電容器的電容導(dǎo)學(xué)案

1、課時(shí)1.8電容器的電容匕t 丨丨八屮中程學(xué)習(xí)目標(biāo)1. 知道什么是電容器，了解常用的電容器。2. 知道電場(chǎng)能的概念，知道電容器充電和放電時(shí)能量的轉(zhuǎn)化。3. 理解電容器電容的概念及其定義式C=-，并能用來(lái)進(jìn)行有關(guān)的計(jì)算。4. 通過(guò)實(shí)驗(yàn)了解影響平行板電容器電容大小的因素，知道平行板電容器電容公式 C=，知道改變平行板電容器的電容大小的方法。3知識(shí)記憶與理解-盞預(yù)學(xué)a*不看不詩(shī)151 i -t . A * iLt知識(shí)體系梳理1. 電容器(1) 在兩個(gè)相距很近的平行金屬板之間夾上一層電介質(zhì)就組成了一個(gè)平行板電容器。實(shí)際上，任何兩個(gè)彼此絕緣又相距很近的導(dǎo)體都可以看成一個(gè)電容器。(2) 把電容器兩極板分別與

2、電源正負(fù)極相連 過(guò)程中由電源獲得的電能儲(chǔ)存在電容器中。(3) 用導(dǎo)線連接充電后的電容器的兩極板 轉(zhuǎn)化為其他形式的能量。2. 電容(1) 電容器所帶的 電荷量與兩極板間的C=。，使兩極板分別帶上等量的異號(hào)電荷的過(guò)程叫作充電。充電，兩極板上的電荷中和的過(guò)程叫作放電，放電過(guò)程中電場(chǎng)能電勢(shì)差的比值叫作電容器的電容，用公式表示為(2) 一個(gè)電容器的電容是個(gè)常量，它表征了電容器 儲(chǔ)存電荷的特性。(3)在國(guó)際單位制中，電容的單位是I法拉，簡(jiǎn)稱(chēng)II法，符號(hào)IIf，實(shí)際中常用的電容單位還有微法、 煙皮法。理論和實(shí)驗(yàn)表明，影響一個(gè)電容器的電容大小的因素有夾在極板之間的電介質(zhì)、兩極板的正對(duì)，式中g(shù)是一個(gè)常數(shù)，稱(chēng)為電

3、介質(zhì)的妙相面積和兩極板之間的距離，這個(gè)關(guān)系用公式表示為C=l 對(duì)介電常數(shù)。3. 常見(jiàn)電容器(1) 可變電容器通過(guò)轉(zhuǎn)動(dòng)動(dòng)片，使兩組鋁片的正對(duì)面積發(fā)生變化來(lái)改變電容。(2) 加在電容器兩極板上的電壓不能超過(guò)某一限度，這個(gè)極限電壓叫作I站(擊穿電壓。電容器外殼上標(biāo)示 的是額定電壓，這個(gè)數(shù)值比II擊穿電壓要低。A際h思維探究與創(chuàng)新-BIB *盞4竿a齊誤蘋(píng)肅k*點(diǎn)難點(diǎn)探究主題1:認(rèn)識(shí)電容器閱讀教材中“電容器”標(biāo)題下的內(nèi)容，回答下面的問(wèn)題。(1) 電容器的主要作用是什么 ？(2) 說(shuō)說(shuō)平行板電容器的基本構(gòu)造。電容器兩極板上的電荷分布在哪里？什么是電容器的電荷量？板間電場(chǎng)強(qiáng)度有哪些特征？(3) 電容器是如

4、何充放電的？充放電過(guò)程中電流方向、電容器的電荷量、板間電壓、板間電場(chǎng)強(qiáng)度各發(fā)生怎樣的變化？怎樣從能量的角度理解電容器的充電和放電？主題2:電容器的電容閱讀教材中“電容”部分的內(nèi)容，回答下列問(wèn)題。(1) 為什么把電容器所帶電荷量Q與電容器兩極板間的電勢(shì)差U的比值定義為電容器的電容C?為什么不直接用電容器所帶電荷量Q來(lái)表示電容器容納電荷的本領(lǐng) ？s2圖示是一個(gè)橫截面積為 S的圓柱形容器，容器內(nèi)水的體積V與盛水的深度H之間有什么關(guān)系？能不能 說(shuō)橫截面積S越大,容器盛水量V就越多？橫截面積S反映了容器的什么本領(lǐng)？如果把電容器容納電荷與此 容器容納水作類(lèi)比，那么電容器的電容 C與容器的哪一個(gè)量類(lèi)似？主題

