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視頻標簽：電容器的電容
所屬欄目：高中物理優質課視頻
視頻課題：人教版高中物理選修3-1第一章第8節電容器的電容-烏
教學設計、課堂實錄及教案：人教版高中物理選修3-1第一章第8節電容器的電容-烏魯木齊市高級中學
教學目標
1、知道電容器的基本結構,認識常見電容器
2、了解電容器充電和放電過程
3、理解電容器電容的概念及定義式,并能用來進行有關的計算
4、知道平行板電容器的電容與哪些因素有關,有什么關系;掌握平行板電容器的決定式并能運用其討論有關問題
2學情分析
在學習本節課之前,學生已經學習了電場力和電場能的知識,為學習本節內容奠定了一定的基礎。但學生對于電容器這樣的非線性元件卻是第一次學習遇到。由于電學概念比較抽象,加之一般學生對電現象的感性認識又較少就使得學生在學習電學時普遍感到比較困難,所以電容器概念的教學成為本節的難點之一。因此在教學中,可以多增設實驗,讓學生易于理解和接受,同時培養學生的實驗觀察能力和科學探究能力。
3重點難點
【重點】掌握電容的概念、定義式及平行板電容器的電容決定式。
【難點】電容的引入與理解
4教學過程
4.1第一學時
4.1.1新設計
引入:
照相機的閃光燈需要借助一個非常重要的元件——電容器
電視、電腦等線路板上面也有電容器
電容器到底是什么樣的元件?作用、構造是什么?
一、電容器
1、作用:電容器就是容納電荷的容器。
展示各種電容器,雖然各種電容器形態各異,但是基本結構都是:
2、構造:由兩個相互靠近、彼此絕緣的導體組成
這兩個導體稱為電容器的兩極
中間彼此絕緣的物質叫電介質(空氣也是電介質)
例1:平行板電容器(兩塊正對而又相距很近的金屬板)
充電:使電容器的兩個極板帶上等量異種電荷的過程叫充電。充電過程是建立電場、儲存電場能的過程。
放電:使電容器兩極板上的電荷中和的過程叫放電。 放電過程是電場消失、電場能轉化為其他能的過程。
閃光燈閃光原理就包含這兩個過程(充電和放電)
問題:電容器是用來存儲電荷的,而不同的電容器容納電荷的本領是不同的,那么如何表示電容器容納電荷的本領呢?
二、電容
電容的物理意義:電容是表示電 容器容納電荷本領的物理量(與水容器類比后得出)
說明:對于給定電容器,相當于給定柱形水容器,C(類比于橫截面積)不變。在C一定情況下,Q=CU,Q正比于U。
實驗發現,對于同一個電容器,給他的兩極板間裝上的電荷量越大,兩極板間電壓就越大,但是其比值是一個定值,我們就把它定義為電容器的電容。
定義:電容器所帶的電量Q與電容器兩極板間的電勢差U的比值,叫做電容器的電容。
3、公式:C=QU
4、單位:法拉(F)還有微法( F)和皮法(pF) 1F=10-6 F=1 0-12pF
注意:是由電容器本身的性質(由導體大小、形狀、相對位置及電介質)決定的,與電容器是不是帶電無關。
類比 電阻、電場強度、電勢差的定義
例2:將一個平行板電容器的兩極板分別接在電壓是6v的電池組正負極,跟電池組負極相連的極板帶電量是-9×10-8C ,則電容器的帶電量為?電容器的電容為?若將此電容器兩極板節電壓為3V電源,電容器的電容為?此時其帶電量為多少?
[指出]電容器所帶電荷量:每個極板所帶電荷量的絕對值.
過渡:通過上面的學習,我們知道電容是描述電容器存儲電荷本領的物理量,與U和Q都沒有關系,只與電容器本身的構造有關系。那么電容與電容器本身的哪些什么因素有關?
下面以平行板電容器為例,探究其電容與哪些因素有關。
三、研究影響平行板電容器電容大小的因素
電容的決定因素:內部結構,猜想(S , d ,兩極板間的電介質 )
研究方法:控制變量法
實驗:
實驗裝置分析:
靜電計可以用來測 量電勢差.把它與電容器的兩極板相連,從指針的偏轉角度可以 量出兩個 極板之間的電勢差U.
實驗探究
1)改變極板間的距離d
現象:d減小,偏角減小(U減小) 增大 結論:C與d有關
2)改變平行板的正對面積S
現象:S減小,偏角增大(U增大) 減小 結論:C與S有關
3)兩極板間插入絕緣介質(保持Q,S,d不變)
現象:插入電介質,偏角減小, 增大 結論:C與電介質有關
2、平行板電容器電容的決定式: C=εS4πkd
其中,(1)k 靜電力常量 (2)d 板間距離 (3)S 兩極板正對面積 (4)ε 介電常數(描述兩導體間絕緣介質特性)
例題:下列哪些措施可以使電介質為空氣的平行板電容器的電容變大
A.使兩極板靠近些 B.增大兩極板的正對面積
C.把兩極板的距離拉開些 D.在兩極板間放入云母
四、電容器性能的主要指標
1、電容量
2、耐壓能力
小結:電容器由兩片導體為極板,中間隔以電介質構成。
電容C是描述電容器容納電荷本領的物理量。
定義式 C=QU 適用于任何電容器,C與Q,U無關
決定式C=εs4πkd 只適用于平行板電容器,反映C的決定因素
作業:課后練習1,2
視頻來源：優質課網 www.jjlqy.cn
