电容器的电容33650

1、电容器的电容教学设计学院：物理科学与技术学院专业：物理学师范专业姓名：毛晶雨学号：课题名称电容器的电容教材分析本节选自高中物理人教版教科书选秀3-1第一章第8节的内容。在本节课中，学生将认识电容器这个电学兀件，知道电容器的构成要素、特点和描述电容 器的物理量，及常见的电容器，其中平行板电容器在咼考中出现的频率最咼。另一方面，实际生活中许多电器中都会用电容器，所以本节内容是教学的关 键。学情分析知识储备学生在前面的学习中已经学习了电荷守恒定律、场强、电势、 电势差、电势能等基本概念，对比值定义法和控制变量法有了 较深的认识，但联系实际生活去解决问题的能力还有所欠缺。心理特点学生对日常生活中的现象

2、有着强烈的好奇心和探究欲望。认知方面经过高一的学习，高二学生有了较成熟的物理思维和较强的逻 辑分析能力，但由于年龄和心理限制，仍以感性认识为主，还 缺乏从具体到抽象的归纳和概括能力。教学目的知识与技能1、知道什么是电容器，知道电容器充电和放电时的能量转换；2、理解电容器电容的概念及定义式，能用来进行有关的计算；3、掌握平行板电容器的决定式并能运用其讨论有关问题。过程与方法1、通过听讲与观察，了解电容器的构造和特点，通过类比法理 解电容器的电容概念。2、 通过影响平行板电容器电容因素的实验探究过程，体会其中 蕴涵的物理方法：控制变量法，能够对问题进行定性分析、定量分析等；情感态度与 价值观体会电

3、容器在实际生活中的广泛应用，培养学生探究新事物的 兴趣；电容器两极带等量异种电荷，让学生体会物理学中的对 称美。教学重点电容的概念，电容器的电量与电压的关系，影响电容大小的因素教学难点电容的概念，电容器的充、放电，影响电容大小的因素教学方法观察法、讲授法、类比法、探究实验法教学过程 教学流程 举例引入教师活动同学们，我们今天要上的是电容器的电容。电容器 是一种非常重要的电学元件，它有着非常广泛的运用。 举个例子，我想大家家里都应该有电脑吧？我们把电脑的主机里的主板，也就是那种绿色的金 属板拿出来看就会发现那上面有着许许多多的白色的， 或者是黄色的，也可能是其他颜色的圆柱体小颗粒，是 不是？那就

4、是我们所说的电容器。学生活动答：“有。”答：“是。”设计目的 从实际例 子出发， 引入电容 器的概 念。在同 时，学生 能对电容 器有个映 像。电容器概 精品的建立那么什么是电容器呢？顾名思义，就是一种用来储存电荷的容器。就好像水杯是一种用来装水的容器一使学生明 白什么是样。不过电容器并不是杯子形状的。我们在两个相距极近的金属板中间插上一层绝缘 物质就构成了一个最简单的电容器一一平行板电容器, 就像这样，它由上下两个金属板和中间的绝缘物质组 成。充放电过程及特点电容器以 及电容器 的结构， 知道电容 器的电路 符号。我们将上下两个金属板叫 做电容器的极板，而中间那层 绝缘物质则叫做电介质。这电

5、 介质可以是橡胶，木板，总之所有的绝缘物质都可以做 电介质。由于空气也是绝缘物质，所以任何两个相距很 近的金属板都可以看成是一个电容器，空气就是它的电介质。现在所有的电容器都是由这种平行板电容器变化过来的。它的电路符号是我们将平行板电容器与电池 组连在一起。我们都知道电池有着 搬运电子的作用，所以整个电路的 电子在电池的作用下向与电池负极相连的极板运动。由于电容之间是绝缘物质，电子无 法通过，所以只能储存在与负极相连的极板上，使它带 负电。因为感应起电，与正极相连的极板则带正电，且 两极板上的电荷量相同。而这一过程叫做充电。那么， 在电池的作用下，电子是否可以无限地储存极板上呢？ 由于两极板上

6、带有等量异种电荷，所以它们之间就会形成电场，也就是说，它们之间有电势差 U，且U随 着电子不断进入极板不断增大，当电势使学生知 道电容器同学们思的工作原 理，也就 是充放电 的原理。并知道电考并讨容器充放论，得出电的特不能的答点。案电容概念的建立与理解使同学们 建立起电 容的概 念，明白 电容公式 的意义。差U与电源电压E相等时，电子就不 再向极板移动。在这一过程中，极板所带的电荷量不断增大，两极板之间电势差不断增大，电场强度不 断增大，电能转化成电场能，这就是充电的特点。撤去电池组，用导线将充电后的电容器的两极板接 通。电子就会在电场的作用下向正极板移动，这样两极 板上的电荷就中和了，电容器

7、也就不带电了，而这个过 程就叫做放电。和充电时相反，放电的特点是极板所带的电荷量不 断减小，两极板之间电势差不断减小，电场强度不断减 小，电场能转化成电能。我们都学过点电荷的电势U=kq/r,而电容器中的电场是有无数电荷电场组成的，那么电容器所带的电荷量与两极板之间的电势差U是不是也有某种联系呢？通过实验，我们得出了一个结论：一个电容器所带的电荷 量Q与两极板间的电势差 U成正比，且比值 Q/U是一 个常量。我们把这个比值叫做电容，用C来表示。由于每一个电容器的电容都不一样，可见，电容是表示电容 器容纳电荷本领的物理量。它的单位是法拉，简称法， 符号是F。不过法拉这个单位很大，实际中常用较小单