5、3:探究影響平行板電容器電容的因素問(wèn)題:閱讀教材中“平行板電容器的電容”部分的內(nèi)容，回答下列問(wèn)題。u?本實(shí)驗(yàn)通過(guò)觀察(1) 在研究“影響平行板電容器電容的因素”實(shí)驗(yàn)中是否直接測(cè)量了兩板間的電勢(shì)差 什么來(lái)比較電勢(shì)差的變化？(2) 本實(shí)驗(yàn)并沒(méi)有直接定量計(jì)算電容器的電容C，實(shí)驗(yàn)中又是如何知道電容C的變化的？(3) 電容器的電容與多個(gè)因素有關(guān)，實(shí)驗(yàn)中如何研究各個(gè)因素單獨(dú)對(duì)電容的影響？本實(shí)驗(yàn)?zāi)芊竦贸龈鱾€(gè)因素對(duì)電容的定量影響？主題4:電容概念的建立(1) 閱讀教材中的相關(guān)內(nèi)容，將電容器與教材圖1.8-3(不同容器，使其中的水位升高1 cm,所需的水量是不 同的)中盛水容器進(jìn)行類(lèi)比，說(shuō)說(shuō)你對(duì)電容器電容的理解

6、，歸納總結(jié)電容器電容的物理意義，寫(xiě)出電容的單位及它們之間的換算關(guān)系。電容的定義式為c=-,怎樣理解這三個(gè)量之間的關(guān)系 ？某一電容器的-是否變化？為什么電容的定義式 又可寫(xiě)作c=?如圖(3) 閱讀教材中的相關(guān)內(nèi)容，談一談電容器使用過(guò)程中需要注意的問(wèn)題。擊穿電壓是不是額定電壓 所示的電容器的電容是多少？圖中的電壓值是指什么電壓？枝能應(yīng)用與拓展-電容器是一種常用的電子元件。對(duì)電容器認(rèn)識(shí)正確的是A. 電容器的電容表示其儲(chǔ)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 gF和pF,1 g=103 pF()o2.如圖所示，平行板電容器的

7、電容為 C,極板帶電荷量為量為q的點(diǎn)電荷，則它所受到的靜電力大小為（）。理Q,極板間距為d。今在兩極板間的正中央放一帶電荷一。A .kB.kC.D.3.個(gè)兩極板間充滿(mǎn)空氣的平行板電容器，極板間距離為d,正對(duì)面積為S,充以電荷量Q后，兩極板間電勢(shì)差為U。為使電容器的電容加倍，可采用的辦法是（）。A.將電勢(shì)差變?yōu)?B.將帶電荷量變?yōu)?2QC.將極板正對(duì)面積變?yōu)?2S D.將兩板間充滿(mǎn)介電常數(shù)為 2 的電介質(zhì) 4.關(guān)于電容器的充放電，下列說(shuō)法中正確的是（）。A .充放電過(guò)程中外電路有瞬時(shí)電流B .充放電過(guò)程中外電路有恒定電流C. 充電過(guò)程中電源提供的電能全部轉(zhuǎn)化為內(nèi)能D. 放電過(guò)程中電容器中的電場(chǎng)能

8、逐漸減少屮鐘_ h I鳥(niǎo) f 片全新視角拓展量全部放掉，電容器的電容是g Fo拓展一、電容器的電容、電荷量、電壓之間的關(guān)系有一充電的平行板電容器，兩板間電壓為3 V,現(xiàn)使它的電荷量減少 3 X10-4 C,于是兩板間電壓降為原來(lái)的-則此電容器的電容是gF,電容器原來(lái)所帶的電荷量是C;若把電容器極板上的電荷拓展二、平行板電容器的動(dòng)態(tài)問(wèn)題分析2. 如圖所示，平行板電容器與電壓為 U的直流電源（內(nèi)阻不計(jì)）連接,下極板接地。一帶電油滴位于電容器 中的P點(diǎn)且恰好處于平衡狀態(tài)?，F(xiàn)將平行板電容器的上極板豎直向上移動(dòng)一小段距離，則（）。A. 帶點(diǎn)油滴將沿豎直方向向上運(yùn)動(dòng)B. P點(diǎn)的電勢(shì)將降低C. 帶點(diǎn)油滴的電

