第一篇:電容器 平行板電容器的教案示例
電容器
平行板電容器的教案示例
一、教學目標
1.掌握平行板電容器的電容;
2.掌握影響平行板電容器電容的因素; 3.認識一些常用電容器;
4.結合勻強電場有關知識,研究平行板電容器極板間電場及電場源關系。
二、重點、難點分析
1.平行板電容器的電容和影響電容的因素是教學中的重點。
2.學生不常接觸電容器,缺少實際知識,在接受本節課講授內容時有一定困難,如何幫助學生在理解基礎上分析解決問題是教學中的難點。
三、教具
靜電計,帶絕緣支架的導體圓板(兩個),起電機,電介質板(泡沫塑料板),示教用各種電容器。驗電器(一個),驗電球。
四、主要教學過程
(一)引入新課
由上節課問題,靠近帶電物體A的導體(B接地)上帶有感應電荷。整個裝置具有儲存電荷的功能。我們稱這種裝置為電容器。
(二)教學過程設計 1.電容器
(1)構成:任何兩個彼此絕緣、相互靠近的導體可組成一個電容器,貯藏電量和能量。兩個導體稱為電容的兩極。
欲使電容器儲存電荷,首先應對電容充電,充電后還能放電。(2)充放電
①充電:使電容器兩極帶異號電荷的過程。實驗1
利用起電機對相對放置的平行金屬板構成的電容器充電。
把金屬板與起電機斷開,用驗電球C與A板接觸后再與驗電器金屬球D接觸,金屬箔逐漸張開。可知A 板上帶有電荷。然后,放掉C上多余電荷,讓C與B接觸后再與D接觸,可見原來張開的金屬箔逐漸閉合,可知A、B帶異號電荷。
分析:起電機兩極帶電荷后,電勢在帶正電荷一極較高,負電荷一極較低,與電容器兩極接觸時,由于起電機兩極與電容器兩極不等勢,將發生電荷定向移動,引起電荷重新分布,直至起電機兩極與電容器兩極達到靜電平衡狀態為止。這時電容器兩極與起電機兩極分別等勢,從而電容器兩極間電勢差等于起電機兩極電勢差。同樣,也可用電源(電池)對電容器充電,與正極相連的電容器極板帶正電荷,與負極相連帶負電荷。
②放電:使電容器兩極失去所帶電荷。
可用導線直接連接電容器兩極,讓兩極板上正負電荷發生中和。實驗2
先用起電機對AB板充電,然后用導線連接A、B板,用驗電球和驗 電器檢驗A、B板上有無電荷。電容器容納電荷多少與什么有關?
引導學生分析:兩極板積累異號電荷越多,其中帶正電荷一極電勢越高,帶負電荷一極電勢越低,從而電勢差越大。
可類比于水容器(柱形),Q電量類比于水體積,電勢差U類比于水深,U越大,Q越大,水體積與水深度比值為橫截面積不變。理論上可
稱為電容。
(3)電容①定義:電容是描述電容器容納電量特性的物理量。它的大小可用電容器一極的帶電量與兩極板電勢差之比來量度。
說明:對于給定電容器,相當于給定柱形水容器,C(類比于橫截面積)不變。這是量度式,不是關系式。在C一定情況下,Q=CU,Q正比于U。
③單位:法拉(F)
1F=1C/V 常用單位有微法(μF),皮法(pF)1F=106μF=1012pF 2.平行板電容器電容
電容器中具有代表性的一種。
