选修3-1(16电容器和电容教案(DOC)
高中物理(人教版)选修3-1 优秀教案--1.8《电容器和电容》(2篇)
第八节、电容器和电容教学设计一、教材分析《电容器、电容》是高考的热点,是电场一章的重点和难点,在教材中占有重要地位。
它是学完匀强电场后的一个重要应用,也是后面学习交流电路(电感和电容对交流电的影响)和电子线路(电磁振荡)的预备知识,在教材中起承上启下的作用。
二、教学目标1.知识目标①知道什么是电容器以及常用的电容器。
②理解电容器的电容概念及其定义,并能用来进行有关的计算。
③知道公式及其含义,知道平行板电容器的电容与哪些因素有关。
④会对平行板电容器问题的动态分析。
2.能力目标①知道利用比值法定义物理量。
②学会在实验中用控制变量法的实验方法,提高学生综合运用知识的能力。
3.情感目标结合实际,激发学生学习物理的兴趣。
三、教学重难点电容的定义和引入。
对平行板电容器的动态分析。
四、学情分析:通过这一堂课的教学,让学生知道电容器的结构,明确电容器的作用,了解电容器的工作方式,重点掌握电容器的电容概念,知道它们与电量、电压无关。
五、教学方法1、学案导学:见后面的学案。
2.启发式、探究式、类比法。
六、课前准备1.学生的学习准备:预习电容器的定义和电容器的充放电2.教师的教学准备:多媒体课件制作,课前预习学案,课内探究学案,课后延伸拓展学案。
七、课时安排:1课时八、教学过程:(一)预习检查、总结疑惑要点:场强、电势能、电势、电势差等。
检查落实了学生的预习情况并了解了学生的疑惑,使教学具有了针对性。
(二)情景导入、展示目标。
展示各种电容器.并做解释:这是一种能容纳电荷的容器,今天我们来学习它——电容器以及描述它容纳电荷本领的物理量——电容(三)合作探究、精讲点拨。
1电容器构造:任何两个彼此绝缘又相隔很近的导体都可以看成一个电容器。
2电容器的充电、放电操作:把电容器的一个极板与电池组的正极相连,另一个极板与负极相连,两个极板上就分别带上了等量的异种电荷。
这个过程叫做充电。
现象:从灵敏电流计可以观察到短暂的充电电流。
充电后,切断与电源的联系,两个极板间有电场存在,充电过程中由电源获得的电能贮存在电场中,称为电场能.操作:把充电后的电容器的两个极板接通,两极板上的电荷互相中和,电容器就不带电了,这个过程叫放电.现象:从灵敏电流计可以观察到短暂的放电电流.放电后,两极板间不存在电场,电场能转化为其他形式的能量.提问:电容器在充、放电的过程中的能量转化关系是什么?待学生讨论后总结如下:小结:充电——带电量Q 增加,板间电压U 增加,板间场强E 增加, 电能转化为电场能放电——带电量Q 减少,板间电压U 减少,板间场强E 减少,电场能转化为电能3电容与水容器类比后得出。
高中物理 电容器电容教学设计 新人教版选修3-1
电容器的电容教学设计课题:电容器与电容我选用的教材是人民教育出版社出版,高中物理选修3-1第一章静电场第八节电容与电容器。
本节课要求学生在掌握静电知识的基础上认识一种新的电学元件--电容器。
并抽象出元件工作原理的物理过程,探究影响平行板电容器的电容大小的因素。
这不仅是对前面所学的静电知识的综合运用,同时是后面学习LC振荡电路的必备知识,为学习交变电路和电子线路奠定基础。
学情分析:知识方面:1〕在学习本节课之前,学生已经学习了电场力和电场能的知识,为学习本节内容奠定了一定的基础。
但学生对于电容器这样的非线性元件却是第一次学习遇到。
由于电学概念比较抽象,加之一般学生对电磁现象的感性认识又较少就使得学生在学习电学时普遍感到比较困难就所以电容器概念的教学成为本节的难点之一。
因此在教学中,可以多增设实验,让学生易于理解和接受,同时培养学生的实验观察能力和科学探究能力.2〕在静电场的学习中学生已经很明确的知道验电器是用于检验电荷的存在及多少的,但本节课中的验电器却变身为静电计,这需要学生在理解电容的知识的基础上才能理解其中的原理,给学生在探究影响平行板电容器电容大小的因素是设立了很大的障碍。
能力方面:高二的学生已经具备一定的观察能力,分析能力,和实验能力,但学生的的抽象思维能力不强所以电容器的充放电过程成为本节课的又一难点。
根据以上的教材与学情分析,我确立以下教学三维目标教学重难点重点:在电容器概念的理解,及电容器的充放电过程;电容的概念及其定义,及影响平行板电容器电容大小的因素。
难点:主要是怎样让学生理解电容器的概念,抽象的充放电过程,及电容的定义的得出。
教学目标以现代教育理念为指导,根据《普通高中物理课程标准》的要求,并根据以上教学内容分析和学生学习心理分析。
确定如下三维目标:知识与技能目标1、知道什么是电容器及常见的电容器在生活中的应用;2.会用静电知识分析电容器的充放电过程3、理解电容器电容的概念及定义式,及影响平行板电容器大小的影响因素,并会应用定义式判断某个平行板电容器某个过程中电容的变化.4.通过“平行板电容器大小的影响因素〞的实验操作提高实验技能,科学探究能力和抽象思维能力。
2020-2021学年物理教科版选修3-1教案:1.6 电容器和电容 Word版含解析
6电容器和电容1.电容器(1)构造:彼此绝缘而又相互靠近的两个导体,就构成一个电容器.(2)功能:①充电:把电容器的两个极板与电源的正负极相连,就能使两个极板上带上等量的异种电荷,这个过程叫做电容器充电.②放电:用导线把充电后的电容器的两个极板接通,两个极板上的电荷就会中和,电容器又不带电了,这个过程叫做放电.(3)带电荷量:充电后任意一个极板的带电荷量的绝对值叫做电容器的带电荷量.两个储存水的容器,底面积不同,高度也不同,你是怎样理解储存量和储存本领的?提示:储存量就是能盛多少水,储存本领则是单位高度情况下的储存量,即底面积大的储存本领大.2.电容(1)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 的比值,叫做电容器的电容.(2)公式表达:C =Q U .(3)单位:在国际单位制中的单位是:法拉.给电容器带上1库仑的电荷量,如果两极板间的电势差是1伏,这个电容器的电容就是1法拉.1库仑1伏=1法拉. 符号:F,1 F =1 C/V .更小的单位还有微法和皮法.换算关系:1 F =106 μF =1012 pF.(4)物理意义:表示电容器容纳电荷本领的物理量.(5)标量:只有大小,没有方向.3.平行板电容器的电容理论分析表明,平行板电容器的电容跟两极板的正对面积S 成正比,跟两极板间的距离d 成反比.公式表达为C =εr S 4πkd,式中k 是静电力常量,εr 是一个常数,与介质的性质有关,称为介质的相对介电常数.4.常用电容器(1)从构造上看:可分为固定电容器和可变电容器.(2)固定电容器通常以电介质的种类命名,例如,电介质是聚苯乙烯的叫做聚苯乙烯电容器,电介质是云母的叫做云母电容器等.还有一种固定电容器叫电解电容器,是用铝箔作一个电极,用铝箔上的一层氧化膜作介质,用浸过电解液的纸作另一个电极,这种电容器有正负极之分.(3)可变电容器:由两组铝片组成,固定的一组铝片叫定片,可以转动的一组铝片叫做动片,转动动片使两组铝片的正对面积发生变化可以改变电容.(4)额定电压:电容器的外壳上标的是工作电压,也称为额定电压.还有一个电压称为击穿电压,加在电容器上的电压若超过这个值,电介质会被击穿,电容器会损坏.额定电压小于击穿电压(选填“大于”“等于”或“小于”).考点一对电容器的电容的理解一、电容器的电容1.概念辨析电容器电容带电荷量是一个实物,由靠得很近的彼此绝缘的两个导体组成,有两个电极反映电容器本身性质的物理量,反映了电容器容纳电荷的本领;与电容器上所加电压和所带电荷量均无关通常是指电容器已容纳的电荷的数量,由电容器的电容和所加电压共同决定静电计的工作原理是:当静电计的金属杆与金属外壳间有电势差时(金属针与外壳构成一个电容器),由于静电斥力的作用,指针偏转,电势差越大,指针的偏角也越大,指针偏转的角度与刻度盘上的电势差刻度相对应,因此,静电计可以测电压.3.正确理解C=QU和C=εr S 4πkdC=QU是电容的定义式,具有普遍性,一个电容器的QU为定值,与Q、U无关,由电容器本身构造决定,在数值上等于电容器电压为1 V 时极板上所带的电荷量,因此它能反映电容器容纳电荷的本领,但应注意,它并不代表电容器能容纳多少电荷.C=εr S4πkd虽然只适用于平行板电容器电容的定量计算,但对一般电容器可进行定性分析,从中可以看出电容器的电容由极板正对面积、极板间距、板间电介质材料等自身构造决定,即与Q、U无关.C=Q/U要求理解并应用,C=εr S4πkd只要求了解,可以结合C=εr S4πkd,知道C与什么因素有关.二、电容器的充放电过程1.充电过程的五个特点(如右图所示):(1)充电电流,电流方向为逆时针方向,电流由大到小;(2)电容器所带电荷量增加;(3)电容器两极板间电压升高;(4)电容器中电场强度增强.(5)充电后,电容器从电源中获取的能量称为电场能.2.放电过程的五个特点(如右图所示):(1)放电电流:电流方向是从正极板流出,电流是由大变小;(2)电容器上电荷量减少;(3)电容器两极板间电压降低;(4)电容器中电场强度减弱;(5)电容器的电场能转化成其他形式的能.放电的过程实际上就是电容器极板正、负电荷中和的过程,当放电结束时,电路中无电流.