9、勢(shì)能將減少D. 若電容器的電容減小，則極板帶電荷量將增大拓展三、帶電粒子在電容器中的運(yùn)動(dòng)3. 在觀察油滴在水平放置的真空充電平行板電容器中運(yùn)動(dòng)的實(shí)驗(yàn)中，原有一油滴靜止在電容器中，給電容器再充上一些電荷量 AQi后，油滴開(kāi)始向上運(yùn)動(dòng)，經(jīng)t時(shí)間，電容器突然放電失去一部分電荷量AQ2,又經(jīng)t時(shí)間后，油滴回到原處。假設(shè)油滴在運(yùn)動(dòng)過(guò)程中沒(méi)有失去電荷，試求電容器失去電荷量 Q?和充上電荷量AQ1 之比。婦總結(jié)評(píng)愉與反思第四層級(jí)注區(qū)學(xué)區(qū)卡感;TijL一思維導(dǎo)構(gòu)建容納電荷的容器電容器充放電過(guò)程適用于任何電容器定義式電容電容器的電容單位計(jì)算式平行板僅適用于平行板電容器不變電容器兩類(lèi)典型問(wèn)題不變答案課時(shí)1.8電容

10、器的電容知識(shí)體系梳理金屬絕緣等量電源 中和 電場(chǎng) 電荷量 電勢(shì)差 - 儲(chǔ)存電荷 法拉電介質(zhì)正對(duì)面積距離I相對(duì)介電常數(shù)正對(duì)面積擊穿擊穿重點(diǎn)難點(diǎn)探究主題1:(1)電容器的主要作用是能夠儲(chǔ)存電荷和電能。(2) 兩塊正對(duì)著的、互相平行、互相絕緣而又靠近的金屬板是最簡(jiǎn)單的電容器，叫作平行板電容器。電容器兩 極板上的電荷分布在兩極板相對(duì)的內(nèi)側(cè)。電容器所帶電荷量是指一個(gè)極板所帶電荷量的絕對(duì)值。板間形成 勻強(qiáng)電場(chǎng)(不考慮邊緣效應(yīng)),電場(chǎng)強(qiáng)度大小E=-,方向始終垂直板面。(3) 把電容器的一個(gè)極板與電池組的正極相連，另一個(gè)極板與負(fù)極相連，兩個(gè)極板上就分別帶上了等量的異種 電荷，這個(gè)過(guò)程叫作充電，如圖甲所示。充電

11、后,把電容器的兩個(gè)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(gè)過(guò)程叫作放電，如圖乙 所示。S充電帶電荷量 Q增加,板間電壓U增大,板間電場(chǎng)強(qiáng)度E增大，充電結(jié)束時(shí)，電流減小到零，電容器極板電 壓等于充電電壓。放電帶電荷量 Q減少,板間電壓U減小,板間電場(chǎng)強(qiáng)度E減小，放電結(jié)束時(shí)，1、Q、U、E都為零。給電容器充電的過(guò)程，就是電源通過(guò)電流做功克服靜電力把電荷從一個(gè)極板搬運(yùn)到另一個(gè)極板上的過(guò)程，通過(guò)這一過(guò)程，能量以電場(chǎng)能的形式儲(chǔ)存在電容器中，等到放電時(shí)再把這部分電場(chǎng)能釋放出來(lái)。主題2:(1)實(shí)驗(yàn)表明，對(duì)于某一個(gè)電容器，它所帶電荷量Q與電容器兩極板間的電勢(shì)差U成正比,也就是說(shuō)比值-是個(gè)常量

12、，而不同的電容器，這個(gè)比值一般不同，因此把這個(gè)比值定義為電容器的電容C,它反映了電容器儲(chǔ)存電荷的能力。由于同一個(gè)電容器所帶電荷量Q隨其電壓U而改變，因此不能用來(lái)比較不同電容器容納電荷的本領(lǐng)。(2) 圓柱形容器的橫截面積 S是常量,由V=SH可知盛水的體積 V與其深度H成正比，即比值-是個(gè)常量。橫截面積S反映了容器容納水的本領(lǐng)，但不能說(shuō)容器的橫截面積 S越大，容納水量V就越多。一個(gè)圓柱形容器的橫截面積S越大,在同樣深度下容納水量 V就越多。同理，對(duì)于一個(gè)電容器，它的電容C越大，在同樣的電勢(shì)差下所容納電荷量就越多，由此可見(jiàn)，電容器的電容 C與容器的橫截面積 S類(lèi)似。主題3:(1)實(shí)驗(yàn)中并沒(méi)有直接測(cè)

