高中物理电容器和电容指导教程新(人教版）选修

1、高中物理电容器和电容指导教程新(人教版）选修教学目标教学目标 （一）知识与技能（一）知识与技能 1、知道什么是电容器及常见的电容器； 2、知道电场能的概念，知道电容器充电和放电时的能量转换； 3、理解电容器电容的概念及定义式，并能用来进行有关的计算； 4、知道平行板电容器的电容与哪些因素有关，有什么关系；掌握平行板电容器的决定式并能运用其讨论有关问题。 （二）过程与方法（二）过程与方法 结合实物观察与演示，在计算过程中理解掌握电容器的相关概念、性质。 （三）情感态度与价值观（三）情感态度与价值观 体会电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。 重点：重点： 掌握电容器的概念、定义

2、式及平行板电容器的电容。 难点：难点： 电容器的电容的计算与应用 教具准备：常见的电容器示教板,带电羽的平行板电容器,静电计,介质板,感应起电机,电线 观察纸介电容器的构造观察纸介电容器的构造 该元件有两片锡箔（导体），中该元件有两片锡箔（导体），中间是一层薄纸。间是一层薄纸。两个平行金属板夹上一层绝缘物质能两个平行金属板夹上一层绝缘物质能否构成一个电容器否构成一个电容器? ?相邻两个同学能否构成电容器？相邻两个同学能否构成电容器？能能能能一、电容器一、电容器1 1、任何两个彼此绝缘又相互靠近的导体、任何两个彼此绝缘又相互靠近的导体都可以构成电容器。这两个导体称为电都可以构成电容器。这两个导体

3、称为电容器的电极。容器的电极。2 2、电容器的充放电、电容器的充放电 充电：使电容器带上电荷的过程充电：使电容器带上电荷的过程(Q(Q增加增加 U U增加增加 E E增加增加 电场能增加电场能增加) )充电时两个极板总是带等量的异种电荷充电时两个极板总是带等量的异种电荷, ,每个极板带每个极板带电量的绝对值叫做电容器的带电量电量的绝对值叫做电容器的带电量 放电：使电容器失去电荷的过程放电：使电容器失去电荷的过程（Q Q减少减少 U U减少减少 E E减少减少 电场能减少）电场能减少）3 3、电容器的作用：、电容器的作用： 容纳储存电荷容纳储存电荷 注意：注意： 电容器充电的过程中，在两极间加电

4、压、两电容器充电的过程中，在两极间加电压、两板带等量异种电荷不断增大板带等量异种电荷不断增大, ,直到两极电压等于直到两极电压等于电源电压为止，该过程中电路中有短暂的充电电源电压为止，该过程中电路中有短暂的充电电流；电流； 电容器充电后切断电源电荷不消失，从电源电容器充电后切断电源电荷不消失，从电源获得的电能储存在了电场中获得的电能储存在了电场中电场能。电场能。电容器的电量：指一个极板所带电量的绝对电容器的电量：指一个极板所带电量的绝对值。值。圆柱型水杯容器的储水问题圆柱型水杯容器的储水问题: :hhABC1.1.水位每升高水位每升高h h，试比较，试比较A A、B B、C C的储水的储水量量

5、2.2.哪个储水本领大？哪个储水本领大？如何反映其储水如何反映其储水本领？本领？hQ深度水量S截面积思考与讨论思考与讨论 那电容器储存电荷的本领如何表那电容器储存电荷的本领如何表征呢？征呢？UQC 1 1、电容器所带电量、电容器所带电量Q Q与电容器两极板间的与电容器两极板间的电势差电势差U U的比值，叫电容器的电容。符号的比值，叫电容器的电容。符号C C。2 2、电容的定义式、电容的定义式: : Q Q指每一个极板带电量绝对值指每一个极板带电量绝对值, , U U表示电容器两板的电势差表示电容器两板的电势差电压电压. .理解：理解： 电容器的电容与电容器的电容与Q Q、U U无关，由电容无关

6、，由电容器本身的结构决定。器本身的结构决定。二二. .电容电容UQC 3 3、电容在数值上等于使两极板间的电势差增、电容在数值上等于使两极板间的电势差增加加1V1V时，所需要的电荷量。时，所需要的电荷量。 4 4、意义：电容是一个反映电容器容纳电荷本、意义：电容是一个反映电容器容纳电荷本领大小的物理量。领大小的物理量。5 5、单位：、单位： 国际单位制：法拉国际单位制：法拉法（法（F F） 1F=1C / V1F=1C / V 常用单位：微法（常用单位：微法（F);F);皮法（皮法（pF) pF) 1F=10 1F=106 6F=10F=101212pFpFUQC课堂训练课堂训练1 1、某一电