【例1】有一充电的平行板电容器,两板间电压为3 V,现使它的电荷量减少3×10-4C,于是电容器两板间的电压降为原来的13,此电容器的电容是多大?电容器原来的带电荷量是多少?若电容器极板上的电荷量全部放掉,电容器的电容是多大?(1)电容器的定义式C =Q U 中的Q 为电容器的带电荷量,是其中一个极板上带电荷量的绝对值,不是两个极板上的电荷量总和或绝对值总和.(2)定义式的推广即C =ΔQ ΔU,在电压U 变化问题中求电容更快捷. 【答案】 150 μF 4.5×10-4 C 150 μF【解析】 电容器两极板间电势差的变化量为ΔU =⎝⎛⎭⎪⎫1-13U =23×3 V =2 V ,由C =ΔQ ΔU ,得C =3×10-42F =1.5 ×10-4 F =150 μF. 设电容器原来的电荷量为Q ,则Q =CU =1.5×10-4×3 C =4.5×10-4 C.电容器的电容是由本身决定的,与是否带电无关,所以电容器放掉全部电荷后,电容仍然是150 μF.下列关于电容器和电容说法正确的是( C )A .电容是用来描述电容器容纳电荷本领的物理量,所以电容器带电量越多,它的电容越大B .某一电容器标注的是“300 V 5 μF ”,其含义是只有当电压为300 V 时,它的电容才等于5 μFC .法拉(F)是电容的国际单位,但这个单位很大,通常用微法(μF)这个单位,1 F =106 μFD .由公式C =Q U 知,电容器的电容与电容器两极板间的电压成反比,与电容器所带的电荷量成正比解析:电容是用来描述电容器容纳电荷本领的物理量,但电容的大小与电容器所带的电荷量及板间电压无关,标注是“300 V 5 μF ”的电容器,在任何电压(不超过击穿电压)下,电容都是5 μF ,A 、B 、D错;法拉是电容的国际单位,通常用较小的微法做单位,C正确.考点二平行板电容器的动态分析问题1.进行讨论的物理依据主要有三个(1)平行板电容器的电容与极板间距离d、正对面积S、电介质的相对介电常数εr间的关系C=εr S 4πkd.(2)平行板电容器内部是匀强电场,E=U d.(3)电容器所带电荷量Q=CU. 2.讨论分析电容器的动态变化问题时,一定要注意此类问题属于板间电压不变还是带电荷量不变.(1)在电容器的动态变化过程中,要注意板间电场强度的变化规律:若板间电压不变,则E 不随S 和εr 的变化而变化;若所带电荷量不变,则E 不随d 的变化而变化.(2)板间电压可以用静电计定性测量,当静电计指针张角增大时,表示板间电压增大.【例2】 用控制变量法,可以研究影响平行板电容器电容的因素(如图所示).设两极板正对面积为S ,极板间的距离为d ,静电计指针偏角为θ.实验中,极板所带电荷量不变,若( )A .保持S 不变,增大d ,则θ变大B .保持S 不变,增大d ,则θ变小C .保持d 不变,减小S ,则θ变小D .保持d 不变,减小S ,则θ不变本题考查公式C =εr S 4πkd,首先利用此公式判断出C 的变化情况,再利用C =Q U 判断出U 的变化情况,进而判断θ的变化.【答案】 A【解析】 静电计指针偏角体现电容器两板间电压大小.在做选项所示的操作中,电容器电荷量Q保持不变,C=QU=εr S4πkd.保持S不变,增大d,则C减小,U增大,偏角θ增大,选项A正确,B错误;保持d不变,减小S,则C减小,U增大,偏角θ也增大,故选项C、D均错.总结提能(1)电容器的动态问题一般有两类:①Q不变;②U不变.分析时要先确定是哪个量不变.(2)分析思路一般是先由C=εr S4πkd分析C的变化,再由C=QU分析Q或U的变化,进而由E=Ud或E=4πkQεr S分析E等其他相关量的变化.静电计是在验电器的基础上制成的,用其指针张角的大小来定性显示其金属球与外壳之间的电势差大小.如图所示,A、B是平行板电容器的两个金属板,G为静电计.开始时开关S闭合,静电计指针张开一定角度,为了使指针张开的角度增大些,下列采取的措施可行的是(A)A.断开开关S后,将A、B两极板分开些B.保持开关S闭合,将A、B两极板分开些C.保持开关S闭合,将A、B两极板靠近些D.保持开关S闭合,将滑动变阻器触头向右移动解析:要使静电计的指针张开角度增大些,必须使静电计金属球和外壳之间的电势差增大.断开开关S后,将A、B两极板分开些,电容器的带电荷量不变,电容减小,电势差增大,A可行;保持开关S 闭合,将A、B两极板分开或靠近些,静电计金属球和外壳之间的电势差不变,B、C不可行;保持开关S闭合,将滑动变阻器触头向右移动,静电计金属球和外壳之间的电势差不变,D不可行.考点三平行板电容器的综合问题平行板电容器之间的电场为匀强电场,带电体可以在内部处于平衡状态,也可以做匀变速直线、曲线运动.所以平行板电容器很容易与牛顿定律、运动学方程联合考查.同时,电场力做功又会引起带电体的电势能变化,所以又有必要分析平行板电容器内部的电势或电势差,有的甚至需用功能关系求解.【例3】如图所示,一平行板电容器跟一电源相接,当S闭合时,平行板电容器极板A、B间的一带电液滴恰好静止.若将两板间距离增大为原来的两倍,那么液滴的运动状态如何变化?若先将S断开,再将两板间距离增大为原来的两倍,液滴的运动状态又将如何变化?解答本题时应注意以下三个方面:(1)开关S断开、闭合的电容器的两种状态不同;(2)液滴的运动状态与受力的关系;(3)液滴所受电场力的变化与电场强度变化的关系.【答案】见解析【解析】S闭合时,U不变,d↑,E↓,即E′=Ud′=U2d=E2合外力F=mg-12Eq=12mg=ma,所以a=g2,方向向下.液滴将向下做初速度为零,加速度为12g的匀加速直线运动.S断开,电容器的电荷量保持不变,当d′=2d时,由公式E∝Qεr S可知,E不变,E′=E因此,液滴受力情况不变,仍处于静止状态.总结提能(1)带电体在匀强电场中运动状态的变化,取决于带电体的受力情况和初速度情况,分析静电力时,电场强度E的变化是个关键,掌握U不变或Q不变两种情况下E的变化规律,是解决这类问题的基础.(2)利用公式E=Ud判断极板间电场强度的变化规律时,要注意U和d的变化特点,若U和d都变化,一般需要根据C=QU和C=εr S4πkd得出E=4πkQεr S,然后根据此式得出E的变化规律.(多选)电子眼系统通过路面下埋设的感应线来感知汽车的压力.感应线是一个压电薄膜传感器,压电薄膜在受压时两端产生电压,压力越大电压越大,压电薄膜与电容器C和电阻R组成图甲所示的回路,红灯亮时,如果汽车的前、后轮先后经过感应线,回路中产生两脉冲电流,如图乙所示,即视为“闯红灯”,电子眼拍照.则红灯亮时(BD)A.车轮停在感应线上时,电阻R上有恒定电流B.车轮经过感应线的过程中,电容器先充电后放电C.车轮经过感应线的过程中,电阻R上的电流先增大后减小D.汽车前轮刚越过感应线,又倒回到线内,仍会被电子眼拍照解析:车轮停在感应线上时,压力不变,则电压不变,电容器不充电,也不放电,电阻R上没有电流,故A错误;由图乙可知,当车轮经过感应线时,电流先增大后减小,然后再反向增大后减小,因电压是在受压时产生的,故说明电容器先充电后放电,故B正确,C错误;若汽车前轮刚越过感应线,又倒回线内,则前轮两次压线,仍形成两个脉冲电流,符合拍照条件,电子眼仍会拍照,故D正确.1.以下关于电容器的说法正确的是(C)A.如果甲电容器的电容是乙电容器电容的2倍,那么甲电容器的带电量一定是乙电容器带电量的2倍B.如果甲电容器的带电量是乙电容器带电量的2倍,那么甲电容器的电容一定是乙电容器电容的2倍C.如果一个电容器其两端的电压为10 V时,其电荷量为10-9 C,那么该电容器的电容为10-10 FD.以上说法均不正确解析:电容器的电容与带电量无关,B 错;由Q =CU 可知,电量还与电压有关,A 错;由C =Q /U 可计算出C =10-10 F ,C 对.故正确答案为C.2.(多选)下列哪些措施可以使电介质为空气的平行板电容器的电容变大些( ABD )A .使两极板靠近些B .增大两极板的正对面积C .把两极板的距离拉开些D .在两极板间放入云母解析:根据平行板电容器电容的计算公式C =εr S /4πkd ,减小距离、增大正对面积、插入介质均可以增大电容.3.如图所示是一只利用电容器电容(C )测量角度(θ)的电容式传感器的示意图.当动片和定片之间的角度(θ)发生变化时,电容(C )便发生变化,于是通过电容(C )的变化情况就可以知道角度(θ)的变化情况.下图所示的图象中,最能正确反映角度(θ)与电容(C )之间关系的是( B )解析:两极板正对面积S =12(π-θ)R 2,则S ∝(π-θ),又因为C ∝S ,所以C ∝(π-θ),令C =k (π-θ),则θ=π-C k (k 为常数),所以B正确.4.(多选)如图所示,是一个由电池、电阻R 与平行板电容器组成的串联电路,在增大电容器两极板间距离的过程中( BC )A.电阻R中没有电流B.电容器的电容变小C.电阻R中有从a流向b的电流D.电阻R中有从b流向a的电流解析:开始时,图中电容器被充电,A极板带正电,B极板带负电.根据平行板电容器的电容公式C=εr S/4πkd可知,当增大电容器两极板间的距离d时,电容C变小,由于电容器始终与电池相连,电容器极板间的电压U AB保持不变,根据电容的定义式C=Q/U,当C减小时,电容器两极板所带电荷量Q减小,A极板所带的正电荷一部分经R流向电源的正极,即电阻R中有从a流向b的电流,所以选项B、C正确.5.如图所示,平行板电容器与电动势为E的直流电源(内阻不计)连接,下极板接地.一带电油滴位于电容器中的P点且恰好处于平衡状态.现将平行板电容器的上极板竖直向上移动一小段距离,则(B)A.带电油滴将沿竖直方向向上运动B.P点的电势将降低C.带电油滴的电势能将减少D.若电容器的电容减小,则极板带电荷量将增大解析:电容器上极板向上移动一小段距离之后,由于两极板间电压U不变,由公式E=U/d知两板间场强变小,油滴所受电场力变小,带电油滴将沿竖直方向向下运动,A错;P到下极板距离d不变,而场强E减小,由公式U=Ed知P与下极板的电势差变小,又因为下极板电势不变,所以P点的电势变小,B对;由于静电力向上,而电场方向向下,可以推断油滴带负电,又因P点的电势降低,所以油滴的电势能增大,C错;图中电容器两端电压U不变,电容C减小时由公式Q=CU,带电荷量减小,D错.。
