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1、6 6 电容器和电容电容器和电容1导学案完成情况导学案完成情况榜样就在身边！榜样就在身边！21.熟练掌握平行板电容器充放电过程，知道常用的电容熟练掌握平行板电容器充放电过程，知道常用的电容器器2.理解电容的概念及定义方法，会用定义式进行计算理解电容的概念及定义方法，会用定义式进行计算3.小组合作实验探究，学会分析影响平行板电容器电容小组合作实验探究，学会分析影响平行板电容器电容大小的因素，并知道改变其大小的方法大小的因素，并知道改变其大小的方法4.激情投入，领会科学探究中严谨、务实、友好合作的激情投入，领会科学探究中严谨、务实、友好合作的精神和态度精神和态度重点：电容公式的建立、理解与应用重点
2、：电容公式的建立、理解与应用 难点：电容器充、放电过程及电容的动态分析难点：电容器充、放电过程及电容的动态分析34VCDVCD部分线路板部分线路板56问题问题: : 电容器到底是什么样的元件？电容器到底是什么样的元件？ 它的作用、构造、原理是什么？它的作用、构造、原理是什么？ 本节课就要研究这些问题。本节课就要研究这些问题。7规范展示规范展示展示问题展示问题展示问题展示问题展示位置展示位置展示位置展示位置展示组展示组展示组展示组目标目标目标目标探究一探究一探究一探究一问题问题1 1 1 1后黑板后黑板后黑板后黑板9 9 9 9（1 1）规范规范规范规范认真，认真，认真，认真，脱稿脱稿脱稿脱稿展
3、示展示展示展示; ;（2 2）展示要保）展示要保）展示要保）展示要保持原生态，正持原生态，正持原生态，正持原生态，正确的展示具体确的展示具体确的展示具体确的展示具体步骤，错误的步骤，错误的步骤，错误的步骤，错误的题要详细展示，题要详细展示，题要详细展示，题要详细展示，方便同学们一方便同学们一方便同学们一方便同学们一起寻找出错点起寻找出错点起寻找出错点起寻找出错点. .探究一探究一探究一探究一问题2 2后黑板后黑板后黑板后黑板10101010探究二探究二探究二探究二问题问题1 1 1 1后黑板后黑板后黑板后黑板1 1 1 1探究二探究二探究二探究二问题问题2 2后黑板后黑板后黑板后黑板2 2 2
4、 2探究三探究三探究三探究三问题问题1 1 1 1后黑板后黑板后黑板后黑板3 3 3 3探究三探究三探究三探究三问题问题2 2 2 2前黑板前黑板前黑板前黑板4 4 4 4探究三探究三探究三探究三问题问题3 3 3 3（1 1 1 1）前黑板前黑板前黑板前黑板5 5 5 5探究三探究三探究三探究三问题问题3 3 3 3（2 2 2 2）前黑板前黑板前黑板前黑板6 6 6 68精彩点评精彩点评展示问题展示问题展示问题展示问题展示位置展示位置展示位置展示位置展示展示展示展示点评点评点评点评目标目标目标目标探究一探究一探究一探究一问题问题1 1 1 1后黑板后黑板后黑板后黑板9 9 9 99 9 9
