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高一电工DG-16-01-003《电容器的充放电与电场能量》导学案编写人:张军审核人:编写时间:
班级:组别:姓名:等级:【教学目标】1.理解电容器的储能特性及其在电路中能量的转换规律。2.掌握电容器中电场能量的计算。【教学重点】1.电容器充、放电过程中,电路中的电流和电容器两端电压的变化规律。2.电容器质量的判别和电容器中电场能量的计算。【教学难点】电容器质量的判别和电容器中电场能量计算式的推导。【学法指导】1、 认真阅读书本60面充放电实验,了解充放电过程。2、 通过电容器质量判别实验掌握万用表测量电阻的一般步骤,自主学会判别电容器好坏。【知识链接】复习电容的串联与并联电路特点。【学习过程】一、电容器的充电开关S合向1,电容器充电。1.现象:TOC\o"1-5"\h\z白炽灯开始较 ,逐步变 。Q的读数由 变 。G的读数变 。最后Q指向 ,④的大小等于 。解释2.解释:电源正极向极板供给 电荷,负极向极板供给 电荷。电荷在电路中形成定向移动形成 ,两极板间有电压。S刚合上时,电源与电容器之间存在较大的电压,使大量电荷从电源移向电容器极板,产生较大电流,随着电荷的增加,电压,电流 。当电容器两端电压等于电源电压时,电荷定向移动,电流为,灯不亮。
二、电容器的放电S合向2,电容放电。1现象:(1) 开始灯 ,逐渐变 ,直至熄灭。(2) §2开始较 ,逐渐变 ,电流方向与刚才充电方向 ,直至指示为 。(3) 开始3指示为 ,逐渐 ,直至为0。2•解释:放电过程中,由于电容器两极板间的电压使回路中有 产生。开始这个电压较大,因此电流较大,随着电容极板上的正、负电荷的 ,极板间的电压逐渐.,电流也,最后放电结束,极板间不存在电压,电流为。3•结论:当电容器极板上所储存的 发生变化时,电路中就有 流过;若电容器极板上所储存的电荷量恒定 时,则电路中就没有电流流过。电路中的电流为AqAAqAtCCAt三、电容器的质量判别用R 或R 挡。2•将万用表分别与电容器两端接触,指针发生偏转并回到接近起始的地方,说明电容器的质量 。若指针偏转后回不到起始位置的地方,而停在标度盘的某处说明电容器的漏电很大,这时指针所指出的电阻数值即表示该电容器的漏电阻值。4•若指针偏转到零位置之后不再回去,则说明电容器内部已 ;如果指针根本不偏转,则说明电容器内部可能 ,或电容量很小。四、电容器中的电场能量1.充电时,qff1.充电时,qffUt电压与电荷量 :qCCuc2•电源输入电荷量为q时所做的总功,也就是存储于电容器中的总 Wc1Wc12qUc式中:C――电容器的电容单位:F(法拉)UC――电容器两端的电压单位:V(伏特)Q――电容器所带的电荷量单位:C(库仑)W――电容器储存的电场能量单位:J(焦耳)【学习小结】1、当电容器极板上所储存的电荷发生变化时,电路中就有电流流过;若电容器极板上所储存的电荷量恒定不变时,则电路中就没有电流流过。电路中的电流为Aq Aui CCAt At2、电容器中存储的电场能量与电容器的电容成正比,与电容器两极板之间的电压平方成正比。电容器是一种储能元件,当电容器两端电压增加时,电容
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