電容器的電容(7)

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1、第七節(jié)電容器的電容一教學(xué)目標(biāo)1.知道什么是電容器以及常見的電容器。2.知道電場能的概念，知道電容器充電和放電能量的轉(zhuǎn)化。3.理解電容器電容的概念及其定義式C＝　，并能用來進(jìn)行有關(guān)的計算。4.知道平行板電容器的電容與哪些因素有關(guān)，有什么關(guān)系。二教學(xué)重點(diǎn)難點(diǎn)電容的概念及電容的引入。三教學(xué)過程新課引入打開調(diào)頻收音機(jī)，調(diào)節(jié)調(diào)頻旋鈕調(diào)臺。設(shè)問：我們是通過調(diào)節(jié)的那些電學(xué)元器件來實(shí)現(xiàn)收不同的頻道的呢？引入：我們調(diào)節(jié)的是一個叫電容器的電學(xué)元器件，電容器的使用很廣泛，今天我們就來學(xué)習(xí)并了解一下電容器。新課講解一、電容器的構(gòu)造實(shí)物展示：將一個紙制電容器輕輕展開，讓學(xué)生觀察元件結(jié)構(gòu)，

2、識別絕緣層和極板。電容器中將兩片錫箔紙作為電容器的兩個極板，兩個極板非常靠近，中間的絕緣層用薄絕緣紙充當(dāng)，分別用兩根導(dǎo)線連接兩極．這就是紙制電容器的結(jié)構(gòu)。學(xué)生討論：兩片錫紙是導(dǎo)體，但是是彼此絕緣的。老師總結(jié)：兩個彼此靠近又相互絕緣的導(dǎo)體便構(gòu)成了電容器。實(shí)物展示：平行板電容器老師總結(jié)：平行板電容器是最簡單的電容器，我們今天就通過平行板電容器來了解電容器這樣一種電學(xué)元器件。圖1二、電容器的功能電路圖（如圖1）提出問題：如果將單刀雙擲開關(guān)撥向1，電流表會有示數(shù)么？學(xué)生回答：不會，兩塊金屬板是絕緣的。實(shí)驗(yàn)演示：當(dāng)我們單刀雙擲開關(guān)撥向1，我們發(fā)現(xiàn)，電流表指針偏轉(zhuǎn)了，但是很

3、快又恢復(fù)到0。老師分析：電流表有示數(shù)，說明電路當(dāng)中發(fā)生了電荷的定向移動，移動的電荷無法通過電容器，聚集在電容器的極板上，這樣電容器的兩極板就帶上了等量異種的電荷，我們把這一過程，叫電容器的充電。圖2提出問題：那么為什么電流很快就減小為零了呢？PPT演示：如圖2提出問題：如果兩塊極板上，帶上了等量的異種電荷，它們之間會形成什么呢？學(xué)生回答：兩塊極板之間形成了電場。老師分析：因?yàn)殡妶龅拇嬖?，使得兩塊極板之間形成了電勢差，當(dāng)極板間的電勢差和電源兩端的相等的時候，電路中電荷的定向移動便停止了，充電過程也相應(yīng)停止。提出問題：電容器充電結(jié)束，此時我們把開關(guān)撥向2，電流表會觀

4、察的到示數(shù)么？學(xué)生回答：會的，當(dāng)開關(guān)撥向2后，電容器兩極板的異種電荷相互中和，形成電荷的定向移動，形成電流。老師總結(jié)：我們把這一過程叫做電容器的放電，老師總結(jié)：充電和放電過程中能的變化：充電后，電源斷開，兩個極板上都保存有電荷，兩板間有電場存在，電源的電能就儲存在電場當(dāng)中，我們稱之為電場能a．充電過程，電源的電能轉(zhuǎn)化為電容器的電場能放電后，兩極板不再有電荷，所以不存在電場，也就沒有了電場能b．放電過程，電容器的電場能轉(zhuǎn)化為其他形式的能三、電容器的電容提出問題：如果在電容器充電結(jié)束后，增大加在電容器兩端的電壓，電容器兩極板的電荷量會發(fā)生怎樣的變化？學(xué)生討論：如果電

5、容器兩端所加的電壓增加的話，電路中電荷將發(fā)生定向移動，使得電容器兩塊極板上的電荷量增加。提出問題：電壓U增加，電荷量Q也增加，Q和U到底是什么關(guān)系呢？怎么證明？我們以前遇到過類似的情況么？學(xué)生討論：Q可能正比于U，也可能正比于U2……可以利用圖像來證明，在功和速度的關(guān)系里面，我們遇到過類似的問題，利用Excel分別劃出Q-U，Q-U2等圖線，得出關(guān)系。提出問題：要劃出圖像，必須先得到一組相應(yīng)的數(shù)據(jù)，電壓U比較容易測量，電荷量Q怎么辦呢？老師分析：我們現(xiàn)有的工具只能利用電流傳感器，得出I隨時間變化的圖線，怎么得出Q？能不能再次借鑒一下我們學(xué)過的方法。學(xué)生討論：因?yàn)?/p>

6、Q=It，而我們又可以得到I-t圖線，我們可以借鑒以前利用V-t圖線求位移的方法，利用I-t圖線來求得Q。圖3V實(shí)驗(yàn)探究：電路圖如圖31、按電路圖連接電路；2、打開DISLab中的“電容器的電容”專用軟件，開始采集數(shù)據(jù)，將開關(guān)撥向1，當(dāng)電流減小為零后，再將開關(guān)撥向2，完成數(shù)據(jù)采集。然后選定充電（或放電）部分的圖像，積分求出面積，填入表格；3、改變電源電壓，重復(fù)2過程；4、完成表格，利用Excel繪制圖線，得出規(guī)律。U1V2V3V4V5VQ得出結(jié)論：Q∝UQ=CU提出問題：不同的電容器，比例系數(shù)C一般不相同，能說明什么問題么？學(xué)生討論：說明比例系數(shù)C反映了電容器的

7、某種能力，儲存電荷的能力。老師總結(jié)：電容器所帶的電荷量Q與電容器兩極板間電勢差U的比值，叫做電容器的電容。用C表示電容。單位：法拉（F）*類比理解電容：用不同的容器裝水，要使容器中的水深為1cm，需要的水多，容器的橫截面積就大使不同的電容器兩板間的電勢差為1V，需要的電荷量越多，表示電容器的電容大。四、平行板電容器的電容提出問題：電容器的電容和哪些因素有關(guān)呢？學(xué)生討論：可能和兩塊極板之間的距離，面積等因素有關(guān)。提出問題：電容器電容的變化只能通過獲得，我們希望其中一個量不變，通過另外一個量的變化，來反映C的變化，選擇Q不變，還是U不變？學(xué)生分析：如果選擇U不變，Q

8、的測量相對比較麻煩，所以