5、 9（1）首先点评思路方法，）首先点评思路方法，然后顺着思路方法分析然后顺着思路方法分析过程，总结规律方法、过程，总结规律方法、易错点。打分区间易错点。打分区间05分分（2）其它同学认真倾听、）其它同学认真倾听、积极思考积极思考,重点内容记好重点内容记好笔记。有不明白或有补笔记。有不明白或有补充的要大胆提出。充的要大胆提出。（3）力争全部达成目标，）力争全部达成目标，A层多拓展、质疑层多拓展、质疑,B层层注重总结，注重总结，C层多整理，层多整理，记忆。科研小组成员首记忆。科研小组成员首先要质疑拓展。先要质疑拓展。探究一探究一探究一探究一问题2 2后黑板后黑板后黑板后黑板101010101010
6、1010探究二探究二探究二探究二问题问题1 1 1 1后黑板后黑板后黑板后黑板1 1 1 11 1 1 1探究二探究二探究二探究二问题问题2 2后黑板后黑板后黑板后黑板2 2 2 22 2 2 2探究三探究三探究三探究三问题问题1 1 1 1后黑板后黑板后黑板后黑板3 3 3 33 3 3 3探究三探究三探究三探究三问题问题2 2 2 2前黑板前黑板前黑板前黑板4 4 4 44 4 4 4探究三探究三探究三探究三问题问题3 3 3 3（1 1 1 1）前黑板前黑板前黑板前黑板5 5 5 55 5 5 5探究三探究三探究三探究三问题问题3 3 3 3（2 2 2 2）前黑板前黑板前黑板前黑板6
7、6 6 66 6 6 692 2、构造：在两个相距很近的平行金属板中间夹上一层绝、构造：在两个相距很近的平行金属板中间夹上一层绝缘物质，就组成了一个最简单的电容器，叫平行板电容缘物质，就组成了一个最简单的电容器，叫平行板电容器。其实，任何两个彼此绝缘又互相靠近的导体，都可器。其实，任何两个彼此绝缘又互相靠近的导体，都可以看成一个电容器。以看成一个电容器。 一、电容器一、电容器 两个极板（导体）两个极板（导体）电介质（绝缘材料）电介质（绝缘材料）1 1、概念：储存电荷和电能的元件、概念：储存电荷和电能的元件+ + + + + + + + + + + + - - - - - - - - - - -
8、极板极板电介质电介质103.3.两种工作状态两种工作状态: :充电充电: :两极板与电源相连两极板与电源相连, ,使电容器使电容器带电带电的过程的过程. .充电后两极板带有等量的异种电荷。充电后两极板带有等量的异种电荷。若保若保持与电源连接，则板间电压持与电源连接，则板间电压U不变；若断不变；若断开电源，则极板所带电量开电源，则极板所带电量Q不变。不变。问题问题1、电容器充放电过程是怎样的？（画图示意）、电容器充放电过程是怎样的？（画图示意） 探究一探究一 电容器电容器 +-I11+-放电放电: :用导线与两极板相连用导线与两极板相连, ,使电容器两极板上的使电容器两极板上的电电荷中和荷中和的
9、过程的过程. .I12问题问题2.电容器在充、放电的过程中的能量转化关系是什么电容器在充、放电的过程中的能量转化关系是什么?电场能转化为电场能转化为 其它形式的能其它形式的能其它能转化为电场其它能转化为电场 能能放电：放电：充电：充电：13 + + + + + + + + + + + - - - - - - - - - - -+Q+Q-Q-Q电容器工作时，它的两块金属板的相对表面总是电容器工作时，它的两块金属板的相对表面总是分别带上等量异种电荷，一般把任何一个极板所分别带上等量异种电荷，一般把任何一个极板所带的电荷量带的电荷量Q Q的的绝对值绝对值叫做电容器的电荷量叫做电容器的电荷量. .4.
