《了解电容器》教案(粤教版选修)

1.7 了解电容器

教学目标

（一）知识与技能

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；掌握平行板电容器的决定式并能运用其讨论有关问题。

（二）过程与方法

结合实物观察与演示，在计算过程中理解掌握电容器的相关概念、性质。

（三）情感态度与价值观

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。

重点：掌握电容器的概念、定义式及平行板电容器的电容。

难点：电容器的电容的计算与应用

主要内容：

一、电容器

1、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。

常见的电容器

2、电容器的充电、放电

充电：使电容器的两个极板带上等量异种电荷的过程叫充电。充电过程是建立电场、

储存电场能的过程。

放电：使电容器两极板上的电荷中和的过程叫放电。放电过程是电场消失、电场能转

化为其他能的过程。

学生讨论：电容器在充、放电的过程中的能量转化关系是什么，以及带电量Q,板间电压U,板间场强E 如何变化?

充电——带电量Q,板间电压U,板间场强E, 电能转化为

放电——带电量Q,板间电压U,板间场强E,电场能转化为

二、电容

与水容器类比后得出。说明：对于给定电容器，相当于给定柱形水

容器，C （类比于横截面积）不变。这是量度式，不是关系式。在C 一定

情况下，Q=CU ，Q 正比于U 。

1、 电容的物理意义：电容是表示电容器容纳电荷本领的物理量，

2、 定义：电容器所带的电量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。

3、公式：

4、单位：法拉（F ）还有微法（μF ）和皮法（pF ）1F=10-6μF=10-12pF

注意：是由电容器本身的性质（由导体大小、形状、相对位置及电介质）决定的,与电容器是不是带电无关。类比 电阻、电场强度、电势差的定义

例1．下列关于电容器和电容的说法中，正确的是

A ．根据U

Q C =

可知，电容器的电容与其所带电荷量成正比，跟两板间的电压成反比 B ．无论电容器的电压如何变化（小于击穿电压且不为零），它的电荷量与电压的比值恒定不变

C ．用电源对平板电容器充电后，两极板一定带有等量异种电荷

D ．电容器的电容是表示电容器容纳电荷本领的物理量，其大小与加在两板上的电压无关

答案：BCD

U Q C =

三、平行板电容器的电容

1、实验：

说明:静电计是在验电器的基础上制成的,用来测量电势差.

把它的金属球与一个导体相连,把它的金属外壳与另一个导

体相连,从指针的偏转角度可以量出两个导体之间的电势差

U.

观察与思考

1）保持两极板正对面积不变，改变极板间的距离。

增大电容器平行极板间的距离，观察静电计的偏角的变化，思考电容变大还是变小。

2）保持极板的间距不变，改变平行板的正对面积

减小电容器平行板的正对面积，观察静电计的偏角的变化，思考电容变大还是变小。

3）保持两极正对面积和间距不变，在平行板电容器插入电介质

在平行板电容器内插入电介质，观察静电计的偏角的变化，思考电容变大还是变小。 现象:可以看到:

①． 保持Q 和S 不变，d 越大，偏转角度越小，C 越小.

②． 保持Q 和d 不变， S 越小,静电计的偏转角度越大, U 越大,电容C 越小；

③． 保持Q 、d 、S 都不变,在两极板间插入电介质板,静电计的偏转角度并且减小,电势差U

越小电容C 增大.

2、结论:

平行板电容器的决定式：真空 介质 四、常用电容器及应用

练习：

1．一平行板电容器的带电量Q =3×10-8C ，两极板间的电压U =2V ，则它的电容为

____________F ；如果将两板的带电量各减少一半，则两板电势差为____________V ，电容器电容为____________F ；若将两板的带电量减为零，则它的电容将为_____________F 。

kd S C r πε4=kd S C π4=

2．如图所示为研究平行板电容器电容的实验。电容器充电后与电源断开，电量Q 将不变，与电容器相连的静电计用来测量电容器的____________。在常见的电介质中，由于空气的______________是最小的，当极板间插入其它的电介质板时，电容器的电容将_________（填“增大”、“减小”或“不变”），于是我们发现，静电计指针偏角将__________。（填“增大”、“减小”或“不变”）

3．下列关于电容器和电容的说法中，正确的是

A ．根据U Q C =

可知，电容器的电容与其所带电荷量成正比，跟两板间的电压成反比 B ．无论电容器的电压如何变化（小于击穿电压且不为零），它的电荷量与电压的比值恒定不变

C ．用电源对平板电容器充电后，两极板一定带有等量异种电荷

D ．电容器的电容是表示电容器容纳电荷本领的物理量，其大小与加在两板上的电压无关

4．下图中能正确反映某个电容器的电量Q 、电压U 和电容C 三者关系的有( )

5．关于公式U Q C =和kd

S C πε4=，下列说法正确的是 A ．从前者可以看出，电容的大小取决于带电量和电压

B ．从后者可以看出，电容的大小取决于电介质的种类、导体的形状和两位置关系

C ．它们都适用于各种电容

D ．前者适用于各种电容器的定义式，后者只适用于平行板电容器的决定式

参考答案

1、1.5×10-81 1.5×10-81.5×10-8

2、电压 介电常数 增大减小

3、BCD

4、CD

5、BD