《电容器的电容》教学教案设计.doc

电容器的电容【教学目标】1、知识与技能⑴知道电容器是储存电荷和电场能的装置；⑵了解常见电容器的外形、结构和符号；⑶了解电容器的充、放电过程，了解击穿电压、额定电压的概念；⑷理解电容的意义，知道其单位，并会用电容定义式进行计算；⑸了解影响平行板电容器电容的相关因素及其电容的决定式2、过程与方法⑴经历影响平行板电容器电容因素的探究过程，体会其中蕴涵的思想方法：控制变量法，提出问题，定性分析、实验探究与定量分析相结合等；⑵通过实验与观察，了解电容器的构造和特点，通过类比法理解电容器的电容概念3、情感态度与价值观⑴通过介绍电容器的缘起、发展与应用，渗透STS教育思想；⑵渗透事物的本质是有自身的因素即内因决定，不由外因决定的观点教学重点】电容的概念【教学难点】电容的引入与理解 研究影响平行板电容器电容大小因素的实验探究【教学方法】问题讨论，理论探究与实验探究相结合，类比方法，动画模拟【教学用具】电容器示教板，静电计，平行板电容器，电介质板，感应起电机，电池组，导线，单刀双掷开关，多媒体与课件【教学过程】提出课题：电容器到底是什么样的元件它的作用、构造、原理是什么本节课就要研究这些问题。

一） 电容器 实例探究：出示一纸质电容器并将其拆开，请学生观察 结论：有两片锡箔（导体），中间是一层薄纸（绝缘）AabsCE1、概念：实际上，任何两个彼此绝缘又相距很近的导体都可以看成一个电容器问题讨论：两平行导体板夹上一层绝缘物质（空气也算）能否构成电容器2、充电、放电演示：连接如图的电路现象观察：当接a时，G偏转 当接b时，G反偏转分析：充电—— 充电电流； 电能 电场能 放电—— 放电电流； 电场能 其他形式能量（二） 电容提出问题1：既然电容器是用来储存电荷的，而不同电容器容纳电荷的本领是不同的，我们应该用一个物理量表示电容器容纳电荷的能力，这应是一个怎样的物理量呢？定性分析：对一个电容器来说，其储电能力应该是一定的，我们找到的这个物理量对这个电容器来说也应该是不变的问题2：对一个结构一定的电容器，给它带上一定的电荷量Q，两极间也就有了一定的电势差U，Q与U能用来表示电容器的储存能力吗？学生：（不能，原因分析）进一步研究：①实验表明，Q增加为原来的几倍，U也增加为原来的几倍，而两者的比值Q/U，对同一电容器是一定的（这符合我们的要求）。

②比值大，意味着在相同的电压情况下，能带的电荷量越大，这正能说明其储电能力强对电容概念的总结：1、定义：电容器所带的电荷量Q与电容器两极板间的电势差U的比值V1S1hV2S22、定义式：，或者 （比值定义）3、物理意义：C是表示电容器容纳电荷本领的物理量4、单位：在国际单位制中单位是法拉（F），1F=1C/V 1μF=10-6F， 1рF=10-12F常见电容器，一般是几十pF到几千μF之间类比理解：C大，意味着U=1V时，容纳的电荷量大，储电本领强不同容器装水，水深都是1㎝，S大的容器容纳的水量多问题讨论：①S大，能装水的总量就一定多吗（不一定，容器的高度h不同，V=Sh）②C大，能储存的电荷量就一定多吗（不一定，C能承受的最大电压不同）（因此，C大，储电本领大，是指相对于同一电势差U而言；电容器能容纳的电荷还跟它能承受的最大电压有关引出击穿电压、额定电压的概念5、击穿电压额定电压（工作电压）～电容器的外壳有标注【例题1】一个电容器，充电后所带电荷量为Q=4×10-6C的电荷量时，它的板间电势差U=2V，由此可知，该电容器的电容是___________F如果再充进4×10-6C的电荷量，其电容为___________F。

如果用导线将电容器两极相连，放电后，其电容为___________F 学生活动：（略） 小结：C取决于电容器自身结构而与是否带电无关类比：水桶的储水能力在设计好后就确定了，与是否使用无关三）研究影响平行板电容器电容大小的因素1、提出课题：平行板电容器是最简单，也是最基本的电容器，几乎所有的电容器都是平行板电容器的变形，所以我们从研究平行板电容器入手，探究决定其电容大小的因素问题：决定平行板电容器电容的那些因素从哪儿去找？2、定性分析①电容是表征电容器容纳电荷本领的物理量，因此它只与电容器自身的内部结构有关，与其它量（Q、U）应该无关，环境因素也可不予考虑两极板大小（用面积S表示）两极板间的距离d两极板间的电介质②研究电容器内部的结构因素：③方法分析：控制变量法Q不变（离源）U用静电计测④实验装置分析：3、实验探究⑴改变平行板两极板的距离s分析C=Q/U结论C与d反相关现象：d↓ 偏角↓ U↓ C↑ d↑ 偏角↑ U↑ C↓⑵改变平行板两极板的正对面积SC=Q/U结论C与d正相关分析现象：S↓ 偏角↑ U↑ C↓S↑ 偏角↓ U↓ C↑⑶两极板间插入绝缘介质（保持Q、S、d不变）结论C与电介质有关C=Q/U分析现象：插入电介质 偏角↓　　　 U↓　　　　　C↑4、进一步的研究（引申）以上实验还只是定性分析，从理论角度进行定量研究，表明：⑴当平行板电容器两极板之间是真空时，⑵当板间充满同一种介质时，电容变大为真空时的倍，即5、相对介电常数是一个与电介质性质有关的常数（无单位）。

读表1.8—1，空气的近似为1（一般性研究中，空气对C的影响可以忽略）（水指纯净水）【例题2】平行板电容器的电容是比较少的，桌上的平行板电容器的电容，半径约0.1m，试求其电容C的大小学生活动：（2.8pF）问题：若要得到2μF的电容，每个极板的面积要做多大？（试与窗户作个比较）学生活动：（22.6m2，约10倍）（四）常见的电容器介绍固定电容器+电解电容器1、从构造上看，可分为固定电容器和可变电容器2、固定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 可变电容器电解电容器 （电容比较大，有极性），符号：3、可变电容器符号： 演示：动片，定片 问题：试分析变容原理？（五）小结：电容器由两片导体为极板，中间隔以电介质构成电容C是描述电容器容纳电荷本领的物理量定义式适用于任何电容器C与Q、U无关决定式只适用于平行板电容器反映C的决定因素（六）巩固练习与应用拓展1、课堂练习：如图所示，给电容器充电，静电计指针偏转一个角度以下情况中静电计的指针偏角增大还是减小？⑴把两板间的距离减小；⑵把两板间的正对面积减小；⑶在两板间插入相对介电常数较大的电介质学生活动：（减小；增大；减小）2、拓展应用：电容式传感器介绍传感器是把非电物理量(如位移、速度、压力、温度、流量等)转换成易于测量、传输、处理的电学量(如电压、电流、电阻、电容等)的一种组件。

非电物理量→传感器→电学电容式传感器是常见的一种，试分析图中的电容式传感器是测________的电容式传感器，原理是_________________.（答案要点：测量压力F当待测压力F作用于可动膜片电极上的时候，膜片发生形变，使极板间距离d发生变化，引起电容C发生变化.知道C的变化，就可以知道F的变化情况.）4。