(1)構成:兩塊平行相互絕緣金屬板。可強調一下:①兩極間距d;②兩極正對面積S。
描述一對平行板的幾何特性。
注意說明,兩板所帶電量應是等量異號的(前面實驗已證明)。
(3)影響平行板電容器電容的因素: 實驗3
先說明靜電計的作用:指針偏角越大,指針與殼間電勢差越大。
充電完畢后,斷開極板A、B與起電機連線,Q不變,改變A、B極板間距離,可見板間距增大時,靜電計指針偏角變大,板間距減小時,靜電計指針偏角減小。
U減速小,C增大。
實驗4 改變AB兩板正對面積S
可觀察到
S增大時,指針偏角變小;
S減小時,指針偏角變大。
②理論和實驗可精確證明:C∝S 實驗5
固定A、B位置不變,把電介質板插入,可觀察到電介質板進入過程中,靜電計指針偏角變小。
電介質一般指絕緣物質,無自由電荷,電荷可在平衡位置附近做微小振動。當絕緣物質處于外加電場中時,這些電荷受力,其分布將發生一定的變化,在靠近正極板表面上出現負電荷,在靠近負極板表面上出現正電荷。這些電荷不是自由電荷,而是被束縛在電介質上,不能自由移動。這些束縛電荷使板間電場削弱,兩板間電勢差U降低,從而使靜電計指針偏角減小。
③兩極板間插入電介質時比不插入電介質時電容大。為靜電力恒量。
這里也可以用能的觀點加以分析:電介質板插入過程中,由于束縛電荷與極板上電荷相互吸引力做功,電勢能減少,故電勢差降低。
(4)平行板電容器內電場:
實驗6(建議)在一塊金屬板上固定一些細尼龍絲,把兩金屬板平行正對放置,并用起電機使兩板帶電,可見尼龍絲幾乎垂直于板且相互平行地立起來。從細尼龍絲的分布情況,可看出板間電場的特點。
①板間電場可看作勻強電場:E=U/d
U為兩板間電勢差,d為兩板間距。②場源關系
Q不變,板間電場強度E與板間距無關。U不變,電容器始終與電源兩極相連,E與d成反比,Q=C U,Q與d也成反比。
3.常見電容器展示,介紹紙介電容器、可變電容器與平行板電容器的聯系。
(三)復習鞏固
已知電源電動勢E,電容器電容C,電阻為R,開關S閉合對C充電至穩定狀態。
問:有多少電量通過R?(εC)
保持開關S閉合,把電容器兩極板間距變為原來的一半,這一過程中,又有多少電量通過R?(εC)
(北京二中 范京)
第二篇:電容器充放電教案
《電容器的充放電過程》課堂教學
引入部分:
師:同學們,請大家看老師手里拿的是什么?
組織教學完畢后,教師手里拿著一架照相機,問。生:老師,這節課您要給我們照相嗎?
學生感到挺新鮮,有學生問。
師:是的,我想給你們拍一張反映課堂學習生活的照片,怎么樣?準備好了嗎?
生:哦??
課堂氣氛頓顯活躍,學生們份份下意識地擺好姿勢。教師舉起相機,對準全體同學,按動快門,相機發出耀眼強光,學生精神振奮,余興未衰。
師:在我按動快門的一瞬間,你們已經注意到了相機發出強烈的閃光,大家知道這是怎么一回事嗎?
學生思考片刻,有學生回答。
生:相機閃光燈瞬間有強電流通過吧?!。
師:是啊!大家真聰明!可是大家知不知道閃光燈的瞬間電流是怎么產生的呢?