人教版物理选修3-1:《电容器与电容》教案
电容器与电容教案电容器1电容器是储存的装置,其中两个彼此(电介质)又相隔很近的(两极板)就构成一个电容器。
2. 是最简单的电容器,它由两个彼此又相隔很近的组成。
两板带,板间形成电场。
3.电容器的充电和放电①叫充电(电键在1位置)充电过程中:逐渐向两极板积累,电路中有短暂的,两极板间的增大,电场强度 E ,电势差U ,直到电势差等于电源电压。
充电结束。
②放电:使充电后的电容器失去叫放电。
放电过程中:电路中有短暂的,两极板间的电量,电场强度电势差U ,直到E、U为零。
放电完毕。
③充电后的电容器两个极板上,分别带有电荷,由于两极板相对且靠得很近,正负电荷互相吸引。
电容器以这种方式储存电荷。
二、电容1、定义:电容器所带与电容器的比值,叫做电容器的电容2、定义式:、(pF)1F=1C/V3、单位:(F)、(μF)1μF= F 1 Pf= F4、电容的物理意义:反映了电容器容纳物理量。
三、平行板电容器的电容1.当平行板电容器的两极板间是真空时,电容大小C与极板间的正对面积S、极板间距d的关系是:两极板间充满同一介质时,电容变大为真空时的εr倍。
,表达式为:,其中k为静电力常量,εr为相对介电常数。
四、常用电容器1.常用电容器从构造上看,可以分为和2.击穿电压:加在电容器上的不能超过某一限度,超过这个限度,电解质将被,电容器,这个极限电压称为击穿电压,电容器工作时的电压低于击穿电压。
3.额定电压:电容器长时间工作时所承受的电压,比击穿电压,电容器外壳上标的是(工作电压)。
4.电容器的两种问题①定电压问题:若两板始终与电源连接保持不变②定电量问题:若充电后与电源断开保持不变想一想,通过预习你还有那些知识点有疑问?写在下面的横线上《学案》教学目标:1.知道电容器的概念以及平行板电容器的主要构造2.理解电容器电容的概念及其定义式C=Q/U ,并能用来进行有关的计算。
理解电容器的决定式C=εs/4πkd3.掌握平行板电容器的决定式,并能用其讨论问题【问题与导学】一、电容器1、电容器是一种用来做什么的仪器?它的基本构造如何?①②2.通过自主学习你了解到最简单的电容器叫什么名字?试说说它的基本构造?它带电有哪些特点?板间场强有哪些特征?①基本构造:②带电特点:③板间场强特征:2、电容器的充电和放电(1)把电容器的两极板分别与与电池组的两极相连,会出现怎样的现象?电容器的电荷量、板间电压、板间电场强度各发生怎样的变化?这一过程直到什么时候结束?①电荷量:②板间电压:++ ++ + + ++ +++- - - - - - - - -极板电介质③板间电场强度:(2)把充电后的电容器的两极板接通,会出现怎样的现象?电容器的电荷量、板间电压、板间电场强度各发生怎样的变化?这一过程直到什么时候结束?①电荷量:②板间电压:③板间电场强度:3、电容器储存电荷的方式:充电后的电容器两个极板上,带电有什么特征?由于两极板相对且靠得很近,正负电荷互相吸引。
《电容器和电容》教学设计
《电容器和电容》教学设计一、教材分析1.教材的地位和作用:本节课的教学内容是教科版高中物理选修3-1,第一章静电场,第六节的电容器和电容,主要包括电容器的结构、功能、电容器的充放电电容器的电容,平行板电容器的电容及常见电容器。
它是学习完匀强电场后的一个重要应用,强化所学过的知识并加以深化,同时也为后面学习交流电路(电感和电容对交流电的影响)和电子线路(电磁振荡)做预备知识,在教材中起承上启下的作用,同时电容器和电容的知识与人们的日常生活、生产技术和科学研究有着密切的关系,因此学习这部分知识有着广泛的现实意义。
2.课程标准要求(1)观察常见电容器的结构,了解电容器的电容。
(2)通过实验,理解影响平行板电容器电容大小的因素,能解释生活中的一些现象。
3.教材内容安排首先引出电容器的概念,以及什么样的物体可以构成电容器,然后通过电路图分析电容器的充电与放电过程。
接着通过量筒与电容器类比得到电容的概念,定义式,物理意义,以及电容与电荷量、电势的关系。
探究影响平行板电容器电容大小的因素。
最后,讲授常用电容器、三种可变电容器、电容器上标注的信息。
二、学情分析1.学生的逻辑思维:高二学生认知水平提高,好奇心强,有较强的探究欲望,同时也有过较多的小组合作经验,具备一定的观察能力,分析能力,和实验能力,但在理解问题时,缺乏思维变通能力和知识迁移的能力。
在教学过程仍需以一些感性认识作为依托,可以借助实验或多媒体电教手段,加强直观性和形象性,以便学生理解和掌握。
2.学生的知识基础:学习本节课之前,学生已经学习了电场力和电场能的知识,为学习本节内容奠定了一定的基础。
3.学生的认识困难:学生对于电容器这样的非线性元件是第一次学习遇到。
由于电学概念比较抽象,学生对电磁现象的感性认识又较少就使得学生在学习电学时普遍感到比较困难,所以电容器概念的教学成为本节的难点之一。
在静电场的学习中学生已经很明确的知道验电器是用于检验电荷的存在及多少的,但本节内容中的验电器却变身为静电计,这需要学生在理解电容的知识的基础上才能理解其中的原理,给学生在探究影响平行板电容器电容大小的因素是设立了很大的障碍。
新课标人教版3-1选修三1.8《电容器与电容》WORD教案1
第七节电容器与电容、教学目标1.知识目标:(1)了解电容器概念及基本作用。
(2)了解电容器的结构,了解常用电容器种类。
(3)知道平行板电容器的电容跟哪些因素有关,有什么关系?2.能力目标:了解类比法研究问题的科学研究方法,培养学生的实验观察能力和抽象思维能力。
3.德育目标:电容器两极带等量异种电荷,让学生体会物理学中的对称美。
二、教学重点、难点分析1.重点:电容的概念,影响电容大小的因素2.难点:电容的概念,电容器的电量与电压的关系,电容的充、放电3.疑点:两极间电势差增加 1 伏所需电量的多少是衡量电容器电容大小的标志。
4.解决办法用充了电的电容器短路放电产生白炽的火花使学生感受到电容器有“容纳(储存)电荷的功能。
为使学生理解充、放电的抽象过程。
用自制的充放电的电路中的示教电流表显示充、放电过程,为使学生理解电容器电量与电压的抽象关系,不同电压、不同电容的电容器充电再放电时的声音与亮光形象的展示这一抽象关系。
运用演示实验讲授这一课,可取得较好的教学效果;若只停留在理论上和抽象的论证,学生是难以理解和接受的。
三、教学方法:类比法、讲授法,实验演示法,计算机辅助教学四、教具:1.25V 4700卩F”电容1只,“25V 1000卩F”电容1只,电路示教板,J0401型演示用电表,电池1.5V 3 只,不同类型的电容器若干只。
2.计算机,大屏幕,投影仪,自制CAI 课件五、学生活动设计1.学生动手拆解电容器,了解电容器结构。
2.对电容器进行充放电演示,观察思考、归纳电容器电量与电压的关系。
六、教学步骤一)明确目标法理解电容的含义。
(二)整体感知电容器、电容”这一节内容,是后面学习 LC 振荡电路的必备知识,是进一步学习交流 电路和电子线路的基础,关于电容器的知识, 大多数学生都很陌生,而电容器的充电、放电和电容概念,既重要又非常抽象,是高中物理教学难点之一。
运用演示实验讲授这一课,使“电容”这一抽象概念变得直观、具体, 学生易于理解和接受,学生的观察能力和抽象思维能力也得到了培养和提高。
高中物理物理 选修3-1(人教版)--《电容器的电容》参考教案--优化方案
《电容器的电容》教学设计授课年级:高二
教师活动设计意图引入:盛水的容器是水容器,盛电的容器是电容器。
【课件展示】:几种不同规格、型号、外型的电容器。
电容器是电气设备中的一种重要元件,在电子技术、电工技术中
有很重要的应用。
【图片展示】电视机、VCD的内部电路里的电容器。
除了电视机、VCD外,电风扇、日光灯、收音机、等电器中也
有广泛的应用。
本节来认识电容器及其相关问题。
新课教学:
一、电容器
1. 电容器的构造:
【视频展示】一个电容器,并将其拆开,让大家观察它的构造。
学生观察总结,可以得出:该元件有两片锡箔(导体),中间是一层薄膜(绝缘体)。
板书:1、电容器:任何两个彼此绝缘又相距很近的导体都可以看成一个电容器。
板书:2电路图的符号
引申电容器的概念:类似这样,在两个相互靠近的导体中间夹上一层绝缘物质就构成一个电容器。
这两个导体叫做电容器的两个极板,中间的绝缘物质叫电介质。
【思考】两个平行金属板夹上一层绝缘物质能否构成一个电容器?
