1、课课 时时 教教 案案 第第 10 10 单元单元 第第 6 6 案案 总第总第 11 11 案案 课题课题: 10. 4.1 电容器的电容 【教学目标与核心素养】【教学目标与核心素养】 1了解电容器的基本结构,知道充放电及能量转化 2理解电容器的概念及公式 C=Q/U,并能进行有关计算 3知道平行板电容器,知道 C=s/4kd 及各量含义 【教学重点教学重点】 1电容器及充放电 2C=Q/U 和 C=s/4kd 的理解 【教学难点】【教学难点】 1C=Q/U 和 C=s/4kd 的理解 【教学过程教学过程】 引入: 两个带异号电荷的金属板: 相当于能储存电荷和电能的容器(装置) 一、电容器:
2、 1电容器: 任何两个彼此绝缘又相距很近的导体,组成一个电容器 两极板:正极板、负极板 电介质: 电容器的带电量:一个极板上电量的绝对值 2演示实验:观察电容器的充、放电现象。 充电: (带上电荷)使电容器两个极板带上电荷的过程,叫电容器的充电。 过程中:有短暂的充电电流 充电后: 电容器两极板间电压与充电电压相等。 储存电能:由电源获得的电能储存在电容器中。 有电荷 电荷不走(存) 使具有能量 有电场(匀强) 水桶 水容器 油桶 三有三有: 有电荷:有电荷: 有电场:有电场: 有电压:有电压: 放电: (失去电荷)用导线将充电后的电容器两极接通,两极失去电荷的过程,叫电容 器的放电。 过程中
3、:有短暂的放电电流 放 电后: 电容器把储存的能量通过电流做功转化为其他形式的能量。 3电容器的作用:容纳电荷、储存电能 二、电容: 1实验:探究电容器两极板间电势差跟所带电荷量的关系 如图 10.4 -4 所示。取一个电容器 A 和数字 电压表相连,把开关 S1接 1,用几节干电 池串联后给 A 充电, 可以看到 A 充电后两极板具有一定的电压。 把开关 S1 接 2,使另 一个相同的但不带电的电容器 B 跟 A 并联(注意不要让手或其他导体跟电容器的两极板接 触, 以免所带电荷漏失) ,可以看到电压表示数变为原来的一半; 断开开关 S1,闭合开关 S2,让 B 的两极板完全放电,随后 再断
4、开开关 S2,把 B 和 A 并联,电压表示数再次减少一 半。 还可以继续这样操作 实验表明: 电容器的电荷量变为原来的一半时, 其两极板间的电势差也变为原来的一半。 精确的实验表明, 一个电容器所带的电荷量 Q 与两极 板之间的电势差 U 之比是不变的。 不同的电容器,这个比 一般是不同的,可见电荷量 Q 与电势差 U 之比表征了电容 器储存电 荷的特性。 2定义:电容器所带的电荷量 Q 与电容器两极板间的电势差 U 之比,叫做电容器的电 容。定义式:C = U Q 数值上等于两极板件电压为 1v 时极板上所需的带电量,电荷量越多,表示电容器的电容 越大。 说明: Q、U 的含义 定义式,C
5、 与 Q、U 无关,只由电容器本身的构造决定 C = U Q = U Q C = U Q 2单位:法拉:F 1F=106F=1012pF 3物理意义:表示电容器容纳电荷本领的物理量。 三无三无: 无电荷:无电荷: 无电场:无电场: 无电压:无电压: 三、平行板电容器电容 1平行板电容器: 基本结构: 两块彼此绝缘.互相靠近的平行金属板组成 带电特点:两极板带等量异种电荷,分布在正对两板的内侧 板间电场:匀强电场,场强大小 E= U/d ,方向由正极板指向负极板 探究:影响平行板电容器的因素: 如图 1 所示,保持 Q 和 d 不变,改变两极板的正对面积, 观察电势差 U 的变化,判断电容 C
6、的变化 如图 2 所示,保持 Q 和 S 不变,改变 d 的大小, 观察电势差 U 的变化,判断电容 C 的变化 如图 3 所示,保持 Q、S、d 不变,插入电介质, 观察电势差 U 的变化,判断电容 C 的变化 2平行板电容器电容:C = kd sr 4 影响电容的决定式 表达式中各物理量的含义: 例:对于水平放置的平行板电容器,下列说法正确的是(BCD) A.将两极板的间距加大,电容将增大 B.将两极扳平行错开,使正对面积减小,电容将减小 C.在下板的内表面上放置一面积和极板相等、厚度小于极板间距的陶瓷板,电容将增大 D.在下板的内表面上放置一面积和极板相等、厚度小于极板间距的铝板,电容将
7、增大 四、常用电容器 1构造 固定电容器:聚苯乙烯电容器 符号: 点解电容器, 符号: 可变电容器:定片和动片构成, 符号: 图 1 图 2 图 3 2击穿电压: 两极板间的电介质被击穿时的电压,称为击穿电压。 额定电压: 电容器正常工作时的电压(电容器外壳上标的电压) 。 例 1对于给定的电容器,描述其电容 C、电量 Q、电压 U 之间相互关系的图象正确的 是( C ) 2关于已充上电的某个平行板电容器,下列说法正确的是:( BD ) A.两极板上一定带等量异号电荷 B.两极板所带的电荷量为两极板所带电荷量的绝对值之和 C.电容器带电荷量多,说明它容纳电荷的本领大 D.某电容器带电荷量越多,两极板间的电势差就越大 3有一充电的电容器,两板间的电压为 3V,所带电荷量为 4.510-4C。 此电容器的电容是多少?( 1.510-4F ) 将电容器的电压降为 2 V,电容器的电容是多少?所带电荷量是多少? ( 1.5 10-4F ,310-4C) 若极板电压增加 4V,所带电荷量应增加多少?(Q=610-4C) 小结: 作业: