選修第一章第節(jié)《電容器的電容》導(dǎo)案

1、文檔編碼 : CQ2N7Q3G8V5 HR6D9T1H7K4 ZX5P5K1X2O8課時(shí)1. 8 電容器的電容1. 知道什么是電容器,明白常用的電容器；2. 知道電場能的概念,知道電容器充電和放電時(shí)能量的轉(zhuǎn)化；3. 懂得電容器電容的概念及其定義式C= ,并能用來進(jìn)行有關(guān)的運(yùn)算；C= ,知道轉(zhuǎn)變平4. 通過試驗(yàn)明白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行板電容器的電容大小的方法；1. 電容器1在兩個(gè)相距很近的平行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電源正負(fù)極相連,使兩極板分別帶上的異號(hào)電

2、荷的過程叫作充電；充電過程中由獲得的電能儲(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 他形式的能量；2. 電容,兩極板上的電荷的過程叫作放電,放電過程中能轉(zhuǎn)化為其間的1電容器所帶的與兩極板間的的比值叫作電容器的電容,用公式表示為C=；2一個(gè)電容器的電容是個(gè)常量,它表征了電容器的特性；3在國際單位制中,電容的單位是,簡稱,符號(hào),實(shí)際中常用的電容單位仍有,4理論和試驗(yàn)說明,影響一個(gè)電容器的電容大小的因素有夾在極板之間的,兩極板的和兩極板之,這個(gè)關(guān)系用公式表示為C= ,式中r 是一個(gè)常數(shù),稱為電介質(zhì)的；3. 常見電容器1可變電容器通過轉(zhuǎn)動(dòng)動(dòng)片,使兩組鋁片的發(fā)生變化來轉(zhuǎn)變電容；電壓；電容器外殼上

3、標(biāo)示的是額,這個(gè)極限電壓叫作2加在電容器兩極板上的電壓不能超過某一限度定電壓,這個(gè)數(shù)值比電壓要低；主題1:熟識(shí)電容器 閱讀教材中“電容器”標(biāo)題下的內(nèi)容,回答下面的問題；1電容器的主要作用是什么.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2說說平行板電容器的基本構(gòu)造；場強(qiáng)度有哪些特點(diǎn). 第 1 頁,共 7 頁3電容器是如何充放電的 .充放電過程中電流方向,電容器的電荷量,板間電壓,板間電場強(qiáng)度各發(fā)生怎樣的變化.怎樣從能量的角度懂得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,回答以下問題；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差 U

4、的比值定義為電容器的電 C.為什么不直接用電容器所帶電荷量 Q 來表示電容器容納電荷的本 容 .事2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 V 與盛水的深 H 之間有什么關(guān)系.能不能說橫截面積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 積 度 .假如把電容器容納電荷與此容事 器容納水作類比,那么電容器的電容 C 與容器的哪一個(gè)量類 .似主題3:探究影響平行板電容器電容的因素問題:閱讀教材中“平行板電容器的電容” 部分的內(nèi)容,回答以下問題；1在爭辯“影響平行板電容器電容的因素” 試驗(yàn)中是否直接測量了兩板間的電勢差 U.本試驗(yàn)通過觀看什么來比較電勢差的變化 .2本

5、試驗(yàn)并沒有直接定量運(yùn)算電容器的電容 C,試驗(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) ,試驗(yàn)中如何爭辯各個(gè)因素單獨(dú)對電容的影響 .本試驗(yàn)?zāi)芊竦贸龈鱾€(gè)因素對電容的定量影響.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, 使其中的水位上升 1 cm,所需的水量是不同的中盛水容器進(jìn)行類比 ,說說你對電容器電容的懂得 ,歸納總結(jié)電容器電容的物理意義 ,寫出電容的單位及它們之間的換算關(guān)系；2電容的定義式為 C= ,怎樣懂得這三個(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作C= .3閱讀教材中的相關(guān)內(nèi)容 , 談一談

