2022年高中物理 《电容器 电容》教案1 鲁科版选修3-1

2022年高中物理 电容器 电容教案1 鲁科版选修3-1【教学目的】1、解电容器的构造、种类（以及*电路图符号）2、理解电容器在电路中的基本工作充电和放电；了解电容器在技术上应用的实例。3、知道电容的物理意义，了解影响电容的因素，了解影响平行板电容器电容的大小的因素，了解电容器的工作电压和击穿电压的意义。【教学重点】了解电容器的构造、理解电容器在电路中的充电和放电、掌握电容的概念【教学难点】掌握电容的概念【教学媒体】1、 实验器材：各种电容器若干；拆好的纸制电容器（分组）；电容器展示板2、 课件：电容器充放电过程的FLASH【教学安排】【新课导入】直接导入：电容器是电气设备中的一种很重要的元件，在电子技术和电工技术中有很重要的应用，例如在洗衣机、电风扇、电视机中都有电容器。今天我们就来一起认识电容器。【新课内容】1. 认识电容器：（1） 外形和构造展示各种电容器，体会电容器的大小、外形有巨大的差别。请同学们拿出拆好的纸质电容，观察它的内部构造并说出看到的情况。电容器有两片锡箔（导体），中间用纸（绝缘体）隔开，每片锡箔引出一个电极。实际上，任何两个彼此绝缘又相互靠近的导体都可以看成一个电容器。板书：1、电容器：任何两个彼此绝缘又相互靠近的导体都可以看成一个电容器。主要构造：两个金属极板各引出一条导线，中间夹有绝缘介质。（2）种类：边板书边介绍：2、按绝缘介质分，有：云母电容器、陶瓷电容器、纸质电容器、电解电容器（用铝箔做阴极，氧化膜做绝缘介质，浸过电液的纸做阳极分阴阳，所以只能单向导电）；按两极板间距离或两极板间的正对面积是否可调，可分为：固定电容器、可变电容器、半可变电容器；它们的符号如右图所示（2） 电容器的工作方式：FLASH演示：当原本不带电的电容器的两个极板与电源的正负极相连时，电路中有短暂电流通过，从而使两板带上等量的异种电荷，此时，在两极板间建立了电场，电荷越多，电场越强，电势差越大。等到合场强为零，电路中就没有电流了。板书：3、使电容器两极板带上等量异种电量的过程叫做充电。一个极板所带电量的绝对值叫做电容器所带的电量，用Q表示。电容器充电的过程，就是两极板带上电荷的过程，也就是极板间建立电场，产生电势差，储存电场能的过程。反之，用导线将原本带电的电容器两极板连接起来时，由于电路中有电势差，有放电电流通过，两极板上的电量中和，两极板间的电场、电势差消失，这个过程叫做放电。板书：放电：两极板上的电量中和的过程。电容器在电路中的工作就是这样，通过一定的方式使电容器充电后再放电，利用这一规律来达成电路的控制。好比一个水杯的作用就是先用来盛水，然后再在某些条件下把水倒出。阅读书P41/电容器的应用。2. 了解电容：水杯盛水的能力有所不同，而电容器容纳电荷的本领也有所不同，我们把这叫做电容器的电容。板书：4、电容意义用来描述电容器容纳电量的本领我们通过实验发现，同一个电容器所带电量Q越大，其两极板间的电压U也越大，但电量与电压的比值Q/U不变，而不同电容器的这一比值不同。好比一个直形水容器，同一个容器的盛水高度越高，水量就越大，但水量/水高=定值；但不同水容器的比值不一样。这说明Q/U这一比值能代表电容器自身的性质。我们就用该比值来表示电容器的电容值。板书： 定义电容=电量/电压符号：C 公式C=Q/U单位：法拉（简称：法）用F表示，1F=1C/V 电容是标量。 几点注意：1、电容器是一种元件，而电容则是一个物理量，用来表示电容器的性质 2、电容器容纳电荷的本领相当于直筒形容器容纳水的本领。但电容是相当于直筒形容器的底面积，底面积越大，水位每上升1个单位高度，水量就增加的越多，而对应的电容越大，就是两极板间电压每升高1V，两板就会多容纳更多的电量。这里的“容纳”并不是指容器可盛的最大水量或电容器可带的最大电量。 3、直筒形容器可带的最大水量出来底面积外还要取决于它的高度，而电容器的最大电量除了电容外还要取决于它可能达到的最大电势差。这个电势差叫做击穿电压。当两板间的电压超过击穿电压时，板间的绝缘题会被强大的场强击穿变成导体而放电。所以电容器可带的最大电量Qm=CUm。在电容器的外壳上写着额定电压等参数，额定电压就是电容器安全工作时的电压上限。板书：5、电容器两板间所加工作电压不能超过击穿电压（额定电压）。例1：书P40/C=1.5F，U=90V，求Q=？（解略）强调F是一个很大的单位，通常电容的单位用F或Pf。收音机里常用的电容从几个皮法到几十个微法。若该电容接在180V的电压上（未超过击穿电压），则Q/=2Q；但电容C不变。说明电容虽由电压和电量计算，但电压和电量的比值不变。巩固：书P42/1、2、33. 平行板电容器：电容的值不由电压和电量决定，那到底取决于什么因素呢？由于电容器的种类很多，这里我们也选取最简单的电容器平行板电容器来分析。板书：6、平行板电容器：由两个互相平行且彼此绝缘的金属板构成。猜想：如何让平行板电容器在电压不变的情况下带上更多的电量？学生阐述，教师归纳总结并阐述其原理方法1、增大两板面积；方法2、减小两板距离；方法3、在两板间插入金属板（相当于减小两板间距）或者在两板间插入介质板。板书： 平行板电容器的电容取决于两板间的正对面积（CS）、两板间距（C1/d）和两板间的介质（有介质比无介质电容大）。所以可变电容就是在改变电容器的正对面积。而柱极体话筒是利用电容器两板间的距离变化来该变电容器，水位测量仪则是利用电容器两板间的介质变化来改变电容，这些方式能将力学量如：位移转化成电学量来测量。4. 静电计展示静电计，让学生观察。要求看出它与验电器的差别，。我们把验电器的金属球和外壳同时与电容器的两端连接起来，这时验电器就成了静电计。静电计是测什么的呢？演示：拉开带电的平行板电容器的两极板，发现静电计的箔片张角增大。错开两极板，减小其正对面积，发现箔片张角也增大，插入介质，发现张角减小。结论：电容增大时，张角减小；电容减小时，张角变大。猜想：是否张角与电容大小成反比？进一步演示：将电容器保持与电源相连，同样做上述改变，发现，电容改变时，静电计张角都不变。结论：前者电量不变，当电容增大时，电压与电容成反比例变化；后者电压不变，当电容增大时，电量也随之增大。可见，静电计测量的是电压。课后思考：静电计与电压表在测量上有何不同？5、总结本课内容。【课后作业】教材全练P23-24【课后反思】