第三章 电 容 和 电 感

第三章电容和电感

3．1 电场和电场强度

设计课时

2课时

教学目的：授课形式1．理解电场及电场的性质。

2．掌握电场强度、及电场的表示

3．理解匀强电场的性质

讲授

教学重点：授课对象1．电场及电场的性质

2．电场强度、及电场的表示

教学难点：

电场强度、及电场的表示

教学内容参考教法

复习：[1]复习自然界两种电荷及相互作用

[2]结合初中所学磁极间相互作用及磁场

引入电荷间的作用通过电场：电场和电场强度

一、电场：

[1]小结:两种电荷:正、负两种。同种排斥，异种吸引。

引导：电荷间力的作用不需接触，如何作用？类比磁场，地球引力场：说明电荷周围存在着电场，电荷间作用是通过电场实现的。

[2]电场：电场是客观存在的一种物质，看不见，摸不着。

电场的特性：对放入其中的电荷具有电场力作用；

电荷在电场力作用下移动，电场力做功，即电场具有能量

二、电场强度：

衡量电场的强弱，利用放入电场中电荷所受电场力大小来反映。

1、点电荷电场中的受力：检验电荷：为研究电场的作用，引入一个电荷量和体积都很小的点电荷。将检验电荷+q放于点电荷电场，结论：

[1]+q在电场中不同位置所受电场力大小及方向不同。

[2]电场中同一点，不同电荷量的检验电荷所受电场力不同，但与电荷量比值为一常数；不同点，一般不同。

结论：F/q是一个只与电场本身性质有关，而与检验电荷无关的量，该比值可用于表示电场的强弱。

2、电场强度：放入电场中某一点的点电荷所受电场力与它的电荷量的比值，叫这一点的电场强度，简介场强。

意义：场强在数值上等于单位电荷所受电场力大小。

公式：提问

强调磁场方向

单位：电场力：N；电量：C；电场强度：N/C

电场强度为矢量：场强的方向规定电场中某点的场强方向与正电荷在该点的受力方向相同。

负电荷受力方向与场强方向相反

三、电场线

由磁场中的磁感线描述磁场引入电场线

定义：在电场中画一些假想的曲线，使曲线上每一点的切线方向都与该点的场强方向相一致。画图3-2说明电场线的方向。

说明：[1]电场线实际不存在，为研究方便引入的。

[2]电场线始于正电荷，终止于负电荷。

[3]电场疏密程度反映场强大小，越密场强越大，越疏场强越小。

常见电场的电场线：投影Page 61 图3-3介绍

四、匀强电场：电场中各点场强大小及方向都相同。

两彼此靠近、带等量异种电荷的平行板之间中央部分可近似为匀强电场。匀强电场的电场线：强调特征平行、均匀等间距及含义。右图示。

五：电场力：

电量为q的带电体在电场E的电场中所受电场力F：F = Eq

例：电场中某点场强E = 6×105N/C,则放于该点点电荷q =5×10-10C检验电荷所受电场力大小？

解：F = E q = 6×105N/C×5×10-10C = 3×10-4N

总结：

通过本节学习要能理解电荷间的作用是通过电场作用，掌握电场的性质和特征，电场强度及电场线的描述方法，并理解匀强电场的特点。类比磁场方向说明类比磁感线

作

业

学生练习讨论：Page 62 No1-5

课

后

反

思

第三章电容和电感

3．2 电容器和电容

设计课时

2课时

说明q /U 的值可用于反映电容的特性 U

q C =

1.电容器所带电量与两极板间电压之比，称为电容器的电容

2.电容反映了电容器储存电荷能力的大小，它只与电容本身的性质有关，与电容器所带的电量及电容器两极板间的电压无关。

3.单位： 法拉(F)、微法(μF)、皮法(pF)，

1 F = 10 6 μF = 10 12

pF 三、平行板电容器的电容

上图所示的平行板电容器结合静电计，电压变化说明：电容C ，跟介电常数 ε 成正比，跟两极板正对的面积S 成正比，跟极板间的距离成

d 反比，即 d

S

C ε=

式中介电常数 ε 由介质的性质决定，单位是F/m 。真空介电常数为

ε 0 ≈ 8.86 ⨯ 10-12 F/m 。

某种介质的介电常数 ε 与真空介电常数 ε 0之比，叫做该介质的相对介电常数，用ε r 表示，即 ε r = ε /ε 0

结合P64表3-1介绍常用介质的相对介电常数。 四、电容相关参数： [1] 电容器的电容：由元件本身决定，与电量及电压无关

[2]耐压值，当加在电容器两极板间的电压大于它的额定电压时，电容器将被击穿。使用时不允许超过。 五、相关说明：

1. 电容是电容器的固有特性，它只与两极板正对面积、板间距离及板间的介质有关，与电容器是否带电、带电多少无关。 2．任何两个导体之间都存在电容{称分布电容}。 六应用举例：

[1]将一个电容为6.8 μF 的电容器接到电动势为1000 V 的直流电源上，充电结束后，求电容器极板上所带的电量。

解： 根据电容定义式U

Q

C =

， 则Q = CU = 6.8 ⨯ 10-6

⨯ 1000 = 0.0068 C

[2] 有一真空电容器，其电容是8.2 μF ，将两极板间距离增大一倍后，其间充满云母介质，求云母电容器的电容。 解：略 总结：

通过本节学习要能理解电容的概念、初步了解电容的充、放电特性及了解电容器及常见电容器表示，能够电容及平行板电容计算 投影

板书定义

强调电容物理含义

结合多媒体演示说明

板书相对介电常数

作业 自学阅读材料《电容器》

Page 67：No 4、5 讨论：No 6 课后反思