6、電容器使用過程中需要留意的問題；擊穿電壓是不是額定電壓 .如圖所示的電容器的電容是多少 .圖中的電壓值是指什么電壓 .第 2 頁,共 7 頁1. 電容器是一種常用的電子元件；對電容器熟識(shí)正確選項(xiàng) ；A. 電容器的電容表示其儲(chǔ)存電荷的才能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3D. 電容的常用單位有 F 和pF,1 F=10 pF 2. 如以下圖,平行板電容器的電容為 C,極板帶電荷量為Q,極板間距為d；今在兩極板間的正中心放一帶電荷量為q 的點(diǎn)電荷,就它所受到的靜電力大小為 ；A.k B.k C. D. 3. 一個(gè)兩極板間布滿空氣的平行板電容器 ,極

7、板間距離為d,正對面積為S,充以電荷量Q 后,兩極板間電勢差U；為使電容器的電容加倍 ,可接受的方法是；為A. 將電勢差變?yōu)?B. 將帶電荷量變?yōu)?Q C. 將極板正對面積變?yōu)?2S D. 將兩板間布滿介電常數(shù)為 2 r 的電介質(zhì)4. 關(guān)于電容器的充放電 ,以下說法中正確選項(xiàng)；A. 充放電過程中外電路有瞬時(shí)電流B. 充放電過程中外電路有恒定電流C. 充電過程中電源供應(yīng)的電能全部轉(zhuǎn)化為內(nèi)能D. 放電過程中電容器中的電場能逐步削減拓展一,電容器的電容,電荷量,電壓之間的關(guān)系1. 有一充電的平行板電容器 ,兩板間電壓為3 V,現(xiàn)使它的電荷量削減 310- 4C,于是兩板間電壓降為原先的 ,就此電容器

8、的電容是 F,電容器原先所帶的電荷量是 C;如把電容器極板上的電荷量全部放掉 , 電容器的電容是 F；拓展二,平行板電容器的動(dòng)態(tài)問題分析2. 如以下圖,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中的P 點(diǎn)且恰好處于平穩(wěn)狀態(tài)；現(xiàn)將平行板電容器的上極板豎直向上移動(dòng)一小段距 器 ,就；離A. 帶點(diǎn)油滴將沿豎直方向向上運(yùn)動(dòng)第 3 頁,共 7 頁B.P 點(diǎn)的電勢將降低 C. 帶點(diǎn)油滴的電勢能將削減 D. 如電容器的電容減小 ,就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. 在觀看油滴在水平放置的真空充電平行板電容器中運(yùn)動(dòng)的試驗(yàn)中 ,原有一油滴靜止在電容器中

9、 ,給電容器再充上一些電荷量 Q1后,油滴開頭向上運(yùn)動(dòng) ,經(jīng) t 時(shí)間,電容器突然放電失去一部分電荷量 Q2,又經(jīng) t 時(shí)間后,油滴回到原處；假設(shè)油滴在運(yùn)動(dòng)過程中沒有失去電荷 ,試求電容器失去電荷量 Q2和充上電荷量 Q 之比；電容器的電容答案課時(shí)1. 8 電容器的電容 學(xué)問體系梳理金屬絕緣等量電源中和電場電荷量電勢差儲(chǔ)存電荷法拉法F 微法皮法電介質(zhì)正對面積距離擊穿相對介電常數(shù)正對面積擊穿重點(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；2兩塊正對著的,相互平行,相互絕緣而又靠近的金屬板是最簡潔的電容器,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的內(nèi)側(cè)；電容器所帶電荷量

10、是指一個(gè)極板所帶電荷量的確定值；板間形成勻強(qiáng)電場不考慮邊緣效應(yīng),電場強(qiáng)度大小E= ,方向始終垂直板面；第 4 頁,共 7 頁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)過程叫作充電,如圖甲所示；充電后,把電容器的兩個(gè)極板接通, 兩極板上的電荷相互中和,電容器就不帶電了,這個(gè)過程叫作放電,如圖乙所示；充電帶電荷量Q 增加, 板間電壓U 增大, 板間電場強(qiáng)度E 增大,充電終止時(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 削減,板間電壓U 減小,板間電場強(qiáng)度E 減小,放電終止時(shí),I ,Q,U,E 都為零；給電容器充電的過程,