學生紛紛搖頭,露出疑惑并欲探究的表情。
師:好吧,我們今天就一起通過實驗來研究這一問題。請同學們翻開教材第三節〈〈電容器的充放電過程〉〉。
教師板書課題:電容器的充放電。課代表分發實驗講義。
點評:通過創設距學生生活感知很近的真實情境,巧妙自然地滲透教學主題,激發學生的求知欲。
新授部分: 師:這節課,我們要通過充放電實驗的操作,學會識別實驗中所用儀器,觀察儀表指針變化,分析電容器充放電的物理過程,總結充放電的基本結論。下面我把實驗器材及注意事項介紹一下。這節課所用的實驗器材有檢流計一塊,伏特表一塊,低壓直流電源一臺,充放電線路板、導線若干。檢流計要串聯接入線路中,若右偏,說明電流由“+”極流入,“—”極流出;左偏反之。要把伏特表并聯接在電容器的兩邊,注意“+”極接高電位,“—”極接低電位,測量前估計檢流計和伏特表的量程,實驗前電容器不要帶電。大家先閱讀一下實驗講義,就可以開始做了。學生看講義理解。一段時間以后,每個小組清點所在實驗臺的器材,并加以識別。然后,學生間按要求相互配合,接好實驗電路,教師檢查完后開始實驗操作。學生分組實驗,觀察并記錄實驗結果,按要求反復三次操作,將結果記錄表一與表二中(表一與表二略)。教師將各組實驗的進程及正確率列入各組評比加分條件,調動學生的積極性。轉換開關K拔到1位置,觀察儀表指針偏轉情況,填寫表一。轉換開關K拔到1位置后,立即轉到2位置,觀察指針偏轉情況,填寫表二。關閉電源,結束實驗操作過程,進入下一階段。(圖1)
圖1
實驗電路圖
師:請同學們關閉電源。我們一起來分析一下從剛才這個實驗中能夠得出什么樣的結論。學生停止實驗,關閉電源。教師出示投影片,啟發學生。
師:檢流計指針偏轉由最大一直減小到零,這說明了什么? 生:說明與電容器相連接的電路電流由最大減小到零。師:那么,電路中的電流是怎樣形成的呢?
生:電子的定向移動形成的。
師:大家能用電子的移動情況來解釋這一現象嗎?我們看看哪組同學說的更有道理。學生分組討論,有的學生還畫出了電路圖進行研究。
師:好,哪組同學能到前面發言,解釋表一的現象? 師:請2組派一個代表發言。
生:表一現象:當電容器接通電源以后,在電場力的作用下,與電源正極相接電容器極板的自由電子將經過電源移到與電源負極相接的極板下,正極由于失去負電荷而帶正電,負極由于獲得負電荷而帶負電,正、負極板所帶電荷大小相等,符號相反,見圖。電荷定向移動形成電流,由于同性電荷的排斥作用,所以開始電流最大,以后逐漸減小,在電荷移動過程中,電容器極板儲存的電荷不斷增加,電容器兩極板間電壓UC等于電源電壓U時電荷停止移動,電流I=0,見圖2和圖3。
圖2
(b圖)
圖3
師:很好,由同學分析可知,在電源作用下,電容器的充電使其兩極板上儲存大小相等,符號相反電荷,電流由最大減小到零,電壓由零增加到電源電壓,且電流與電壓方向一致。教師板書充電結論。
師:哪組同學能解釋一下表二的現象?
一學生發言。
生:開關閉合,通過導線的連接作用,電容器正負極板電荷中和掉。
師(結合圖4進一步講解):總結的非常精辟。當K閉合時,電容器C正極正電荷可以移動負極上中和掉,負極負電荷也可以移到正極中和掉,電荷逐漸減少,表現電流減小,電壓也逐漸減小為零。
圖4
生:老師,我們可不可以由表二現象得出“電容器在放電過程中電荷逐漸減少”這樣的結論? 師:體會得很好!這就是我們這節課要掌握的第二個結論。充電的電容器電荷逐漸減小過程稱為電容器放電過程,且電流、電壓由最大減小到零,方向相反。教師板書結論二。學生將結論填入實驗講義。教師:好,我們今天的研究到此結束,誰還能發現我們開課提出的問題與本次課兩個結論有何關系呢?
學生思考后舉手。
生:閃光燈發出強烈閃光的原因是電容器充放電過程中儲存能量通過閃光燈突然釋放的結果。)
【通過實驗,進行發現式學習,培養學生操作、觀察、分析、總結能力。在小組討論時,教師巡回檢查學生的操作情況并給予指導,及時糾正問題,合作氣氛熱烈,學生在合作學習中體會探求知識的樂趣。以演示法為輔助教學方法,采用啟發式進行教學,啟發學生創新思維,將感性認識上升到理性認識,突破電容器充放電難點,得出了電容器充放電的基本結論。同時緊扣情境創設,前后有機呼應。】 鞏固練習部分:
教師放投影片,出練習題。
1、如圖5所示:問S剛閉合瞬間,哪個電壓表示數大?充電完畢時哪個電壓表示數大?電流表在何時示數最大?