10、 4. 电容器所带的电荷量电容器所带的电荷量Q:Q:14小结：电容器的充放电小结：电容器的充放电电容器的充电电容器的充电 充电充电：使电容器的两个极板带上等量异种电荷的过程使电容器的两个极板带上等量异种电荷的过程. . 存在存在瞬间充电电流瞬间充电电流I I, ,电量电量QQ, ,板间电压板间电压U UC C, ,板间电场板间电场E,E,电源能量电源能量电场能电场能, ,充电结束时充电结束时U UC C= =充电电压充电电压. .电容器的放电电容器的放电 放电放电：使电容器两极板上的电荷中和的过程：使电容器两极板上的电荷中和的过程. . 存在存在瞬间放电电流瞬间放电电流I I, ,电量电量QQ
11、, ,板间电压板间电压U UC C, ,板间电场板间电场E E, ,电场能电场能其他形式的能其他形式的能, , 放电结束时放电结束时U UC C=0.=0.151 1、定义：、定义：电容器所带电荷量电容器所带电荷量Q Q与两极板间电势差与两极板间电势差U U的比值的比值。2 2、定义式：、定义式： 或者或者3 3、物理意义：、物理意义：C C是表示电容器容纳电荷本领的物理量是表示电容器容纳电荷本领的物理量 4 4、单位：、单位： 在国际单位制中单位是法拉（在国际单位制中单位是法拉（F F） 1F=1C/V 1F=1C/V 1F=10 1F=10-6-6F 1F=10F 1F=10-12-12F
12、 F5 5、对电容的理解、对电容的理解用比值法定义物理量的特点：不能说电容用比值法定义物理量的特点：不能说电容C C与电量与电量Q Q成正比，与电压成正比，与电压U U成反比。成反比。二、电容器的电容二、电容器的电容16探究二探究二 电容器的电容电容器的电容二、电容器的电容二、电容器的电容问题1：根据公式：根据公式, 能否说电容能否说电容C与电容器所带电荷与电容器所带电荷量量Q成正比，与两极板间的电势差成正比，与两极板间的电势差U成反比？为什么？成反比？为什么？17QU0预测预测2.对于一给定的电容器，在如图对于一给定的电容器，在如图1所示中，描述电容所示中，描述电容C、带、带电荷量电荷量Q、
13、电压、电压U之间的相互关系的图线中正确的是之间的相互关系的图线中正确的是() 图1B18问题问题2：有一电容器，带电荷量为：有一电容器，带电荷量为210-4C时，两极板间电势差时，两极板间电势差为为200V.若使其电荷量再增加若使其电荷量再增加210-4C，这时它的电容为多少？，这时它的电容为多少？如果电容器不带电呢？如果电容器不带电呢？预测预测1.关于已充上电的某个平行板电容器，下列说法不正关于已充上电的某个平行板电容器，下列说法不正确的是确的是 （ ）A两极板上一定带异号电荷两极板上一定带异号电荷B两极板所带的电荷量一定相等两极板所带的电荷量一定相等C充上的电量越多，其电容就越大充上的电量
14、越多，其电容就越大D充上的电量越多，两极板间的电势差就越大充上的电量越多，两极板间的电势差就越大C10-6F19三、平行板电容器的电容三、平行板电容器的电容思考：思考：平行板电容器自身的内部结构因素，应该包括平行板电容器自身的内部结构因素，应该包括哪些呢？哪些呢？两极板的大小，用面积两极板的大小，用面积S S表示表示两极板间的距离两极板间的距离d d两极板间的电介质两极板间的电介质20探究三探究三 影响平行板电容器电容的因素（如图影响平行板电容器电容的因素（如图1-6-3所示）所示） 问题问题1 分别减小平行板电容器的极板间距离、减小两极板分别减小平行板电容器的极板间距离、减小两极板正对面积、
15、插入电介质，指针偏转程度如何变化？电容正对面积、插入电介质，指针偏转程度如何变化？电容C如如何变化？何变化？问题问题2 根据问题根据问题3，电容，电容C跟哪些因素有关？你能猜测跟哪些因素有关？你能猜测决定决定C的表达式吗？的表达式吗？21结论：结论： 平行板电容器的电容与两极板的正对面积平行板电容器的电容与两极板的正对面积S S成正比成正比, ,与两极板间的距离与两极板间的距离d d成反比成反比, ,并跟板间插入介质的介电常并跟板间插入介质的介电常数数成正比成正比. .物理意义物理意义: : 平行板电容器的电容由电容器本身的结构平行板电容器的电容由电容器本身的结构(S(S、d d、)决定决定,
