高中物理-电容与电容器教案

电容器与电容教案

教学目标

（一）知识与技能

1、知道电容器的基本结构，认识常见电容器

2、了解电容器充电和放电过程

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

1、定义电容器的电容，加深对比值定义法的认识

2、经历影响平行板电容器电容因素的探究过程，尝试用科学探究方法研究物理问题（三）情感态度与价值观

通过决定电容因素的探究活动，培养学生参与科学探究活动的热情和实事求是的科学态度

重点：掌握电容的概念、定义式及平行板电容器的电容决定式。

难点：电容的引入与理解

探究影响平行板电容器电容大小因素的实验

教学方法：类比法（电容器与水容器）、控制变量法、动画模拟演示实验

教学过程

引入：

照相机的闪光灯需要借助一个非常重要的元件——电容器

电视、电脑等线路板上面也有电容器

电容器到底是什么样的元件？作用、构造是什么？

一、电容器

1、作用：电容器就是容纳电荷的容器。

展示各种电容器，虽然各种电容器形态各异，但是基本结构都是：

2、构造：由两个相互靠近、彼此绝缘的导体组成

这两个导体称为电容器的两极

中间彼此绝缘的物质叫电介质（空气也是电介质）

例：平行板电容器（两块正对而又相距很近的金属板）

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。

闪光灯闪光原理就包含这两个过程（充电和放电）

问题：电容器是用来存储电荷的，而不同的电容器容纳电荷的本领是不同的，那么如何表示电容器容纳电荷的本领呢？

二、电容

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。在C 一定情况下，Q=CU ，Q 正比于U 。实验发现，对于同一个电容器，给他的两极板间装上的电荷量越大，两极板间电压就越大，但是其比值是一个定值，我们就把它定义为电容器的电容。

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

例题：将一个平行板电容器的两极板分别接在电压是6v 的电池组正负极，跟电池组负极相

连的极板带电量是-9×10-8C ，则电容器的带电量为？电容器的电容为？若将此电容器两极板

节电压为3V 电源，电容器的电容为？此时其带电量为多少？

［指出］电容器所带电荷量：每个极板所带电荷量的绝对值.

过渡：通过上面的学习，我们知道电容是描述电容器存储电荷本领的物理量，与U 和Q 都没有关系，只与电容器本身的构造有关系。那么电容与电容器本身的哪些什么因素有关？下面以平行板电容器为例，探究其电容与哪些因素有关。

三、研究影响平行板电容器电容大小的因素

电容的决定因素：内部结构，猜想（S , d ，两极板间的电介质）

研究方法：控制变量法

1、实验：

实验装置分析：静电计可以用来测量电势差.把它与电容器的两极板

相连,从指针的偏转角度可以量出两个极板之间的电势差U.

实验探究

1）改变极板间的距离d

现象：d 减小，偏角减小（U 减小）U

Q C =

增大结论：C 与d 有关

2）改变平行板的正对面积S

现象：S 减小，偏角增大（U 增大）U

Q C =减小结论：C 与S 有关

3）两极板间插入绝缘介质（保持Q ，S ，d 不变）

现象：插入电介质，偏角减小，U Q C =

增大结论：C 与电介质有关

2、平行板电容器电容的决定式：

其中，（1）k 静电力常量

（2）d 板间距离

（3）S 两极板正对面积

（4）ε 介电常数（描述两导体间绝缘介质特性）

例题：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

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

四、电容器性能的主要指标

1、电容量

2、耐压能力

小结：电容器由两片导体为极板，中间隔以电介质构成。

电容C 是描述电容器容纳电荷本领的物理量。

定义式 U

Q C = 适用于任何电容器，C 与Q ，U 无关

决定式

只适用于平行板电容器，反映C 的决定因素

作业：课后练习1,2

教学后记：本节课学生又见到了用比值法定义物理量，以及用科学的实验探究式的方法研究电容与哪些因素有关，并且实验用到了控制变量法，这些都有利于培养学生的科学品质，以及认真观察、勤于思考、团结协作的科学精神，较常规的讲授或灌输知识的方法效果要好的多，有利于提高学生实验技能，但在实验中，若环境较潮湿，产生静电的效果会不好，在实kd S C πε4=kd S C πε4=

验中很难确保实验的成功，所以选择了动画模拟演示。另外，本节内容较多，上课节奏较快。基于学生接受能力以及课堂时间有限，研究影响平行板电容器电容大小的因素实验原理并没有详尽解释给学生。

板书设计：

第七节了解电容器

一、电容器

1、作用：电容器就是存储电荷的容器。

2、构造：由两个相互靠近、彼此绝缘的导体组成

例：平行板电容器

充电：使电容器两个极板带上等量异种电荷的过程

放电：使电容器两极板上电荷中和的过程

二、电容

1、物理意义：电容是表示电容器容纳电荷本领的物理量，

2、定义式：

C 与电容器是否带电、所装电荷量、两极板间电势差无关

由电容器本身结构决定

3、单位：法拉（F ）1F=10-6μF=10-12pF