构成,这种电容器叫平行板电容器,它是一种最简单的电容器。
两平行导体板夹上一层绝缘物质(空气也算)构成平行电容器。
实物的展示与实际生活的联系使学生对电容器充满兴趣。
实物的演示让学生的认识从感性升华到理性。
Q
=
U
简称:法符号:
.物理意义:描述电容器容纳电荷本领的物理量。
【提问】怎么理解呢?。
高中物理物理 选修3-1(人教版)--《电容器的电容》教案--优化方案
8.电容器的电容教学目标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,掌握平行板电容器电容的决定式,知道其中各项的含义,并能运用其讨论有关问题。
教学重点电容的概念、定义式及平行板电容器电容的决定式。
教学难点电容器的电容的计算与应用。
教学方法类比法、实验法、归纳法、讲练法。
教具准备静电计、平行板电容器、铁架台、电介质板、电容器示教板(上装各种电容器)、电容器的幻灯片、电池组。
课时安排1课时教学过程[新课导入]场强与电势有无直接关系?无直接关系。
E大,φ不一定大,E为零,φ不一定为零,反之亦然。
场强与电势差有无直接关系?有直接关系。
在匀强电场中,E=Ud,d指沿场强方向间距离,仅适用于匀强电场。
匀强电场是最简单的电场,也是中学阶段用得最多的电场。
前面我们知道两块平行金属板间的电场是匀强电场,今天我们继续学习一种类似于平行金属板构造的元件──电容器。
[新课教学] 一、电容器 1.电容器电容器是一种重要的电学元件,有广泛的应用。
两个相距很近的平行金属板中间夹上一层绝缘物质──电介质(空气也是一种电介质),就组成一个最简单的电容器,叫做平行板电容器。
这两个金属板叫做电容器的极板。
实际上,任何两个彼此绝缘又相距很近的导体,都可以看成一个电容器。
(出示电容器示教板,使学生仔细观察,找出电容器的共同点) 任何两个彼此绝缘又相隔很近的导体,组成一个电容器。
电容器能贮藏电量和能量,两个导体称为电容的两极。
下面以平行板电容器为例来学习有关电容器的一些基本知识。
2.电容器的充放电 (1)充电 ①充电如图所示,把电容器的一个极板与电池组的正极相连,另一个极板与负极相连,两个极板就分别带上了等量的异种电荷。
电容器两板分别接在电池两端,两板带上等量异种电荷的过程叫做充电。
②充电过程的能量转化在充电过程中,从灵敏电流计可以观察到短暂的充电电流。
高中物理选修3-1优秀教案电容器和电容
第八节、电容器和电容教学设计一、教材分析《电容器、电容》是高考的热点,是电场一章的重点和难点,在教材中占有重要地位。
它是学完匀强电场后的一个重要应用,也是后面学习交流电路(电感和电容对交流电的影响)和电子线路(电磁振荡)的预备知识,在教材中起承上启下的作用。
二、教学目标1.知识目标①知道什么是电容器以及常用的电容器。
②理解电容器的电容概念及其定义,并能用来进行有关的计算。
③知道公式及其含义,知道平行板电容器的电容与哪些因素有关。
④会对平行板电容器问题的动态分析。
2.能力目标①知道利用比值法定义物理量。
②学会在实验中用控制变量法的实验方法,提高学生综合运用知识的能力。
3.情感目标结合实际,激发学生学习物理的兴趣。
三、教学重难点电容的定义和引入。
对平行板电容器的动态分析。
四、学情分析:通过这一堂课的教学,让学生知道电容器的结构,明确电容器的作用,了解电容器的工作方式,重点掌握电容器的电容概念,知道它们与电量、电压无关。
五、教学方法1、学案导学:见后面的学案。
2.启发式、探究式、类比法。
六、课前准备1.学生的学习准备:预习电容器的定义和电容器的充放电2.教师的教学准备:多媒体课件制作,课前预习学案,课内探究学案,课后延伸拓展学案。
七、课时安排:1课时八、教学过程:(一)预习检查、总结疑惑要点:场强、电势能、电势、电势差等。
检查落实了学生的预习情况并了解了学生的疑惑,使教学具有了针对性。
(二)情景导入、展示目标。
展示各种电容器.并做解释:这是一种能容纳电荷的容器,今天我们来学习它——电容器以及描述它容纳电荷本领的物理量——电容(三)合作探究、精讲点拨。
1电容器构造:任何两个彼此绝缘又相隔很近的导体都可以看成一个电容器。
2电容器的充电、放电操作:把电容器的一个极板与电池组的正极相连,另一个极板与负极相连,两个极板上就分别带上了等量的异种电荷。
这个过程叫做充电。
现象:从灵敏电流计可以观察到短暂的充电电流。
充电后,切断与电源的联系,两个极板间有电场存在,充电过程中由电源获得的电能贮存在电场中,称为电场能.操作:把充电后的电容器的两个极板接通,两极板上的电荷互相中和,电容器就不带电了,这个过程叫放电.现象:从灵敏电流计可以观察到短暂的放电电流.放电后,两极板间不存在电场,电场能转化为其他形式的能量.提问:电容器在充、放电的过程中的能量转化关系是什么?待学生讨论后总结如下:小结:充电——带电量Q 增加,板间电压U 增加,板间场强E 增加, 电能转化为电场能放电——带电量Q 减少,板间电压U 减少,板间场强E 减少,电场能转化为电能3电容与水容器类比后得出。
6.电容器和电容-教科版选修3-1教案
6. 电容器和电容-教科版选修3-1教案教学目标1.掌握电容器的定义和计算公式;2.理解电容对电路的作用;3.熟悉电容器的使用及其注意事项。
教学重点1.电容器的定义;2.电容计算公式;3.电容对电路的作用。
教学难点1.电容器的使用和注意事项;2.实例分析。
教学过程1. 导入新知识教师出示一个平行板电容器,让学生观察并猜测其作用。
引出电容的概念,向学生介绍电容器的定义。
2. 讲解电容的计算公式引入电容的计算公式,并进行示范。
教师可用不同的电容器进行演示,增加学生的实际操作体验,提高学生对电容的理解。
3. 分析电容对电路的作用介绍电容对电路的作用,并讲解电容的充电和放电过程。
教师可以用电容器和电阻进行演示,让学生观察实验现象,并分析其原理。
4. 实例分析教师引导学生通过实例学习,进一步加深对电容的理解。
例如,给出一个电容器和一个电路图,让学生计算该电路中的电容值,并分析电容器的作用。
5. 总结归纳在讲完电容器的使用和注意事项后,教师带领学生进行总结归纳,检查学生掌握情况。
课堂练习1.已知一个平行板电容器的电容为1000pF,两板间距为0.5mm,求该电容器的面积。
2.当一个电容器接入电路后,电压在0.2秒内从0V增加到6V,电容器的电容为5μF,求电路中的电流。
课后作业1.练习书上电容相关的习题;2.搜集电容器的种类和使用注意事项,并写出总结。
教学反思在讲解电容的过程中,教师应该注意以简单、易懂的语言来表述概念和原理。
在演示实验时,教师应该先进行实验验证,然后再引导学生分析原理。
这样能够激发学生的学习热情,提高学生的积极性。
在课堂结束前,教师应该再次总结归纳,确保学生把握重点,加深对知识点的理解。
高中物理选修3-1电容器与电容优秀教案
8 电容器的电容整体设计教学分析电容器是一种常见的电学元件,在电路中应用广泛,学生虽然可能见过电容器实物,但不一定认识,更没有深入考虑过其构造和工作原理。
电容概念的建立方法和定义方式,学生以往学习中有过相似的经验,通过类比能够较容易接受。
影响平行板电容器电容大小的因素是全新的内容,在应用时容易出现错误。
利用演示实验可以帮助突破难点。
在进行课程教学时我们需要注意以下几点说明:1.考虑到用比喻可以帮助学生理解电容的概念,教材在讲述电容的概念时,借助水容器作比喻,说明电容是表示电容器容纳电荷本领的物理量。
有条件的学校可以利用传感器来帮学生理解电容器所带电荷量和电压之间的关系。
2.应该使学生明确地知道,电容器所带的电荷量Q是指每个极板所带电荷量的绝对值。
3.电场能的概念,只要求学生知道,不要求进一步说明。
4.应该使学生明确地知道:电容器充电后,如果保持电容器的两极板与电源两极相连接,则电容器两极板的电压保持不变;如果切断与电源的连接,则电容器的电荷量保持不变。
5.本节的“思考与讨论”,意在使学生把这节的知识与前面学过的知识联系起来,综合加以运用,提高学生综合运用知识的能力。
最好在教师的引导下,让学生独立思考,把问题弄清楚。
这比都由教师讲给学生,效果会更好。
教学目标1.知道电容器的概念,认识常见的电容器,通过实验感知电容器的充、放电现象;2.理解电容的概念及定义方法,掌握电容的定义公式、单位,并学会应用定义式进行简单的计算;3.通过实验了解影响平行板电容器电容大小的因素,了解平行板电容器的电容公式,知道改变平行板电容器电容大小的方法。
