視頻標簽：電容器的電容

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視頻課題：人教版高中物理選修3-1第一章第8節(jié)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(jié)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(jié)課之前,學生已經(jīng)學習了電場力和電場能的知識,為學習本節(jié)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(xiàn)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(jié)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(yǎng)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(tài)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(fā)現(xiàn),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(jié)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(xiàn)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(xiàn)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(xiàn)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(shù)(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(yè):課后練習1,2

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