电容器的充放电与能量

高一电工 DG-16-01-003电容器的充放电与电场能量导学案编写人：张军审核人：编写时间：班级：组别：姓名：等级：【教学目标】1 .理解电容器的储能特性及其在电路中能量的转换规律。2. 掌握电容器中电场能量的计算。【教学重点】1. 电容器充、放电过程中，电路中的电流和电容器两端电压的变化规律。2. 电容器质量的判别和电容器中电场能量的计算。【教学难点】电容器质量的判别和电容器中电场能量计算式的推导。【学法指导】1、认真阅读书本60面充放电实验，了解充放电过程。2、通过电容器质量判别实验掌握万用表测量电阻的一般步骤，自主学会判别电容器好 坏。【知识链接】复习电容的串联与并联电路特点。【学习过程】一、电容器的充电开关S合向1,电容器充电。1. 现象：(1) 白炽灯开始较，逐步变。(2) Q的读数由变。(3) (V的读数变。(4) 最后Q指向, Q的大小等于 。2. 解释2. 解释：电源正极向极板供给 电荷，负极向极板供给 电荷。电荷在电路中形成定向移动形成，两极板间有电压。S刚合上时，电源与电容器之间存在较大的电压，使大量电荷从电源移向电容器极板， 产生较大电流，随着电荷的增加，电压 ，电流 。当电容器两端电压等于电源 电压时，电荷 定向移动，电流为，灯不亮。二、电容器的放电S合向2,电容放电。1. 现象：(1) 开始灯较，逐渐 ，直至熄灭。(2) A2开始较，逐渐变，电流方向与刚才充电方向，直至指示 为。(3) 开始囱指示为，逐渐，直至为0。2. 解释：放电过程中，由于电容器两极板间的电压使回路中有产生。开始这个电压较大，因此电流较大，随着电容极板上的正、负电荷的，极板间的电压逐渐，电流 也 ，最后放电结束，极板间不存在电压，电流为。3. 结论:当电容器极板上所储存的 发生变化时，电路中就有 流过；若电容器极板上所储存的电荷量恒定时，则电路中就没有电流流过。电路中的电流为AqAw/ =T= cpAtAt三、电容器的质量判别1. 用Rx 或Rx 挡。2. 将万用表分别与电容器两端接触，指针发生偏转并回到接近起始的地方，说明电容器的质量。3. 若指针偏转后回不到起始位置的地方，而停在标度盘的某处说明电容器的漏电很大， 这时指针所指出的电阻数值即表示该电容器的漏电阻值。4. 若指针偏转到零位置之后不再回去，则说明电容器内部已 ；如果指针根本 不偏转，则说明电容器内部可能，或电容量很小。1.充电时，q fUc f电压与电荷量 : q = C uC2.四、电容器中的电场能量电源输入电荷量为q时所做的总功，也就是存储于电容器中的总 肱=1 quc= 1CUC2 2 c 2 c式中：C电容器的电容单位：F (法拉)Uc电容器两端的电压 单位：V (伏特) Q电容器所带的电荷量 单位：C(库仑)电容器储存的电场能量 单位：J （焦耳）w -【学习小结】1、当电容器极板上所储存的电荷发生变化时，电路中就有电流流过；若电容器极板上 所储存的电荷量恒定不变时，则电路中就没有电流流过。电路中的电流为AqAw/ =T= cvAtAt2、电容器中存储的电场能量与电容器的电容成正比，与电容器两极板之间的电压平方 成正比。3、电容器是一种储能元件，当电容器两端电压增加时，电容器便从电源吸收能量储存 在它两极板的电场中，当电容器两端电压降低时，它便把储存的电场能量释放出来。电容器 本身只与电源进行能量交换，不消耗能量。