8、 位是微法（uF）和皮法（pF）o它们之间的关系式 仆= 106 卩 F= 1012pF。我们再来看这个式子。这是一个用比值定义法确定 的式子，也就是说电容 C与电荷量Q、电势差U无关， 就好像电阻与电压电流无关。 作个类比，装水的容器（圆 柱形），底面积是S,若我们注入体积为 V的水后，水 的高度为h;若我们注入体积为 2V的水后，水的高度 则为2h，底面积依旧是S,并不变。所以对于同一个电 容器，不管Q与U怎么变，C都不变，且 Q与U总是 满足C=Q/U。C=Q/U这个式子就是告诉我们如果一个电容器带 1C的电量时，两极板之间的电势差是1V，那么这个电容器的电容就一定是1F。反之也一样。探

9、究影响 平行板电 容器电容 的因素既然电容C和电荷量Q、电势差U无关，那么它 和什么有关呢？我们把书翻到第 30页，看书本上的三 张图。首先是图甲，我们保持极板上的 Q、d不变，改变平行板两极板的正对面积 S。我 们可以看到（1）S减小，夹角增 大。夹角增大就说明 U增大，那 么C减小；（2）S增大，夹角减 小。夹角减小就说明 U减小，那仔细观察 书上的图 片，并认 真听老师 分析通过实验 探究使学 生掌握影 响电容器 的因素。么C增大。由此，我们可以得到结论电容C与两板正对面积S正相关。接着是图乙，我们保持极板 上的电荷量Q、S不变，改变平 行板两极板的距离 do我们可以 看到（1） d减小

10、，夹角减小。夹角增大就说明U减小，那么C增大；（2） d增大，夹角 增大。夹角减小就说明 U增大，那么C减小。由此， 我们可以得到结论电容 C与两板正对面积d负相关。最后是图丙，我们保持Q、S、d都不变，两极板间插入绝缘介质。 我们 可以看到，插入电介质后，夹角减小， 说明U减小，C增大。由此我们可以 得到的结论是电容 C与电介质有关。将上面的三个结论归纳到一起，就是书本上第31呂S页上面的式子 C= 一，其中k是静电力常数，Er4%是电介质的相对介电常数。从这个式子上，我们知道C与S成正比，与d成反比，且与gr有关。常见电容 器介绍常用的电容器，从结构上看，可以分为固定电容器和可 变电容器。

11、固定电容器是固定不变的，常用的有聚苯乙烯电容器和电解电容器。而可变电容器则通过改变正对面积来改变自身的电容。 可以看书本第31页。为电容器 分类，并 拓展生活 中的电容 器。复习巩固1、课堂练习：如图所示，给电容器充电，静电计指针偏转一个角度。以下情况中静电计的指针偏角增大还是减小？把两板间的距离减小；把两板间的正对面积减小；在两板间插入相对介电常数较大的电介质。2、拓展应用：电容式传感器介绍传感器是把非电物理量 （如位移、速度、压力、温度、流量等）转换成易于测固定电极量、传输、处理的电学量（如芳足幅电压、电流、电阻、电容等）_动电极的一种组件。非电物理量t|传感器+电学。电容式传感待测L力尸

12、器是常见的一种，试分析图中的电容式传感器是测的电容式传感器，原理是。（1 ）减 小; （2） 增大；（3） 减小（1）测量 压力F;（2）言之 有理即可通过练习 题，巩固 课堂知识板书设计第8节电容器的电容一、电容器充电放电1极板Q增大Q减小1l7电介质E增大E减小电路符号：T卜U增大U减小电能转化电场能电场能转化电能二、电容电容C=Q/U （常量） C与Q、U无关水容器电容器单位：法拉（F）微法（uF） 皮法（pF） 水体积V电荷量Q单位换算仆=106卩F= 1012pF表示：1F=1C/1V变式Q=CUQ与C、U有关U与Q、C有关水高度h 底面积SU=Q/C、影响电容的因素 保持Q、S不变

13、，改变d 现象：d J偏角J df偏角f 保持Q、d不变，改变S 现象：SJ偏角f ST偏角J 保持Q、S、d都不变，两极板间插入绝缘介质 现象：插入电介质 偏角J U J C f 电容与电介质有关U JC f> C与d成负相关U fC JC与S成正相关 I IU JC f结论：C =rS4 二 kd课后作业：书本 P32、P33页的问题与练习。2.解释下列现象1）分析图1中物体可向哪个方向旋转答：蜡烛点燃，使得热空气上升。热空气遇到纸片， 给了纸片一个垂直纸片向上的力，结果是纸片顺时针旋转（从 上往下看）。2）解释图2中乒乓球为何下沉上浮答：第一幅图中，上下大气压强相 互抵消，乒乓球与杯口严密接触，水 无法流出，重力压在乒乓球上，将乒 乓球压在杯口是乒乓球沉在下面。第二幅图中，由于乒乓球下面水流速大，所以下面的水对乒乓球向上的力小于上面的水对乒乓球向下的力， 结果乒 乓球沉在下面。第三幅图中，堵住杯口，水填充了球下方，使得球浸没在水中。由于球的重 力小于收到的浮力，所以小球上浮。3 ）解释图3中药丸为何能翻滚答：药