圖5
2、思考題:在檢修收音機或電子儀器及電力系統高壓整流設備時,切斷電源需把濾波或整流用電容短接一下,為什么?
生(回答1題):V2,V1,剛閉合。生(回答2題):讓充電容器放電,防止放電電流損壞儀表及其它元件。
師:回答得很好。本次課,我們通過實驗,發現了電容器的充放電過程實質就是儲存和釋放電荷的過程,表現為電流、電壓的變化。如果我們把實驗電源改成交流,那會怎么樣呢?大家回去可以帶著這個問題思考一下。師:今天的作業是“試說明電容器充放電物理過程”。下課!
【巧留懸念,引發學生繼續學習的興趣,達到理論與實踐相結合的學習目的。】
第三篇:電容器簡介
電容器簡介
一、電容器的主要性能
電容器的電氣性能一般有四個主要參數,它們是:
1標稱電容量及偏差
某一個電容器上標有220nT,表示這個電容器的標稱電容量為220nF,實際電容量應220nF±5%之內,此處T表示容量誤差為±5%。若T改為K,表示誤差為±10%;改為M表示誤差為±20%。2額定電壓
電容器上還標有額定電壓值,在不注明的情況下,均指直流額定工作電壓。電容器在工作時,其上承受的直流電壓應小于額定電壓。選擇電容器額定電壓的原則如下:
1)低壓時,實際工作電壓與額定電壓的比率可以高一些。
2)高壓時,實際工作電壓與額定電壓的比率要低一些。
3)工作于交流狀態或直流上的脈動交流成份比較大時,比率要選低一些,頻率越高,比率越低。
4)要求可靠性高時,比率要選低一些。
3絕緣電阻
理想的電容器,在其上加有直流電壓時,應沒有電流流過電容器,而實際上存在有微小的漏電流。直流電壓除以漏電流的值,即為電容器的絕緣電阻。現在CL11、CBB22等塑料薄膜電容器的絕緣電阻值可達到5000MΩ以上。電容器的絕緣電阻是一個不穩定的電氣參數,它會隨著溫度、濕度、時間的變化而變化。
4損耗角正切值
損耗角正切值,簡稱損耗或寫成tgδ。當交流電流通過電容器時,其上有一個交流電壓降,對于理想的電容器,其兩端的交流電壓乘上流過的電流所得的值稱為無功功率,此時,電容器不會發熱。實際的電容器會產生微小的熱量,其發熱的功率稱為有功功率。有功功率與無功功率之比稱為損耗角正切值。例如CBB22型電容器的損耗約在萬分之五左右,也就是說發熱功率占無功功率的萬分之五。在電壓值為基準的矢量圖上,不發熱的電流超前它90°,發熱的電流與它同相,正好是直角三角型的兩個直角邊,發熱的電流(阻性電流)與不發熱的電流(容性電流)之比即為損耗,也就是正切值。電容器的損耗受工作頻率的影響較大,一般而言,均隨頻率的增高而增大,但也有例外。例如:某電容器在1kHz時比在100Hz時的損耗還要小。除了以上四個主要參數外,還有一個重要參數就是電容量的溫度系數。實際電容器的電容量是隨著溫度變化而變化的,當溫度升高時,有的電容量會變大,稱為正溫度系數的電容器;有的則變小,稱為負溫度系數的電容器。溫度系數用溫度變化一度時,電容量的變化比率來表示,單位為PPM/℃。PPM表示百萬分之一。例如:CBB22的溫度系數約為-300PPM/℃,則表示每升高一度,電容量減小萬分之三即003%。如果溫度上升40℃,則003%×40=12%,容量要下降12%
二、電容器的分類:
為了便于記憶,我們把主要的電容器分成三類,并稱為主流產品。
1電解電容器