教学重点难点1.电容的概念是本节的重点和难点,关键让学生理解电容是用比值定义的物理量,电容这个物理量的物理意义。
2.影响平行板电容器电容大小的因素是本节的另一个重点,做好演示实验是突破该难点的好办法。
3.本节的一个次重点是利用前面所学的电学知识解释电容器的充放电问题。
导入新课[事件1]教学任务:引入新课方案1师生活动:教师上课前自己制作一个电容器(在一个有把的大塑料杯内外壁分别贴上铝箔,内外铝箔彼此绝缘)。
鲁科版高二物理选修3-1_《电容器_电容》名师教案1
电容器电容教材分析:《电容器电容》是本章的重点和难点,在教材中占有重要地位。
它是学完匀强电场后的一个重要应用,也是后面学习交流电路(电感和电容对交流电的影响)的预备知识,在教材中起承上启下的作用。
学习目标:(一)知识与能力:1.知道什么是电容器以及常用的电容器。
2.知道电容器充电和放电时能量的变化。
3.理解电容的概念及其定义式C=Q/U,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。
(二)过程和方法:1.知道利用比值法定义物理量,利用类比的方法理解电容器的电容。
2.学会在实验中用控制变量法的实验方法,提高学生综合运用知识的能力。
(三)情感态度价值观: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。
教学重点:电容的概念和平行板电容器的电容与其影响因素之间的关系。
教学难点:1.电容的定义和引入。
2.对平行板电容器的动态分析。
教学方法:类比法实验探究法教学用具:电视机电路板和楼灯声光控电路板、电源、导线、玻璃棒、橡胶棒、毛皮、丝绸、平行板电容器、静电计、绝缘电介质、多媒体、金属碗具教学模式:“互联网+”微课导学教学模式教学环境:在网络环境下充分运用Hiteach系统智慧课堂教学软件与教师平板形成互联互动的教学环境及智慧课堂IRS抢答器等、QQ高清视频.功能展示:①批注功能;②放大功能;③拍照/实物投影功能;④课堂互动功能;⑤Hiteach抢答功能;⑥Hiteach统计功能;;⑦PPT投影功能;⑧放大功能;课时安排:1课时新课教学:PPT 投影功能 PPT 投影 功能;视频试题推送功能; 课堂互动功能;教师启发提问:两个靠近的同学是否构成一个电容器?两个平行相对放置的金属板能否构成一个电容器?(出示平行板电容器)学生思考作答:能,人体和金属板是导体,中间的空气是绝缘物体。
教师总结:这种电容器叫平行板电容器,其中的绝缘物质电介质是空气。
演示:电容器的充电、放电过程,并提醒学生观察灵敏电流计指针的偏转方向。
人教版物理【选修3-1】优秀教案:《电容器和电容》
电容器和电容教学设计一、教材分析《电容器、电容》是高考的热点,是电场一章的重点和难点,在教材中占有重要地位。
它是学完匀强电场后的一个重要应用,也是后面学习交流电路(电感和电容对交流电的影响)和电子线路(电磁振荡)的预备知识,在教材中起承上启下的作用。
二、教学目标1.知识目标①知道什么是电容器以及常用的电容器。
②理解电容器的电容概念及其定义,并能用来进行有关的计算。
③知道公式及其含义,知道平行板电容器的电容与哪些因素有关。
④会对平行板电容器问题的动态分析。
2.能力目标①知道利用比值法定义物理量。
②学会在实验中用控制变量法的实验方法,提高学生综合运用知识的能力。
3.情感目标结合实际,激发学生学习物理的兴趣。
三、教学重难点电容的定义和引入。
对平行板电容器的动态分析。
四、学情分析:通过这一堂课的教学,让学生知道电容器的结构,明确电容器的作用,了解电容器的工作方式,重点掌握电容器的电容概念,知道它们与电量、电压无关。
五、教学方法1、学案导学:见后面的学案。
2.启发式、探究式、类比法。
六、课前准备1.学生的学习准备:预习电容器的定义和电容器的充放电2.教师的教学准备:多媒体课件制作,课前预习学案,课内探究学案,课后延伸拓展学案。
七、课时安排:1课时八、教学过程:(一)预习检查、总结疑惑要点:场强、电势能、电势、电势差等。
检查落实了学生的预习情况并了解了学生的疑惑,使教学具有了针对性。
(二)情景导入、展示目标。
展示各种电容器.并做解释:这是一种能容纳电荷的容器,今天我们来学习它——电容器以及描述它容纳电荷本领的物理量——电容(三)合作探究、精讲点拨。
1电容器构造:任何两个彼此绝缘又相隔很近的导体都可以看成一个电容器。
2电容器的充电、放电操作:把电容器的一个极板与电池组的正极相连,另一个极板与负极相连,两个极板上就分别带上了等量的异种电荷。
这个过程叫做充电。
现象:从灵敏电流计可以观察到短暂的充电电流。
充电后,切断与电源的联系,两个极板间有电场存在,充电过程中由电源获得的电能贮存在电场中,称为电场能.操作:把充电后的电容器的两个极板接通,两极板上的电荷互相中和,电容器就不带电了,这个过程叫放电.现象:从灵敏电流计可以观察到短暂的放电电流.放电后,两极板间不存在电场,电场能转化为其他形式的能量.提问:电容器在充、放电的过程中的能量转化关系是什么?待学生讨论后总结如下:小结:充电——带电量Q 增加,板间电压U 增加,板间场强E 增加, 电能转化为电场能放电——带电量Q 减少,板间电压U 减少,板间场强E 减少,电场能转化为电能3电容与水容器类比后得出。
高中物理《电容器的电容》教案 教科版选修3-1
教材首先讲解了电容的功用,通过介绍电容器的构造及使用,使学生认识电容器有储存电荷的本领,同时介绍了电容的概念、定义式,再讲解电容器的电容与哪些因素有关.整个这一节的内容,是后面学习LC振荡电路的必备知识,是学习交变电路和电子线路的基础,关于电容器的充放电现象和电容概念,是高中物理教学的重点和难点之一,又比较抽象,因此再教学中,可以多增设实验,让学生易于理解和接受,同时培养学生的实验观察能力和科学探究能力。
板书板书板书分析:两极板积累异号电荷越多,其中带正电荷一极电势越高,带负电荷一极电势越低,从而电势差越大。
因而电容器两极间的电势差越大,储存的电荷就应该越多。
理论上,电容器可以充入的电量Q并不是无限的,随着电势差的变化,电量Q也随之增大,对同一个电容器,QU是一个与电量、电势差无关的常量,对同一个电容器QU一定,即Q2Q3UU2U3Q===……,对不同的电容器,电势差增加1伏所需要增加的电量是不同的,也就是QU是不同的常数,因此,我们认为QU能够反映电容器容纳电荷的能力,物理上QU定义电容器的电容量——电容。
2.电容器的电容量---电容(1)定义:电容器一个极板上所带的电荷量Q与两极间的电势差U的比值QU叫电容器的电容量,简称电容,常称为容量。
公式:QCU=, Q是某一极板所带电量的绝对值。
(2)单位:法拉(F)1F的意义:如果电容器一一个极板上带的电荷量为1C,两极板间的电压为1V,则这个电容器的电容为1F。
法拉太大常用单位有微法(Fμ),皮法(pF)三、平行板电容器的电容电容器的电容量虽然由QCU=求得,但对于一个给定的电容器,电容器的容量与Q和U都无关,其容量大小由电容器的本身结构决定。
那么电容器的电容跟电容器结构的哪些因素有关呢?1.平行板电容器:由两块平行靠近又相互绝缘的导体板(金属教师举例讲解学生归纳总结教师举例讲解。
人教课标版高中物理选修3-1:《电容器的电容》教案-新版
第一章静电场第8节《电容器的电容》教学设计教材分析电容器是一种重要的电学元件,在电气设备中有着广泛的应用。
学生已经学习了研究电容器需要涉及的电势差、电荷量等知识,同时也基本掌握了比值定义法、控制变量法等研究物理问题的方法,具有了一定的用数学工具解决物理问题的能力。
所以本节教学的核心是引导学生应用所学的知识与形成的方法研究电容器,探究电容概念的内涵。
电容的概念是本节的重点,也是难点。
电容又是一个比值定义的物理量,引出这一比值的关键,让学生知道电容器容纳电荷的本领是定的,而电容器所带的电荷量与两极板间的电势差成正比,其比值能反映电容器本身的性质。
影响平行板电容器电容大小的因素是本节教学内容的又一难点,教材这个实验是相当成熟的,有利于学生进一步熟悉探究性学习方法。
教材最后常见的电容器部分与学生的生活实际和生产实际联系十分密切,很好体现了新课程:“从生活走向物理,从物理走向社会”的理念。
核心素养:通过《电容器的电容》的学习活动,让学生知道利用比值法定义物理量,利用类比的方法理解电容器的电容。
学会在实验中用控制变量法的实验方法,提高学生综合运用知识的能力。
体会物理在实际生活中的广泛应用,培养学生探究新事物的兴趣。
教学目标:1.知道什么是电容器以及常用的电容器。
