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電容器 電容
來源: 作者: 發布日期:03-21 查看:  
教學目標
知識目標
  1、知道什么是電容器及常見的電容器;
  2、理解電容器電容的概念及定義式,并會應用定義式進行簡單的計算.
  3、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.

能力目標
  通過學生對實驗的觀察和研究,培養學生的科學探究能力和抽象思維能力;

情感目標
  注意培養學生對科學的探究精神.


教學建議

教材分析
  教材首先講解了電容的功用,通過介紹電容器的構造及使用,使學生認識電容器有儲存電荷的本領,同時介紹了電容的概念、定義式,再講解電容器的電容與哪些因素有關.整個這一節的內容,是后面學習LC振蕩電路的必備知識,是學習交變電路和電子線路的基礎,關于電容器的充放電現象和電容概念,是高中物理教學的重點和難點之一,又比較抽象,因此再教學中,可以多增設實驗,讓學生易于理解和接受,同時培養學生的實驗觀察能力和科學探究能力.


關于演示實驗的教學建議
  在講解本節內容時,我們通過實驗演示將抽象的知識直觀化、形象化,對于設計的實驗:可以讓學生觀察紙制電容器的構造,用充電的電容器短路放電產生電火花使學生感受到電容器儲存電荷的本領,顯示充放電過程,并用實驗演示電容器的電量和電壓的關系.另外,可以借助媒體動畫、視頻將過程再現,這樣,有益于學生對知識的理解和接受.

教學設計示例

第八節 電容器 電容

一、教學實驗器材

  平行板電容器,靜電計,各種電容器(包括“25V 4700μF”電容一只和一個可用來拆開的紙制電容器).學生電源一個,導線若干,起電機.

二、教學過程

(一)課堂講解

1、電容器

  教師講解(開門見山),出示圖片:通過前面的學習,我們知道:靠近帶電物體的接地導體上有感應電荷.帶電體和接地導體便具有儲存電荷的功能.這種裝置我們稱為電容器,既“儲存電荷的容器”,實際上,任何彼此絕緣又相隔很近的導體,都可以看成是一個電容器,貯藏電量和能量,而兩個導體稱為電容的兩極.

教師講解:下面我們具體了解一下電容器的結構.

  演示實驗1:將一個紙制電容器輕輕展開,讓學生觀察元件結構,識別絕緣層和極板.

  教師講解: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,分別用兩根導線連接兩極.這就是電容器的結構.(在這里,可以參考媒體資料中的視頻類素材“電容器的結構”)

  我們首先將電荷充入電容器中,在使用時再將電荷放出,這兩個過程叫做電容器的充電、放電過程.

2、電容

  演示實驗2:將“25V 4700μF”的電容器與電源(16V)相連,充電后將電容器的兩極板短路,產生放電火花并發出聲響.演示電容器充放電的課件資料.

  教師講解:為了深入了解電容器的工作原理,我們用下面的實驗裝置來研究電容器的充放電過程.

  演示實驗3:利用起電機對相對放置的平行金屬板構成的電容器充電,用靜電計進行檢驗,檢驗兩個極板的電荷是等量且相異的.

  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.
問題1:電容器可以充入的電量 是無限的么?電容器容納電荷多少與什么有關?

  教師講解:理論研究告訴我們,電容器可以充入的電量 并不是無限的,隨著電勢差的變化,電量 也隨之增大,對同一個電容器, 是一個與電量、電勢差無關的常量,對不同的電容器,電勢差增加1伏所需要增加的電量是不同的,也就是 是不同的常數,因此,我們認為 能夠反映電容器容納電荷的能力,并由此定義了一個新的物理量——電容,符號 ,讓

  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.

  ②量度:

  ③單位:法拉(F

  常用單位有微法( F),皮法(pF

3、平行板電容器的電容

  電容器的電容是一個與與電量、電勢差無關的物理量,它的大小是由電容器本身的結構決定的.那么電容器的電容跟電容器結構的哪些因素有關呢?

  教師出示平行板電容器:現在我們研究平行板那電容器的電容跟哪些因素有關.

  演示實驗4:參考書中110實驗.

  (l)構成:兩塊平行相互絕緣金屬板.

  ①兩極間距d;②兩極正對面積S

  (2)量度: Q是某一極板所帶電量的絕對值.

  (3)影響平行板電容器電容的因素:

  ① ,( 不變)

  ② ,( 不變)

  ③兩極板間插入電介質時比不插入電介質時電容大.

  給出電容公式:

   為介電常數,k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、出示常用的電容器(可以觀看有關電容的視頻)

  (1)介紹固定電容器.

  (2)介紹可變電容器.

  (3)介紹擊穿電壓.

三、典型例題講解(參考典型例題)

四、布置課下作業

五、教師總結

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