7、容器，当带电量为、某一电容器，当带电量为4 41010-6-6C C，两极板间的电势差为两极板间的电势差为20v20v，求，求（1 1）电容器的电容）电容器的电容（2 2）当所带电量减半时，电容器的电容）当所带电量减半时，电容器的电容为多少为多少（3 3）如果电容器不带电呢？）如果电容器不带电呢？研究平行板电容器研究平行板电容器的电容和哪些因素有关的电容和哪些因素有关三、平行板电容器的电容三、平行板电容器的电容4sCkd1.1.板间是真空时：板间是真空时：2 .2 .板间充满介质时：板间充满介质时：4rsCkd式中式中 S S表示两板的正对面积表示两板的正对面积 d d表示两板间的距离表示两板

8、间的距离 r是电介质的相对介电常数，与电介质的性是电介质的相对介电常数，与电介质的性质有关。质有关。几种常用介质的相对介电常数：见课本几种常用介质的相对介电常数：见课本P P3030 四、常用电容器四、常用电容器1 1、固定电容器：电容固定不变、固定电容器：电容固定不变 聚苯乙烯电容器聚苯乙烯电容器 电解电容器电解电容器 ： 正负极不能接反，不能接交流电正负极不能接反，不能接交流电 2 2、可变电容器、可变电容器通过改变两极间的通过改变两极间的正对面积或距离来正对面积或距离来改变电容改变电容五、电容器使用时应注意的问题五、电容器使用时应注意的问题1 1、电容器的击穿电压：、电容器的击穿电压：加

9、在电容器两极板上的电压不能超过某一限度，加在电容器两极板上的电压不能超过某一限度，超过这个限度，电介质将被击穿，电容器损坏，超过这个限度，电介质将被击穿，电容器损坏，这个极限电压称为击穿电压。这个极限电压称为击穿电压。2 2、电容器的额定电压：、电容器的额定电压：电容器正常工作时的最大电压电容器正常工作时的最大电压 额定电压低于击穿电压额定电压低于击穿电压3 3、注意电解电容器的极性、注意电解电容器的极性小小 结结一、电容器一、电容器1 1、任何两个彼此绝缘又相互靠近的导体都可以构成电容器。、任何两个彼此绝缘又相互靠近的导体都可以构成电容器。2 2、 电容器的充电：电容器与电源相连，电源能量电

10、容器的充电：电容器与电源相连，电源能量电场能电场能 电容器的放电：电容器与导线相连，电场能电容器的放电：电容器与导线相连，电场能其他形式能其他形式能二、电容二、电容1 1、定义、定义: C: C与与QQ、U U无关无关 2 2、单位：法拉、单位：法拉F F 1F=106F=1012pF三、平行板电容器的电容三、平行板电容器的电容 C C与与r r 、S S、d d有关有关 四、常用电容器四、常用电容器 电解电容器电解电容器 可变电容器可变电容器 五、电容器使用时注意的问题五、电容器使用时注意的问题 工作电压工作电压额定电压额定电压击穿电压击穿电压 电解电容器有极性，正负极不能接反，不能接交流电

11、电解电容器有极性，正负极不能接反，不能接交流电UQC UQ4rsCkd例题例题 1 1、平行板电容器充电后，继续保持电、平行板电容器充电后，继续保持电容器的两极板与电源相连，在这种情况下，如增容器的两极板与电源相连，在这种情况下，如增大两板间距大两板间距d d，则电容器电容，则电容器电容C C、板间电势差、板间电势差U U、电容器所带电量电容器所带电量Q Q，板间场强，板间场强E E分别如何改变？分别如何改变？ 充电后，继续保持电容器与电源相连，电充电后，继续保持电容器与电源相连，电容器两板间电势差容器两板间电势差U U不变不变. .如增大如增大d d，则，则由由 ， C C 将减小，再，将减

12、小，再，Q Q减小，依减小，依E E= =U U/ /d d，E E将增大。将增大。 kdSCr42 2、平行板电容器充电后，切断与电源、平行板电容器充电后，切断与电源的连接。在这种情况下，如增大的连接。在这种情况下，如增大d d，则则C C、 U U、Q Q、E E分别如何改变分别如何改变 ？ C C变小、变小、Q Q不变、不变、U U变大、变大、E E不变不变课堂训练课堂训练2 2、平行板电容器充电后，与电池两极断、平行板电容器充电后，与电池两极断开连接，当两极板间的距离减小时（开连接，当两极板间的距离减小时（ ）A A电容器的电容电容器的电容C C变大变大B B电容器极板的带电量电容器极

13、板的带电量QQ变大变大C C电容器两极间的电势差电容器两极间的电势差U U变大变大D D电容器两极板间的电场强度电容器两极板间的电场强度E E不变不变ADAD电容器放电过程中电容器放电过程中电流随时间变化的图像电流随时间变化的图像1 1、在图中画一个狭长矩形，它、在图中画一个狭长矩形，它的面积的物理意义是什么？的面积的物理意义是什么？ 电荷量电荷量2 2、怎样根据图像计算电容器在、怎样根据图像计算电容器在全部放电过程中释放的电荷量？全部放电过程中释放的电荷量？ 图像与坐标轴间的面积图像与坐标轴间的面积 4040格格 Q=3.2Q=3.21010-3-3C C 3 3、根据以上数据估算出的电容是多少？、根据以上数据估算出的电容是多