2.知道电容器充电和放电时能量的变化。
3.理解电容的概念及其定义式C=Q/U,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。
教学重点:电容的概念和平行板电容器的电容与其影响因素之间的关系。
教学难点:1.电容的定义和引入。
2.对平行板电容器的动态分析。
教学方法:类比法、实验探究法教学用具:电源、导线、玻璃棒、橡胶棒、毛皮、丝绸、平行板电容器、静电计、绝缘电介质、多媒体。
教学流程图:教学过程:总结过渡:电容器不仅是一种储总结:电容C与d、s;当两板间充满某种介质时,电容倍:。
展示常用电容器示教板。
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§1.6 电容器和电容1.知道什么是电容器,知道常用电容器的分类及符号,认识常用电容器. 2.知道电场能的概念,了解电容器充放电过程及能量转化的特点. 3.理解电容的概念及其定义式C =QU,并能用来解决简单的问题.4.知道平行板电容器电容的决定因素及其决定关系,并能用来进行相关分析.1.重点难点教学重点:电容公式的建立、理解与应用.教学难点:根据所教学生的实际情况确定充放电过程的教学模式. 2.教学建议本节知识与生活联系比较紧密,几乎所有电器设备都要用到电容器,学生学习兴趣比较浓厚,且本节知识对学生逻辑推理能力要求较高.教学中需对电容器给出定义,说明电容器的充放电过程,介绍电容器的结构和性能.电容器及其充放电过程可通过照相所用电子闪光灯引入.做好本节的“实验探究”活动对理解和掌握平行板电容器有很大的帮助.1.电容器(1)电容器:电容器是储存电荷和________的元件,任何两个彼此________又互相靠近的导体都可以看成一个电容器.(2)充电过程:使两个极板带上等量________(填“同种”或“异种”)电荷的过程.放电过程:使两个极板上电荷中和的过程,________转化为其他形式的能.(3)电容器的电荷量:电容器工作时,两极板分别带上了+Q 和-Q 的电荷量,则电容器的电荷量为________.2.电容器的电容(1)电容是电容器所带的________与电容器两极板间的________的比值.公式表示为C =________. (2)电容是表示电容器____________本领的物理量.(3)在国际单位制中,电容的单位是:________,符号是F ,1 F =1 C/V ,常用较小的单位微法(μF)和皮法(pF),并且1 F =________ μF =________pF.3.平行板电容器的电容平行板电容器的电容与两板之间的________、________和两板之间插入的________有关. 4.常见的电容器(1)常见的电容器,如空气电容器、云母电容器、纸质电容器、陶瓷电容器、涤纶电容器、电解电容器等,它们是按______不同来分类的.若按是否可变分为:________电容器、________电容器.(2)电容器的击穿电压和额定电压①击穿电压:使电介质变成________的最低电压叫做击穿电压.②额定电压:电容器________所能承受的电压叫做额定电压,额定电压低于击穿电压. 参考答案:1.(1)电能 绝缘 (2)异种 电能 (3)Q2.(1)电荷量Q 电势差UQU(2)容纳电荷 (3)法拉 106 1012 3.正对面积S 距离d 电介质4.(1)电介质 可变 固定 (2)①导体 ②正常工作主题1:电容问题:(1)由C =QU 可知,电容器的电容在数值上等于使两极板间的电势差为1 V 时电容器需要的电荷量.需要的电荷量多,表示电容器的电容大.这类似于用不同的容器装水,要使容器中的水深都为1 cm ,横截面积大的容器需要的水多.可见,电容是表示电容器容纳电荷本领的物理量.请你具体说说怎样将电容器与图中盛水容器进行类比.(2)根据电容的定义式,由分比定律我们可以进一步推出:C =Q 1U 1=Q 2U 2=Q 2-Q 1U 2-U 1=ΔQΔU ,说说你对该式的理解.解答:(1)电容相当于盛水容器单位深度的盛水量(或容器的横截面积),电压与深度对应,电荷量与盛水量对应.电容器两极板间电压越大,所带电荷量越大;水容器盛水深度越大,盛水量越多.电容器有击穿电压,超过此电压,电容器被击穿;盛水容器也有最大盛水深度,超过此深度,水将溢出.(2)电容器的电容大小在数值上等于两极板间电压为1 V 时,电容器所带的电荷量;电容器的电容在数值上等于两极板间的电压增加(或减少)1 V 时所需要增加(或减少)的电荷量.主题2:影响平行板电容器电容的因素(重点探究)情景:物理学中对于多因素(多变量)的问题,常常采用控制因素(变量)的方法,把多因素的问题变成多个单因素的问题.每一次只改变其中的某一个因素,而控制其余几个因素不变,从而研究被改变的这个因素对事物的影响,分别加以研究,最后再综合解决,这种方法叫控制变量法.它是科学探究中的重要思想方法,广泛地运用在各种科学探索和科学实验研究之中.在本节里,影响平行板电容器电容的因素可能有S 、d 、εr 等多个因素,如图所示(教材图1.8-4),实验时逐个验证,保持各量不变,只让一个量变化.问题:(1)控制变量法有什么优点?我们学过的内容中哪里采用过这种方法? (2)实验中静电计的作用是什么?能否用电压表代替?解答:(1)控制变量法的优点是将复杂问题简单化.同时分析多个因素是很困难的,所以逐个攻破,最后总结,可以方便快捷地得出变化规律.我们学过的内容中探究牛顿第二定律、影响向心力的因素等知识都用到了这种方法.(2)静电计能测静电场中的电压;不能,电压表只能测电路中的电压,不能测静电场中的电压.一、电容器电容的理解及计算例1 有一充好电的平行板电容器,两板间电压为3 V ,现使它的电荷量减少3×10-4 C ,于是电容器两板间的电压降为原来的13,此电容器的电容是多大?电容器原来所带电荷量是多少?若将电容器极板上的电荷量全部放掉,电容器的电容是多大?【分析】本题考查对电容的理解.(1)电容器的定义式C =QU 中的Q 为电容器所带电荷量,是一个极板上所带电荷量的绝对值.(2)由定义式可知C =Q U =ΔQΔU,ΔQ 表示带电荷量的变化,ΔU 是电压的变化.【解析】电容器两极板间电势差的变化量为ΔU =(1-13)U =23×3 V =2 V由C =ΔQ ΔU,得C =3×10-42 F ==1.5×10-4 F =150 μF电容器原来所带电荷量为Q =CU =1.5×10-4×3 C =4.5×10-4 C电容器的电容是由本身决定的,与是否带电无关,所以电容器放掉全部电荷后,电容仍然是150 μF.【答案】150 μF 4.5×10-4 C 150 μF【点拨】公式C =QU 是定义式,跟其他比值定义物理量一样,是一种检测该物理量的方法或手段,物理量本身与比值中的任何一个物理量都无关.对于固定的电容器,Q 与U 成正比,所以公式C =ΔQΔU 成立.二、电容器的两类动态变化问题 例2 如图所示,先闭合S 使电容器充电,然后断开S ,当增大两极板间距离时,电容器所带电荷量Q 、电容C 、两板间电势差U 、电容器两极板间场强E 的变化情况是( )A .Q 变小,C 不变,U 不变,E 变小B .Q 变小,C 变小,U 不变,E 不变 C .Q 不变,C 变小,U 变大,E 不变D .Q 不变,C 变小,U 变小,E 变小【分析】电容器充电后与电源断开,电容器极板上的电荷量保持不变.极板间距离增大过程中,根据电容器电容的定义式及平行板电容器电容的计算式即可分析.【解析】电容器充电后再断开S ,其所带电荷量Q 不变,由C =εr S4πkd 可知,d 增大时,C 变小.又因U =Q C ,所以U 变大.对于场强E ,由于E =U d ,U =Q C =Q εr S 4πkd=4πkdQ εr S,所以E =U d =4πkQ εr S ,由此式可以看出,E 与两板间距离无关,故间距d 增大,E 不变.【答案】C【点评】①在判断电容器相关物理量的变化时,首先要弄清是电压U 不变还是电荷量Q 不变.若电容器充电后与电源断开,则电荷量Q 不变;若电容器始终与电源相连,则电压U 不变.②分析电容器相关物理量变化常用的公式有:C =εr S 4πkd 、C =Q U 和E =Ud .三、静电计与平行板电容器例3 在如图所示的实验装置中,平行板电容器的极板A 与灵敏静电计相连,极板B 接地.若极板B 稍向上移动一点,由观察到的静电计指针的变化作出平行板电容器电容变小的结论的依据是( )A .两极板间的电压不变,极板上的电荷量变小B .