電壓的增大而增大c.該“超級電容器”放電過程中把化學能轉(zhuǎn)化為電能d.充電時電源的正極應接“超級電容器”的負極答案a解析電容器能儲存電荷，a正確；電容器的電容反映電容器容納電荷的本領，由電容器本身決定，與電壓無關(guān)，b錯；電容器放電過程把電能轉(zhuǎn)化為其他形式的能，c錯誤；電容器充電時，電源的正極接電容器的正極，d錯誤.例2如圖所示，一平行板電容器與一電源連接，電源兩端的電壓保持不變，若使電容器兩板間的距離變小，則()a.電容器的電容比原來減小b.電容器兩板間的電壓比原來減小 c.電容器所帶的電荷量比原來增加d.所帶的電荷量比原來減少答案c解析電容器極板間的距離越近，電容器的電容就越大，選項a錯誤；充電結(jié)束后，電容器兩極板間的電壓與電源電壓相等，選項b錯誤；在電壓不變的情況下，電容增大，則電容器所帶電荷量增加，選項c正確，d錯誤.針對訓練2 下列哪些方法可以改變電容器的電容()a.改變電容器兩極上的電荷量b.改變電容器兩極板間的電壓c.改變電容器兩極板的正對面積d.改變電容器兩極板間的距離答案cd解析電容是表示電容器儲存電荷能力的物理量，與電容器兩極間的電壓以及它所帶的電荷量無關(guān)，與電容器兩極板的正對面積、兩極板間的距離以及極板間電介質(zhì)的性質(zhì)有關(guān).故a、b錯誤，c、d正確.對電容器的理解1.關(guān)于電容器，以下說法中正確的是()a.電容器所帶的電荷量是指兩個極板所帶電荷量的絕對值之和b.電容器的電容跟它所容納的電荷的電荷量無關(guān)，但跟兩極板間的電壓有關(guān)c.可變平行板電容器的動片旋進(兩極板正對面積減小)，它的電容就增大；旋出，它的電容就減小d.任何兩個彼此絕緣而又相互靠近的導體，就組成了電容器，跟這兩個導體是否帶電無關(guān)答案d解析電容器所帶的電荷量是指一個極板所帶電荷量的絕對值，故a錯誤；電容的大小與電容器兩端的電壓及電容器所帶的電荷量無關(guān)，故b錯誤；減小平行板電容器的正對面積，其電容將減小，故c錯誤；任何兩個彼此絕緣而又相互靠近的導體，就組成了電容器，跟這兩個導體是否帶電無關(guān)，故d正確.2.一個電容器的規(guī)格是“10 f，50 v”，則()a.這個電容器加上50 v電壓時，電容才是10 fb.這個電容器的最大電容為10 f，帶電荷量較少時，電容小于10 fc.這個電容器所加電壓不能低于50 vd.這個電容器的電容總等于10 f答案d解析電容是表示電容器容納電荷本領大小的物理量，與電容器兩端是否加電壓，以及加多大電壓無關(guān)，因此選項d正確.對電容器的電容的理解3.如圖146所示，是一個由電池、電阻r與平行板電容器組成的串聯(lián)電路，在增大電容器兩極板間距離的過程中()圖146a.電容器電容變大 b.電容器電容變小c.電容器放電 d.電容器充電答案bc解析電容器極板間距離越大，電容越小，故a錯誤，b正確；電容減小，在兩極板間電壓不變的情況下，電容器的帶電荷量減小，故電容器要放電，c正確，d錯誤.4.關(guān)于電容器，以下說法正確的是()a.電容器兩板正對面積變大，電容變小b.電容器兩板距離變大，電容變小c.兩板間放入電介質(zhì)，電容變大d.兩板間電壓增大，電容變大 答案bc解析電容器兩板正對面積變大，電容變大，選項a錯誤；電容器兩板距離變大，電容變小，選項b正確；兩板間放入電介質(zhì)，電容變大，選項c正確；電容的大小與兩極板間的電壓無關(guān)，選項d錯誤.題組一、對電容器的理解1.下列電學器件中，哪個是電容器()答案c2.下列關(guān)于電容器的說法正確的是()a.電容器可以由兩個彼此絕緣的正對金屬極板構(gòu)成b.電容器只能儲存同種電荷c.照相機閃光燈應用電容器放電發(fā)出強光d.電容器既能充電也能放電答案acd解析任意兩個彼此絕緣而相距較近的導體都可以構(gòu)成一個電容器，故選項a正確；電容器的兩極板可帶異種電荷，故選項b錯誤；照相機拍照前先用較長的時間(一般是幾秒)給電容器充電，拍照時觸發(fā)閃光燈，使電容器通過燈管放電，發(fā)出耀眼的白光，故選項c正確；電容器既能充電也能放電，故選項d正確.3.電容器是一種常用的電子元件，對電容器認識正確的是()a.電容器的電容表示其儲存電荷的能力b.電容器的電容與它所帶的電荷量成正比c.電容器的電容與它兩極板間的電壓成正比d.電容的常用單位有f和pf，1 f103 pf答案a解析電容是表征電容器容納電荷本領大小的物理量，其大小由構(gòu)成電容器本身因素決定，如極板正對面積、板間距離、電介質(zhì)等，與是否帶電、電壓的高低等無關(guān).1 f106 pf.故只有選項a正確.4.如圖147所示的電路，當開關(guān)與a相連時，通過靈敏電流表的電流方向_(選填“向左”或“向右”) .然后將開關(guān)與b相連，此時通過靈敏電流表的電流方向_(選填“向左”或“向右”) . 圖147答案向右向左解析當開關(guān)與a相連時，電容器充電，電流向右通過靈敏電流表；將開關(guān)與b相連，此時電容器放電，所以電流向左通過靈敏電流表.5.電阻器、電容器、電感器是電子電路中常用的元件，圖148中“c”代表的元件是()圖148a.電阻器 b.電容器c.電感器 d.開關(guān)答案b題組二、對電容器的電容的理解6.有關(guān)電容器的單位及換算正確的是()a.電容的單位是庫侖b.電容的國際單位是法拉c.1法106微法d.法拉是個很小的單位答案b解析電容的國際單位是法拉，選項a錯誤，b正確；法拉是個很大的單位，1法106微法，選項c、d錯誤.7.關(guān)于電容器的電容，下列說法中正確的是()a.電容器兩極的電壓越大，電容就越大b.電容器所帶電荷量越多，電容就越大c.電容器所帶電荷量為零，電容就為零d.電容器的電容與兩極的電壓及所帶電荷量均無關(guān)，僅由電容器本身的因素決定答案d解析電容器的電容與兩極的電壓及所帶電荷量均無關(guān)，僅由電容器本身的因素決定，d正確.8.下列關(guān)于電容的說法中，正確的是()a.一只電容器所帶的電荷量越大，電容越大b.如果一個電容器兩極板間沒有電壓，就沒有電荷量，也就沒有電容c.對于可變電容器而言，在其他條件不變的基礎上，電容器極板的正對面積越大，電容越小d.對于可變電容器而言，在其他條件不變的基礎上，電容器極板的正對面積越大，電容越大答案d解析電容是描述電容器容納電荷本領大小的物理量，其大小是由電容器自身性質(zhì)決定的，取決于兩極板的正對面積、極板間的距離及兩極板間電介質(zhì)的種類