13、量?jī)蓸O板間的電勢(shì)差U,而是通過(guò)觀察靜電計(jì)指針偏轉(zhuǎn)角度來(lái)比較電勢(shì)差的變化。(2)實(shí)驗(yàn)中電容器充電后與電源斷開(kāi)，不再充電、放電，使其所帶電荷量 Q保持不變，根據(jù)Cd可知此時(shí)C與U成反比，因此當(dāng)觀察到U增加時(shí)，就意味著C減小，反之亦然。實(shí)驗(yàn)采取了“控制變量法”，即當(dāng)研究正對(duì)面積 S對(duì)電容的影響時(shí)，保持間距d和電介質(zhì)不變；當(dāng)研究間距d 對(duì)電容的影響時(shí)，保持正對(duì)面積 S和電介質(zhì)不變；當(dāng)研究電介質(zhì)對(duì)電容的影響時(shí)，保持正對(duì)面積 S和間距d不 變。本實(shí)驗(yàn)沒(méi)有進(jìn)行定量的測(cè)量 ，而只是對(duì)各個(gè)因素對(duì)電容的影響進(jìn)行了定性的研究。主題4:(1)電容器是一個(gè)儀器，而電容是一個(gè)物理量，它表征了電容器容納電荷的本領(lǐng)。電容的定

14、義：電容器所帶電荷量與兩極板間電勢(shì)差的比值。它是描述電容器容納電荷本領(lǐng)大小的物理量，數(shù)值上等于使電容器兩極板間的電勢(shì)差增大1 V所增加的電荷量。定義式：C=-=。電容C是用比值定義法定義的，本章學(xué)過(guò)的電場(chǎng)強(qiáng)度 E、電勢(shì)都是用比值法定義的。電容C=-,但不能說(shuō)電容C與Q成正比、與U成反比，因?yàn)殡娙軨由電容器本身的性質(zhì)決定，與Q、U的大 小無(wú)關(guān)。單位:F、卩 F、PF;1 PF =10-6 叮=10-12 F o(2)電容器兩極板間的電勢(shì)差隨電荷量的增加而增大，電荷量與電勢(shì)差成正比，它們的比值是一個(gè)恒量，每一個(gè) 電容器都有一個(gè)屬于自己的-常數(shù)，與所帶電荷量的多少無(wú)關(guān)，這個(gè)比值反映了電容器容納電荷的

15、本領(lǐng)大小。定義式C=-中的Q、U是正比關(guān)系，反映在Q-U圖象中是一條直線，電容C就是直線的斜率，所以C=-=。(3) 電容器兩極板間電壓越大，所帶電荷量越大，電容器有擊穿電壓，超過(guò)此電壓，電容器將被擊穿。額定電壓是 電容器長(zhǎng)期工作時(shí)所能承受的電壓 ，電容器額定電壓應(yīng)低于擊穿電壓。 圖中所示電容器電容為 22 aF圖中標(biāo) 示的電壓值為額定電壓?；A(chǔ)智能檢測(cè)1. A 2.C 3.CD 4.AD全新視角拓展1.1504.5 X 1C4150【解析】(1)電容器兩極板間電勢(shì)差的變化量：U=(1-)U=- 3 V=2 V由C= ，有C=F=1.5 X10-4 F = 150 卩 Fo(2) 電容器原來(lái)的電荷量為Q,則：Q=CU=1.5 X1O-4X3 C=4.5 X10-4 C。Fo(3) 電容器的電容是由電容器本身的結(jié)構(gòu)決定的，與是否帶電無(wú)關(guān)，所以電容器放掉全部電荷后，電容仍然是150卩2. B【解析】電容器與電源相連，電容器兩端的電壓 U不變，當(dāng)上極板上移時(shí)，板間距離d增大,電場(chǎng)強(qiáng)度E-減小，靜電力減小，帶電粒子將向下運(yùn)動(dòng),A錯(cuò)；由 U=Ed知,P與下極板間的電勢(shì)