電解電容器屬老產品,近年來的改進主要是體積越做越小。鋁電解電容器的電性能較差,損耗tgδ在100Hz時約為5%~10%左右,容量的穩定性和溫度系數也差。這種電容器主要應用在電源濾波和要求不嚴的低頻電路中。使用者要記住的是:同樣的容量,大體積的要比小體積的損耗小;同樣的容量,高壓的比低壓的損耗要小;不同的容量,小容量比大容量的損耗要小。鉭電解電容器(CA型)電性能包括損耗、容量的穩定性和溫度系數,要比鋁電解好得多。但價格也要高些。
2塑料薄膜電容器
塑料薄膜電容器是近一、二十年發展起來的電容器,現已成為主流產品(淘汰了以往的紙介電容器)。
薄膜電容器的容量上限可以很大,如電動機啟動用CBB60、CBB61型電容器,容量可達幾十微法。薄膜電容器主要有兩種材料,聚酯(滌綸)CL型和聚丙烯CBB型。每種材料主要有兩種結構;箔式CL11、CBB11和金屬化CL21、CBB21、CBB22等。這樣我們就能很容易從型號上看出它們的材料和結構。例如:CL21則表示這個電容器的材料是滌綸,結構是金屬化。CL11型是數量最大的一種低價產品。箔式結構是指電容器用塑料薄膜和鋁箔疊在一起卷繞而成,導電電極為鋁箔。金屬化結構是預先用真空蒸發的方法在薄膜上蒸發了一層極薄的金屬膜,然后用這個薄膜卷繞成的電容器,導電電極為蒸發的金屬膜(大多仍為鋁膜)。在同樣規格情況下,金屬化電容器的體積要比箔式的小。金屬化薄膜電容器有自愈特性,即電容器中塑料薄膜某一點若存在缺陷,加電壓時會擊穿,則此處的金屬膜會蒸發掉,而不會產生短路現象,從而使電容器仍能正常工作。金屬化電容器還有一個優點就是引出線是從噴了金屬的端面引出,從而使電流通路很短,所以也稱為無感電容器。
損耗:CL型和CBB型電容器在外形上差別不大,但在損耗這一電性能上差別較大。滌綸電容器的損耗較大,在1kHz時典型值約為50×10-4,與紙介電容器相當。聚丙烯電容器的損耗(1kHz),指標大約是10×10-4,實際上一般小于5×10-4,約為滌綸電容器的十分之一。
絕緣:CL型和CBB型絕緣性能都特別好,優于其它電容器。例如,一只CBB22型100nF電容器,其絕緣電阻可超過五萬兆歐。
溫度系數:CL型與CBB型電容器的溫度系數大體上都為300PPM/℃左右,但是CL型為正溫度系數,CBB型為負溫度系數。前面介紹過CBB型電容器在溫度升高40℃時,容量要下降12%左右。所以這兩種電容器都不能制成精密電容器,最高精度只有±5%(J)。有時候,電容器上的標記不清,若要辨別真假CBB電容器,可以利用CL型和CBB型溫度系數方向不同的原理來辨別,可以用手掌型數字電容表和電吹風來進行試驗。先把電容器接到電容表上讀出冷態時的電容值,然后用電吹風加熱電容器,注意溫度要調低一點,如果電容器的容量變大,說明是CL型電容器,反之則是CBB型電容器。順便提一下,所有的非極性薄膜電容器均為負溫度系數,例如聚苯乙烯電容器。
3陶瓷電容器
陶瓷電容器分為三個品種:1類瓷CC型,2類瓷CT型,3類瓷CS型。1類瓷、瓷介電容器電性能最好,一般工作在高頻領域。絕緣和損耗也都非常好,溫度系數也很小。陶瓷電容器與其它電容器不同,介質是屬復合材料,所以改變材料的配方可調節溫度系數。所以1類瓷、陶瓷電容器除了標明容量外,還要標明其溫度系數以及溫度系數的誤差。例如:標有CH、C表明其溫度系數基數為0,H表示溫度系數的誤差為±60PPM/℃,如標有PJ,P表示溫度系數基數為-150PPM/℃,J表示其誤差為±120PPM/℃,有時也用電容器頂上的顏色來表示溫度系數。黑色的溫度系數最小,紅色、橙色……依次次之。溫度系數越小的電容器,其體積要大一些,所以一般情況下,1 類單片高頻瓷介電容器的最大電容量不會超過1000pF。