16、 ,与与Q Q 、U U无关无关. .决定式：决定式：22问题问题3 如图如图4为平行板电容器与电源连接的示意图为平行板电容器与电源连接的示意图（1）如果开关）如果开关S始终闭合，始终闭合，如果减小如果减小两极板间的正对面积两极板间的正对面积S S，那么，那么，电容电容器的电容器的电容C，两极板间的电势差两极板间的电势差U U，电，电容器所带的电量容器所带的电量Q Q，两极板间的场强，两极板间的场强E E各如何变化？各如何变化？S S减小减小C C减小减小Q=C UQ=C UQ Q减小减小E=U/dE=U/dE E不变不变U不变不变U不变不变23针对训练：如果开关针对训练：如果开关S始终闭合，
17、始终闭合，如如果减小板间距离果减小板间距离d d，那么，那么，电容器的电容器的电容电容C，两极板间的电势差两极板间的电势差U U，电容器，电容器所带的电量所带的电量Q Q，两极板间的场强，两极板间的场强E E各如各如何变化？何变化？d d减小减小C C增大增大Q=C UQ=C UQ Q增大增大E=U/dE=U/dE E增大增大U不变不变U不变不变强调：电容器始终与电源相连，电容器两端强调：电容器始终与电源相连，电容器两端电压电压不变不变24（2）如果充电完毕后，断开）如果充电完毕后，断开S，若减小，若减小两极板的正对面积两极板的正对面积S，那么电容器的电容，那么电容器的电容C，电荷量，电荷量Q
18、，板间电势差，板间电势差U，板间电场，板间电场强度强度E如何变化？如何变化？S S减小减小C C减小减小U=Q/CU=Q/CU U增加增加E=U/dE=U/dE E增加增加Q不变图425针对训练：如果增大两极板间的距离针对训练：如果增大两极板间的距离d d，那么，两极板间的电势差那么，两极板间的电势差U U，电容器所带，电容器所带的电量的电量Q Q，两极板间的场强，两极板间的场强E E各如何变化？各如何变化？d d增加增加C C减小减小U=Q/CU=Q/CU U增加增加Q不变E E不变不变E=U/d图4U=Q/CU=Q/C强调：电容器始终与电源断开，电容器两板上所带的强调：电容器始终与电源断开
19、，电容器两板上所带的电荷量电荷量不变不变26从从构造构造上看，可分为固定电容器和可变电容器上看，可分为固定电容器和可变电容器 1 1、固定电容器、固定电容器根据材料不同，常见的有：聚苯乙烯电容器、根据材料不同，常见的有：聚苯乙烯电容器、陶瓷电容器陶瓷电容器 、电解电容器、电解电容器 （电容比较大，有极性）（电容比较大，有极性） 固定电容器固定电容器四、常用电容器四、常用电容器陶瓷电容器陶瓷电容器27问题：请分析可变电容器的变容原理。问题：请分析可变电容器的变容原理。可可变电容器容器2 2、可变电容器、可变电容器28电容器以两片导体为极板，中间隔以电介质构成。电容器以两片导体为极板，中间隔以电介
20、质构成。电容电容C C是描述电容器容纳电荷本领的物理量。是描述电容器容纳电荷本领的物理量。小小 结：结：291.1.电容电容2.2.击穿电压：加在电容器两极板上的电压不能超过某击穿电压：加在电容器两极板上的电压不能超过某一限度，超过这个限度，电介质将被击穿，电容器损一限度，超过这个限度，电介质将被击穿，电容器损坏，这个极限电压称为击穿电压。坏，这个极限电压称为击穿电压。3.3.电容器的额定电压：电容器正常工作时的最大电压电容器的额定电压：电容器正常工作时的最大电压. . 额定电压低于击穿电压额定电压低于击穿电压电容器的性能指标电容器的性能指标301.1.一个平行板电容器，电容为一个平行板电容器