11、就是電源通過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)極板上的過程 ,通過這一過程,能量以電場能的形式儲(chǔ)存在電容器中 ,等到放電時(shí)再把這部分電場能釋放出來；主題2:1試驗(yàn)說明,對于某一個(gè)電容器,它所帶電荷量Q 與電容器兩極板間的電勢 U 成正比,也就是說比差 值是個(gè)常量,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)存電荷的才能；由于同一個(gè)電容器所帶電荷量 Q 隨其電壓U 而轉(zhuǎn)變,因此不能用來比較不同電容器容納電荷的本事；2圓柱形容器的橫截面積 S 是常量,由V=SH 可知盛水的體 V 與其深度H 成正比,即比 是個(gè)常量；橫截積 值面積S 反映了

12、容器容納水的本 ,但不能說容器的橫截面積 S 越大,容納水量V 就越多；一個(gè)圓柱形容器的事 橫截面積S 越大,在同樣深度下容納水量 V 就越多；同理,對于一個(gè)電容器,它的電容C 越大,在同樣的電勢差下所容納電荷量就越多,由此可見, 電容器的電容C 與容器的橫截面 S 類主題3:1試驗(yàn)中并沒有直接測量兩極板間的電勢差 積 U,而是通過觀看靜電計(jì)指針偏轉(zhuǎn)角度來比較電勢差的變 似；化；2試驗(yàn)中電容器充電后與電源斷開 ,不再充電,放電,使其所帶電荷量Q 保持不變,依據(jù)C= 可知此時(shí)C 與U 成反比,因此當(dāng)觀看到U 增加時(shí), 就意味著C 減小,反之亦3試驗(yàn)實(shí)行了“把握變量法”,即當(dāng)爭辯正對面積 然；S

13、對電容的影響時(shí),保持間距d 和電介質(zhì)不變;當(dāng)爭辯間距d對電容的影響時(shí),保持正對面積 S 和電介質(zhì)不變;當(dāng)爭辯電介質(zhì)對電容的影響 ,保持正對面積S 和間距 不變；本試驗(yàn)沒有進(jìn)行定量的測量 時(shí) ,而只是對各個(gè)因素對電容的影響進(jìn)行了定性的爭辯；d 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事；電容的定義:電容器所帶電荷量與兩極板間電勢差的比值；它是描述電容器容納電荷本事大小的物理量 , 數(shù)值上等于使電容器兩極板間的電勢差增大 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 ,本章學(xué)過的電場強(qiáng)度 E,電勢 都是用比值法定義的；的電容C= ,但不

14、能說電容 C Q 成正比,與U 成反比,由于電容C 由電容器本身的性質(zhì)打 ,與Q,U 的大小與 算 無關(guān)；單位:F, F,pF;1 pF =10 - 6 F 10 = -12 F ；2電容器兩極板間的電勢差隨電荷量的增加而增大 ,電荷量與電勢差成正比 ,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關(guān) ,這個(gè)比值反映了電容器容納電荷的本事大?。欢x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,超過此電壓,電容器將被擊穿；額定電壓是電容器長期

15、工作時(shí)所能承擔(dān)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 F,圖中標(biāo)示的電壓值為額定電壓；第 5 頁,共 7 頁基礎(chǔ)智能檢測1. A2. C3. CD4. AD 全新視角拓展-4 1. 150 10 150 【解析】1電容器兩極板間電勢差的變化量 : U=1- U= 3 V=2 V 由C= ,有C= F =1. 510 - 4 F 150 F；= 2電容器原先的電荷量為 Q,就: - 4 - 4 Q=CU1=. 510 3 C=4. 510 C ；3電容器的電容是由電容器本身的結(jié)構(gòu)預(yù)備的 ,與是否帶電無關(guān),所以電容器放掉全部電荷后 ,電容仍舊是150 F；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,電場強(qiáng) E= 減度小,靜電力減小,帶電粒子將向下運(yùn)動(dòng) ,A 錯(cuò);由U=Ed 知,P 與下極板間的電勢差減 ,P 點(diǎn)電勢降低,B 對;由 Ep=q 小知,粒子帶負(fù)電,電勢能增加,C 錯(cuò); C= 知C 減小