2類瓷和3類瓷陶瓷電容器又稱為鐵電陶瓷。它們的特點是材料的介電系數特別高,所以制成的電容器容量特別大,而體積又小。例如:鐵電陶瓷電容器的損耗和絕緣這兩個參數,比CL11型要差5倍左右,容量的溫度系數也較大。例如:E型溫度特性的電容量變化率為+20%~-55%,F型為+30%~-80%,只有B型較好為±10%。容量的溫度特性具有居里點,溫度在30℃左右時容量最大,溫度降低和溫度增高時,容量都急驟下降。所以這種電容器只能用在要求不高的地方。對于陶瓷電容器,同樣的電容量和工作電壓,體積越大的電性能越好。
4非主流電容器
(1)云母電容器(CY型)
以前在高頻領域主要應用云母電容器,后來逐步由高頻陶瓷電容器取代。云母電容器應用的減少不是因為電性能不好,而是因為云母礦源稀少,制造云母電容器生產工藝復雜造成的。云母電容器的電性能非常好,所以云母電容器可以制成標準電容器。
(2)聚苯乙烯電容器(CB型)
聚苯乙烯電容器是最早的塑料薄膜電容器。由于聚苯乙烯本身耐潮濕,電容器外表一般不進行環氧樹脂包封和染色,呈本色透明狀。國產品種主要是箔式,圓形結構。聚苯乙烯屬非極性材料,具有優良的電
性能,工藝良好的聚苯乙烯電容器,絕緣性能是最好的。此外,聚苯乙烯電容器的溫度系數也比其它塑料薄膜電容器好,可以做到優于-150PPM/℃的水平,但由于不耐熱,體積大,工藝性能不好等原因,未能普及使用。
第四篇:教案--電容器的連接
電容器的連接
所用教材:職高高一,電工基礎
目次:高等教育出版社,2006年5月第2版 2009年1月第15次印刷 教學分析
“電容器”選自職高電工基礎第四章第二節。
本節的主要內容是:電容器的串聯與并聯、電容串并聯后總電容的計算公式,這些內容為以后學習更復雜的混合電路打下了基礎。因此,本節內容在整本書中有著十分基礎的重要作用。學情分析
此前,學生已經學習了電容器的基本概念及單個電容的計算公式,具備一定的抽象思維能力、實驗觀察能力和探究學習能力;高中學生好奇心強,對新事物都有強烈的學習興趣;這些都為電容器的連接學習奠定了基礎。教學目標
依據課標、學情、教材,確定以下三維教學目標:(1)掌握電容器串、并聯的性質及等效電容的計算。
(2)通過分析電容的連接關系,提高同學們對電路分析的能力及方法。教學重難點
根據新課程標準,結合學情和教材分析,理解電容器串、并聯性質為教學重點;能夠熟練的進行相關計算為教學難點。教學方法
運用講授法等教學方法,引導學生分析問題、歸納總結、解決問題的過程,體現探究式學習方法。教學程序
為了突出重點、突破難點、實現教學目標,設計了以下4個教學環節。
1/2 6.1 環節一 回憶舊課,導入新課
本環節中,通過回憶舊知識電容器基本概念及計算,層層加深,導入新課電容器的連接。
6.2 環節二 對比學習,講授新知
首先,通過回憶電阻的連接及等效電阻的計算公式,對比電容器的連接及計算公式有什么不同,再由電容的基本計算公式步步論證出電容器串并聯的公式。
力求讓學生明白理解電路的分析過程,進一步能學會分析電路,充分體現學生的主體作用。
6.3 環節三 運用知識,加深理解
舉出例題,先由學生自己獨立思考,培養學生分析解決問題的能力,再由老師講解。由此提高對電容器串并聯等效電容計算的能力,達到鞏固和運用知識的目的。板書設計
采用條目式板書,力求體現知識的完整性與條理性,幫助學生形成清晰的知識脈絡。
§4.2 電容器的連接
一、電容器的串聯
二、電容器的并聯
2/2
第五篇:《電容與電容器》教案