21、，电容为200200pFpF，充电后两板间的电充电后两板间的电压为压为100V100V，电容器带电量为，电容器带电量为_C_C，断开电源后，断开电源后，将两板间距离减半，两板间的电压为将两板间距离减半，两板间的电压为_V_V210210-8-85050312.2.如图所示是描述对给定的电容器充电时电量如图所示是描述对给定的电容器充电时电量Q Q、电压、电压U U、电容电容C C之间相互关系的图像，其中正确的是之间相互关系的图像，其中正确的是 ( ( ） A B C D0CQCUQUCQ000BCDBCD323.3.两块大小、形状完全相同的金属平板平两块大小、形状完全相同的金属平板平行放置构成一
22、平行板电容器。与它相连的行放置构成一平行板电容器。与它相连的电路如图所示，接通开关电路如图所示，接通开关S S，电源即给电容，电源即给电容器充电（器充电（ ）MNSA.A.保持保持S S接通，减小两极板间的距离，则两极板间电场的电接通，减小两极板间的距离，则两极板间电场的电场强度减小场强度减小B.B.保持保持S S接通，在两极板间插入一块介质，则极板上的电荷接通，在两极板间插入一块介质，则极板上的电荷量增大量增大C.C.断开断开S S，减小两极板间的距离，则两极板间的电势差减小，减小两极板间的距离，则两极板间的电势差减小D.D.断开断开S S，在两极板间插入一块介质，则两极板间的电势差，在两极
23、板间插入一块介质，则两极板间的电势差增大增大BCBC334.4.如图所示，平行金属板如图所示，平行金属板A A、B B组成的电容器，充电后与静组成的电容器，充电后与静电计相连电计相连. .要使静电计指针张角变大要使静电计指针张角变大, ,下列措施中可行的是下列措施中可行的是（ ） A.A.将将A A板向上移动板向上移动 B.B.将将B B板向右移动板向右移动 C.C.将将A A、B B之间充满电介质之间充满电介质 D.D.将将A A板放走部分电荷板放走部分电荷ABABAB34ABC.ABC. 电容器充电后与电源切断联系电容器充电后与电源切断联系, ,电量电量Q Q不变不变. .D.D.C C不
24、变不变讨论问题讨论问题, ,先看先看常量常量, ,再看变量再看变量. . ( (S S、d)d)的的变化变化C C的变化的变化U U的变化的变化Q Q变小变小Q Q不变不变U U变小变小355.5.传感器是把非电学量传感器是把非电学量( (如速度、温度、压力等如速度、温度、压力等) )的变化转换成的变化转换成电学量变化的一种元件，在自动控制中有着相当广泛的应用。电学量变化的一种元件，在自动控制中有着相当广泛的应用。如图所示是一种测定液面高度的电容式传感器的示意图，金属如图所示是一种测定液面高度的电容式传感器的示意图，金属芯线与导电液体形成一个电容器，从电容芯线与导电液体形成一个电容器，从电容C
25、 C大小的变化就能反大小的变化就能反映液面的升降情况，两者的关系是映液面的升降情况，两者的关系是( ) ( ) A.CA.C增大表示增大表示h h增大增大 B.CB.C增大表示增大表示h h减小减小 C.CC.C减小表示减小表示h h减小减小 D.CD.C减小表示减小表示h h增大增大ACAC导电液体导电液体金属芯线金属芯线电介质电介质h36h h增大增大S S增大增大正对面正对面积增大积增大、d d不变不变C C增大增大非电学量非电学量电学量电学量传感器传感器37一、电容器一、电容器1.1.任何两个任何两个彼此绝缘彼此绝缘又相互靠近的又相互靠近的导体导体都可以看成电容器。都可以看成电容器。2
26、.2.电容器的电容器的充电充电：电容器与电源相连，：电容器与电源相连，电源能量电源能量电场能电场能电容器的电容器的放电放电：电容器与导线相连，：电容器与导线相连，电场能电场能其他形式能其他形式能二、电容二、电容 1. 1.定义式定义式: : 2. 2.单位：法拉单位：法拉F 1F=10F 1F=106 6F=10F=101212pFpF物理意义物理意义: :C C与与Q Q、U U无关无关, ,由电容器本身结构决定由电容器本身结构决定. .38三、平行板电容器的电容决定式三、平行板电容器的电容决定式 四、电容器使用时注意的问题四、电容器使用时注意的问题 工作电压工作电压额定电压额定电压 击穿电压击穿电压物理意义物理意义: :C C由由、S S、d d决定决定. .39海浪为劈风斩浪的航船饯行，为随波逐流的轻舟送葬。40