两极板间的电压不变,极板上的电荷量变大C .极板上的电荷量几乎不变,两极板间的电压变小D .极板上的电荷量几乎不变,两极板间的电压变大【分析】由于电容电极与静电计间电荷量转移可以忽略,认为电容器所带电荷量不变,由静电计指针偏角变化判断电容两极间电压变化,进而根据电容定义式可判断电容变化.【解析】电容器的电容可根据C =QU 来检测,极板间电压可用静电计来测定.实际上当极板B 稍向上移动时,电容C 将减小,由于平行板电容器的电容比静电计电容大得多,静电计的接入不会使极板所带电荷量发生明显的变化.因而电容C 减小,电荷量几乎不变,极板电压增大,致使静电计指针与外壳间的电压增大,这时静电计电容未变.静电计金属球所带电荷量增加(即有极少的电荷流向静电计,可以说电容器极板电荷量几乎不变),使指针偏转角度增大.实验中我们观察到的现象是指针偏角变大说明板间电压增大,由C =QU 判断,平行板电容器的电容变小.故答案D 正确.【答案】D【点评】对平行板电容器的电容和静电计测电势差可简单这样理解:对前者可认为Q 一定,U 随C 变化;对后者可认为C 一定,Q 随U 而变化,而静电计电荷量的变化对平行板电容器极板上的电荷量变化而言是很小的.静电计是测量(静电产生的)电势差的仪器,静电计张角大,说明极板间电势差大.注意:它不能用于测直流电路中两点间的电压.四、电容器中带电粒子的力学问题例4 图示是一个由电池、电阻R 、开关S 与平行板电容器组成的串联电路.开关S 闭合,一带电液滴悬浮在两板间P 点不动,下列说法正确的是( )A .带电液滴可能带正电B .增大两极板距离的过程中,电阻R 中有从a 到b 的电流,电容器中负电荷从B 到AC .断开S ,减小两极板正对面积的过程中,液滴将加速下降D .断开S ,减小两极板距离过程中,液滴静止不动【分析】解答本题可按如下过程分析:平衡条件→带电性质→场强变化→受力变化→运动性质变化【解析】带电液滴在重力和电场力作用下处于平衡状态,电场力方向向上,电场方向向下,故液滴带负电,A 选项错误.由C =εr S4πkd 和Q =CU 可知,在两极板间距离增大的过程中,C 变小,所以Q 变小,因此电容器放电,放电电流的方向为从a 到b ,负电荷由B 板经电源和电阻R 流向A 板,选项B 错误.断开S ,由C =εr S4πkd 、Q =CU 和U =Ed 知E =4πkQ εr S ,Q 不变,S 减小,所以E 增大,电场力大于重力,液滴加速上升,C 选项错误.由E =4πkQεr S 知,Q 不变,d 减小,E 不变,液滴静止不动,D 选项正确.【答案】D【点拨】带电粒子在平行板电容器中的问题是静电场与力学知识的综合,分析方法与力学的分析方法基本相同:先分析受力情况,再分析运动情况和运动过程(平衡,加速或减速,是直线还是曲线),然后选用恰当的规律(如牛顿定律、动能定理及能量守恒定律)解题.1.(考查电容与电荷量及两极板间电势差的关系)关于电容器的电容,下列说法正确的是( ) A .电容器所带的电荷量越多,电容就越大 B .电容器两极板间的电压越高,电容就越大C .电容器所带电荷量增加一倍,则两极间的电压也一定增加一倍D .电容是表征电容器容纳电荷本领的物理量【解析】电容器的电容只与电容器本身的因素有关,而与电荷量和电压无关.电容是表征电容器容纳电荷本领的物理量.【答案】CD2.(考查平行板电容器电容的决定因素)对于水平放置的平行板电容器,下列说法正确的是( ) A .将两极板的间距加大,电容将增大B .将两极板平行错开一些,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,电容将增大【解析】由C =εr S4πkd 可知,当d 增大时,C 变小;S 变小时,C 变小;板间加入陶瓷板时,εr 增加,C增大;而当板间内置铝板时,相当于板间距离d 变小,C 增大,由以上分析可知,B 、C 、D 均正确,A 错误.【答案】BCD3.(考查电容器基本参数的理解及公式的运用)某电容器的电容是30 μF ,额定电压为 200 V ,击穿电压为400 V .对于该电容器,下列说法中正确的是( )A .为使它两极板间的电压增加1 V ,所需要的电荷量是3×10-5 CB .给电容器1C 的电荷量,两极板间的电压为3×10-5 VC .该电容器能容纳的电荷量最多为6×10-3 C D .该电容器两极板间能承受的最大电压为200 V【解析】由ΔQ =C ·ΔU =30×10-6×1 C =3×10-5 C ,A 对;由U =Q C =130×10-6 V =3.3×104V ,电容器被击穿,B 错;击穿电压为400 V 表示能承受的最大电压为400 V ,最大电荷量Q =CU =3×10-5×400 C =1.2×10-2 C ,故C 、D 错误.【答案】A4.(考查电容与电荷量及两极板间电势差的关系)图示是描述电容器充电时电荷量Q 、电压U 、电容C 之间的相互关系图象,其中正确的是( )【解析】根据电容的定义C =QU ,不难理解电容的物理意义,对于给定的电容器其电容是恒定的,与其电荷量、电压均无关;当电容C 一定时,电荷量Q 与电压U 成正比.【答案】BCD1.下列关于电容的说法正确的是( ) A .电容器简称电容B .电容器A 的电容比B 的大,说明A 所带电荷量比B 多C .电容在数值上等于使两极板间的电势差为1 V 时电容器需要带的电荷量D .由公式C =QU 知,电容器的电容与电容器两极板间的电压成反比,与电容器所带的电荷量成正比【解析】电容器和电容是两个不同的概念,A 错;电容器A 的电容比B 的大,只能说明电容器A 容纳电荷的本领比B 强,与带电荷量多少无关,B 错;电容器的电容大小和它的两极板所带的电荷量、两极板间的电压、电容器的体积等无关,D 错.【答案】C2.图示为可调电容器结构图,下列说法正确的是( )A .可调电容器的定片必须接电源的正极,动片必须接电源的负极B .动片完全旋出时电容最小,完全旋入时电容最大C .该电容器是通过改变极板的正对面积来改变电容的D .为提高该电容器的电容,可在动片与定片之间充入电解液作为电介质【解析】该电容器没有正负极之分,动片或者定片接电源正极都可以,A 不对;该电容器是通过改变极板的正对面积来改变电容的,动片完全旋入时电容最大,B 、C 正确;电解液会导电,不可做电介质,D 不对.【答案】BC3.某电容器上标有“5 V 10 μF ”的字样,对此,下列说法正确的是( ) A .此电容器只能在两端电压为5 V 时才能正常工作 B .此电容器只能在5 V 及以下电压才能正常工作 C .当工作电压是5 V 时,电容才是10 μFD .此电容器所带电荷量不能超过5×10-5 C【解析】电容器上标的5 V 是指电容器的耐压值,只要不超过这个电压值,电容器都可正常工作,B 正确,A 不对;电容器的电容值是由电容本身的构造来决定的,与电压没有关系,C 不对;根据Q =CU =5 V ×10×10-6 F =5×10-5 C ,5 V 为电容器两端可加的最高电压,所以此电容器所带电荷量不能超过5×10-5C ,D 正确.【答案】BD4.如图所示,将平行板电容器接在电池组两极间,两极板间的带电尘埃恰好处于静止状态.若将两板缓慢地错开一些,其他条件不变,则( )A .电容器所带电荷量不变B .电源中将有电流从正极流出C .尘埃仍静止D .电流计中将有电流,电流方向b →a【解析】电容器与电池组连接,其电压不变,带电尘埃静止,静电力与重力平衡,qE =mg ,两极板错开时场强不变,故C 正确.因电容减小,由Q =CU 知电荷量Q 减小,电容器放电,电流方向a →b ,A 、B 、D 错误.【答案】C5.传感器是把非电学量(如速度、温度、压力等)的变化转换成电学量的变化的一种元件,在自动控制中有着相当广泛的应用.图示为一种测定液面高度的电容式传感器的示意图.金属芯线与导电液体形成一个电容器,从电容C 大小的变化就能反映液面的升降情况,两者的关系是( )A .C 增大表示h 增大B .C 增大表示h 减小 C .C 减小表示h 减小D .C 减小表示h 增大【解析】液面升降使电容器的正对面积发生变化,即h 增大,S 增大,由C =εr S4πkd 知C 增大.同理可得,h 减小时C 减小.【答案】AC6.水平放置的平行板电容器与一电池相连,在电容器的两极板间有一带正电的质点处于静止状态.现将电容器两极板间的距离增大,则( )A .电容变大,质点向上运动B .电容变大,质点向下运动C .电容变小,质点保持静止D .