第七節 電容器與電容
一、教學目標
(一)知識與技能
1、知道什么是電容器及常見的電容器;
2、知道電場能的概念,知道電容器充電和放電時的能量轉換;
3、理解電容器電容的概念及定義式,并能用來進行有關的計算;
4、知道平行板電容器的電容與哪些因素有關,有什么關系;掌握平行板電容器的決定式并能運用其討論有關問題。
(二)過程與方法
結合實物觀察與演示,在計算過程中理解掌握電容器的相關概念、性質。
(三)情感態度與價值觀
體會電容器在實際生活中的廣泛應用,培養學生探究新事物的興趣。
二、重難點分析
重點:掌握電容器的概念、定義式及平行板電容器的電容。
難點:電容器的電容的計算與應用
三、教具
常見的電容器示教板,帶電羽的平行板電容器,靜電計,介質板,感應起電機,電線
四、教學過程
(一)復習前面相關知識
要點:場強、電勢能、電勢、電勢差等。
(二)引入新課
由上節課問題,靠近帶電物體A的導體(B接地)上帶有感應電荷。整個裝置具有儲存電荷的功能。我們稱這種裝置為電容器。
(三)教學過程設計
1、電容器
(1)構造:任何兩個彼此絕緣又相隔很近的導體都可以看成一個電容器。
(2)電容器的充電、放電
操作:把電容器的一個極板與電池組的正極相連,另一個極板與負極相連,兩個極板上就分別帶上了等量的異種電荷。這個過程叫做充電。現象:從靈敏電流計可以觀察到短暫的充電電流。充電后,切斷與電源的聯系,兩個極板間有電場存在,充電過程中由電源獲得的電能貯存在電場中,稱為電場能.操作:把充電后的電容器的兩個極板接通,兩極板上的電荷互相中和,電容器就不帶電了,這個過程叫放電.現象:從靈敏電流計可以觀察到短暫的放電電流.放電后,兩極板間不存在電場,電場能轉化為其他形式的能量.提問:電容器在充、放電的過程中的能量轉化關系是什么?待學生討論后總結如下: 【板書】充電——帶電量Q增加,板間電壓U增加,板間場強E增加, 電能轉化為電場能 放電——帶電量Q減少,板間電壓U減少,板間場強E減少,電場能轉化為電能
2、電容
與水容器類比后得出。說明:對于給定電容器,相當于給定柱形水容器,C(類比于橫截面積)不變。這是量度式,不是關系式。在C一定情況下,Q=CU,Q正比于U。
(1)定義:電容器所帶的電量Q與電容器兩極板間的電勢差U的比值,叫做電容器的電容。(2)公式:
(3)單位:法拉(F)還有微法(F)和皮法(pF)
1F=10-6 F=10-12pF(4)電容的物理意義:電容是表示電容器容納電荷本領的物理量,是由電容器本身的性質(由導體大小、形狀、相對位置及電介質)決定的,與電容器是不是帶電無關.3、平行板電容器的電容
(1)[演示]感應起電機給靜電計帶電(詳參閱P29圖1。7-4)說明:靜電計是在驗電器的基礎上制成的,用來測量電勢差.把它的金屬球與一個導體相連,把它的金屬外殼與另一個導體相連,從指針的偏轉角度可以量出兩個導體之間的電勢差U.現象:可以看到: ①. 保持Q和d不變,S越小,靜電計的偏轉角度越大, U越大,電容C越小;
②. 保持Q和S不變,d越大,偏轉角度越小,C越小.③. 保持Q、d、S都不變,在兩極板間插入電介質板,靜電計的偏轉角度并且減小,電勢差U越小電容C增大.(2)結論:平行板電容器的電容C與介電常數ε成正比,跟正對面積S成正比,跟極板間的距離d成反比.平行板電容器的決定式:真空
介質
4、常用電容器(結合課本介紹P30)
(四)鞏固新課:1對本節內容要點進行概括。
2、引導學生完成問題與練習。
3、閱讀教材內容。