电容变小,质点向下运动【解析】本题考查电容器与电荷受力平衡问题.电容器的特点:一是与电源相连,电压保持不变;二是断开电源,电荷量保持不变.由C =εr S4πkd 知,当d 增大时,C 变小.由题意知电容器与电池相连接,故U 不变,当d 增大时,由E =Ud得E 减小,质点受到的电场力减小,所以质点向下运动.【答案】D7.如图所示,平行板电容器的两极板A 、B 接在电池的两极,一带正电的小球悬挂在电容器的内部,闭合开关S ,给电容器充电,稳定后悬线偏离竖直方向的夹角为θ.下列说法正确的是( )A .若保持开关S 闭合,A 板向B 板靠近,则θ增大 B .若保持开关S 闭合,A 板向B 板靠近,则θ不变C .若开关S 断开,A 板向B 板靠近,则θ增大D .若开关S 断开,A 板向B 板靠近,则θ不变【解析】θ角怎样变化取决于带正电的小球所受到的电场力怎样变化,由F =qE 知,应先判断E 的变化,所以本题实际上仍属于平行板中两种典型问题.①保持开关S 闭合时,电容器两极板间的电压U 不变,由E =Ud 知,U 不变,d 减小,则E 增大,因而小球所受电场力增大,θ角增大,故选项A 正确.②开关S 断开后,电容器所带电荷量Q 不变,由C =εr S 4πkd ,C =Q U 和E =Ud 得,E =4πkQ εr S,易知E 不变,小球所受电场力不变,θ角不变,故选项D 正确.【答案】AD8.如图所示,两板间距为d 的平行板电容器与一电源连接,开关S 闭合,电容器两板间有一质量为m ,带电荷量为q 的微粒静止不动,下列叙述中正确的是( )A .微粒带的是正电B .电源电动势的大小等于mgdqC .断开开关S ,微粒向下做加速运动D .保持开关S 闭合,把电容器两极板间的距离增大,微粒将向下做加速运动【解析】粒子受力平衡,重力竖直向下,则电场力竖直向上,又因场强向下,所以粒子带负电,故A 错误.由粒子处于平衡状态,得qE =mg ,电源电动势与板间电压相等,E 电源=U =Ed =mgdq ,B 正确.断开开关,板间场强不变,微粒仍将静止不动,C 错.保持S 闭合,把电容器两极板间距离增大,板间电势差不变,场强减小,微粒所受电场力小于重力,则向下做加速运动,D 正确.【答案】BD 9.图示为可将声音信号转化为电信号的电路图,该电路中右侧固定不动的金属板b 与能在声波驱动下沿水平方向振动的金属板a 构成了一个电容器,a 、b 、灵敏电流表通过导线与恒压电源两极相接.若声源S 不停地振动,使a 板也左右振动,则( )A .在a 振动过程中,a 、b 板之间的电场强度不变B .在a 振动过程中,a 、b 板上的电荷量不变C .在a 振动过程中,灵敏电流表中始终有方向不变的电流D .当a 向右的位移最大时,a 、b 板构成的电容器的电容最大【解析】a 在振动的过程中,a 、b 间的距离不断变化,由C =εr S4πkd 知,电容器的电容在不断变化,当a 运动到最右端时,距离最小,则C 最大,选项D 正确;因电容器连着电源,则电容器两端电压不变,由E =U d 知,场强在不断变化,选项A 错误;由C =QU 可知,Q 与C 成正比,Q 也在不断变化,电容器不断地充放电,电路中有变化的电流,所以选项B 、C 错误. 【答案】D10.如图所示,有的计算机键盘的每一个键下面都连一小块金属片,与该金属片隔有一定空气间隙的是另一小块固定金属片,这两片金属片构成一个小电容器,该电容器的电容C 可用公式C =εSd 计算,式中常量ε=9×10-12 F/m ,S 表示金属片的正对面积,d 表示两金属片间的距离.当键按下时,此小电容器的电容发生变化,与之相连的电子线路就能检测是哪个键被按下了,从而给出相应的信号.设每个金属片的正对面积为50 mm 2,键未按下时两金属片的距离为0.6 mm ,如果电容变化了0.25 pF ,电子线路恰能检测出必要的信号,则键至少需要被按下多少?【解析】设金属片的原距离为d ,金属片被按下Δd 时电容变化ΔC =0.25 pF 此时金属片间距为d -Δd则C 1=εS d ,C 2=εSd -ΔdΔC =C 2-C 1=εS (1d -Δd -1d)代入数据得Δd =0.15 mm. 【答案】0.15 mm11.如图所示,水平放置的两平行金属板A 、B 相距为d ,电容为C ,开始两板均不带电,A 板接地且中央有孔.现将电荷量为q 、质量为m 的带电液滴一滴一滴地从小孔正上方h 高处无初速度地滴下,落到B 板后电荷全部传给B 板.问从第几滴液滴开始,液滴将在A 、B 间做匀速直线运动?【解析】当第n 个带电液滴落在B 板时,由C =nqU 知,B 板所带电荷量增加,两板间电压也增大.由E =Ud知,两板间的电场强度也增大.当第n +1个带电液滴落到两极板间时做匀速运动,由平衡条件有:qE =mg ,E =U d =QCd故nq =Cd mg q ,即n =Cdmgq2所以从第Cdmgq 2+1滴液滴开始,液滴将在A 、B 间做匀速直线运动.【答案】Cdmgq 2+112.如图所示,C 为中间插有电介质的电容器,a 和b 为其两极板,a 板接地;P 和Q 为两竖直放置的平行金属板,在两板间用绝缘线悬挂一带电小球;P 板与b 板用导线相连,Q 板接地.开始时悬线静止在竖直方向,在b 板带电后,悬线偏转了角度α.在以下方法中,能使悬线的偏角α变大的是( )A .缩小a 、b 间的距离B .增大a 、b 间的距离C .取出a 、b 两极板间的电介质D .换一块形状大小相同、介电常数更大的电介质【解析】a 板与Q 板的电势恒定为零,b 板和P 板电势总相同,故两个电容器的电压相等,且两板电荷量Q 视为不变.要使悬线的偏角增大,则应使PQ 间电压U 增大,即减小电容器ab 的电容C .对电容器C ,由公式C =Q U =εr S4πkd ,可以通过增大板间距d 、减小介电常数εr 、减小极板的正对面积S 来减小电容C .【答案】BC§1.6 电容器和电容1.知道什么是电容器,知道常用电容器的分类及符号,认识常用电容器. 2.知道电场能的概念,了解电容器充放电过程及能量转化的特点. 3.理解电容的概念及其定义式C =QU,并能用来解决简单的问题.4.知道平行板电容器电容的决定因素及其决定关系,并能用来进行相关分析.1.重点难点教学重点:电容公式的建立、理解与应用.教学难点:根据所教学生的实际情况确定充放电过程的教学模式.2.教学建议本节知识与生活联系比较紧密,几乎所有电器设备都要用到电容器,学生学习兴趣比较浓厚,且本节知识对学生逻辑推理能力要求较高.教学中需对电容器给出定义,说明电容器的充放电过程,介绍电容器的结构和性能.电容器及其充放电过程可通过照相所用电子闪光灯引入.做好本节的“实验探究”活动对理解和掌握平行板电容器有很大的帮助.1.电容器(1)电容器:电容器是储存电荷和________的元件,任何两个彼此________又互相靠近的导体都可以看成一个电容器.(2)充电过程:使两个极板带上等量________(填“同种”或“异种”)电荷的过程.放电过程:使两个极板上电荷中和的过程,________转化为其他形式的能.(3)电容器的电荷量:电容器工作时,两极板分别带上了+Q和-Q的电荷量,则电容器的电荷量为________.2.电容器的电容(1)电容是电容器所带的________与电容器两极板间的________的比值.公式表示为C=________.(2)电容是表示电容器____________本领的物理量.(3)在国际单位制中,电容的单位是:________,符号是F,1 F=1 C/V,常用较小的单位微法(μF)和皮法(pF),并且1 F=________ μF=________pF.3.平行板电容器的电容平行板电容器的电容与两板之间的________、________和两板之间插入的________有关.4.常见的电容器(1)常见的电容器,如空气电容器、云母电容器、纸质电容器、陶瓷电容器、涤纶电容器、电解电容器等,它们是按______不同来分类的.若按是否可变分为:________电容器、________电容器.(2)电容器的击穿电压和额定电压①击穿电压:使电介质变成________的最低电压叫做击穿电压.②额定电压:电容器________所能承受的电压叫做额定电压,额定电压低于击穿电压.参考答案:1.(1)电能绝缘(2)异种电能(3)Q2.(1)电荷量Q电势差U QU(2)容纳电荷(3)法拉10610123.正对面积S距离d电介质4.(1)电介质可变固定(2)①导体②正常工作主题1:电容。