【教學目標】
1、知識與技能
⑴知道電容器是儲存電荷和電場能的裝置;
⑵了解常見電容器的外形、結構和符號;
⑶了解電容器的充、放電過程,了解擊穿電壓、額定電壓的概念;
⑷理解電容的意義,知道其單位,並會用電容定義式進行計算;
⑸了解影響平行板電容器電容的相關因素及其電容的決定式。
2、過程與方法
⑴經歷影響平行板電容器電容因素的**過程,體會其中蘊涵的思想方法:控制變數法,提出問題,定性分析、實驗**與定量分析相結合等;
⑵通過實驗與觀察,了解電容器的構造和特點,通過模擬法理解電容器的電容概念。
3、情感態度與價值觀
⑴通過介紹電容器的緣起、發展與應用,滲透sts教育思想;
⑵滲透事物的本質是有自身的因素即內因決定,不由外因決定的觀點。
【教學重點】電容的概念
【教學難點】電容的引入與理解
研究影響平行板電容器電容大小因素的實驗**
【教學方法】問題討論,理論**與實驗**相結合,模擬方法,動畫模擬
【教學用具】電容器示教板,靜電計,平行板電容器,電介質板,起電機,電池組,導線,單刀雙擲開關,多**與課件
【教學流程】
【教學過程】
創設情景,例項引入:
**展示——電視、電腦等線路板
出示電容器示教板(上裝各種電容器)
提出課題:電容器到底是什麼樣的元件?它的作用、構造、原理是什麼?
本節課就要研究這些問題。
電容器產生的歷史淵源:(介紹略)
(一) 電容器
例項**:出示一紙質電容器並將其拆開,請學生觀察。
結論:有兩片錫箔(導體),中間是一層薄紙(絕緣)。
1、概念:能儲存電荷的元件
2、構造:實際上,任何兩個彼此絕緣又相距很近的導體都可以看成乙個電容器。
問題討論:
兩平行導體板夾上一層絕緣物質(空氣也算)能否構成電容器?
2、充電、放電
演示:連線如圖的電路
現象觀察:當接a時,g偏轉
當接b時,g反偏
分析:充電—— 充電電流; 電流的方向:流向正極能量的轉化:電能電場能
放電—— 放電電流; 電流的方向:流出正極能量的轉化:電場能其他形式能量
(二) 電容
提出問題1:既然電容器是用來儲存電荷的,而不同電容器容納電荷的本領是不同的,我們應該用乙個物理量表示電容器容納電荷的能力,這應是乙個怎樣的物理量呢?
定性分析:對乙個電容器來說,其儲電能力應該是一定的,我們找到的這個物理量對這個電容器來說也應該是不變的。
問題2:對乙個結構一定的電容器,給它帶上一定的電荷量q,兩極間也就有了一定的電勢差u,q與u能用來表示電容器的儲存能力嗎?
學生:(不能,原因分析)
進一步研究:
①實驗表明,q增加為原來的幾倍,u也增加為原來的幾倍,而兩者的比值q/u,對同一電容器是一定的(這符合我們的要求)。
②比值大,意味著在相同的電壓情況下,能帶的電荷量越大,這正能說明其儲電能力強。
對電容概念的總結:
1、定義:電容器所帶的電荷量q與電容器兩極板間的電勢差u的比值
2、定義式:,或者(比值定義)
3、物理意義:c是表示電容器容納電荷本領的物理量。
4、單位:在國際單位制中單位是法拉(f),1f=1c/v
1μf=10-6f, 1рf=10-12f
常見電容器,一般是幾十pf到幾千μf之間
模擬理解:
5、對電容的理解:
1、用比值法定義物理量的特點
2、與水容器對比理解
水容器h s v
電容器u c q
【例題1】乙個電容器,充電後所帶電荷量為q=4×10-6c的電荷量時,它的板間電勢差u=2v,由此可知,該電容器的電容是f。
如果再充進4×10-6c的電荷量,其電容為f。
如果用導線將電容器兩極相連,放電後,其電容為f。
學生活動:(略)
小結:c取決於電容器自身結構而與是否帶電無關。模擬:水桶的儲水能力在設計好後就確定了,與是否使用無關。
過渡:通過上面的學習我們知道電容是電容器儲存電荷本領的物理量,與u和q 都沒有關係,只與電容器的本身的構造有關。那麼和什麼因素有關?
有什麼知道呢?我們下面研究平行板電容器的電容與什麼因素有關
(三)研究影響平行板電容器電容大小的因素
1、提出課題:平行板電容器是最簡單,也是最基本的電容器,幾乎所有的電容器都是平行板電容器的變形,所以我們從研究平行板電容器入手,**決定其電容大小的因素。
問題:決定平行板電容器電容的那些因素從哪兒去找?
2、定性分析
①電容是表徵電容器容納電荷本領的物理量,因此它只與電容器自身的內部結構有關,與其它量(q、u)應該無關,環境因素也可不予考慮
②研究電容器內部的結構因素:
③方法分析:控制變數法
④實驗裝置分析:
3、實驗**
⑴改變平行板兩極板的距離d
現象:d↓ 偏角uc↑
d↑ 偏角uc↓
⑵改變平行板兩極板的正對面積s
現象:s↓ 偏角uc↓
s↑ 偏角uc↑
⑶兩極板間插入絕緣介質(保持q、s、d不變)
現象:插入電介質偏角↓ u↓ c↑
4、進一步的研究(引申)
以上實驗還只是定性分析,從理論角度進行定量研究,表明:
⑴當平行板電容器兩極板之間是真空時,
⑵當板間充滿同一種介質時,電容變大為真空時的倍,即
5、相對介電常數是乙個與電介質性質有關的常數(無單位)。 讀表1.8—1,空氣的近似為1(一般性研究中,空氣對c的影響可以忽略)(水指純淨水)
【例題2】平行板電容器的電容是比較少的,桌上的平行板電容器的電容,半徑約0.1m,試求其電容c的大小。
學生活動:(2.8pf)
問題:若要得到2μf的電容,每個極板的面積要做多大?(試與窗戶作個比較)
學生活動:(22.6m2,約10倍)
(四)常見的電容器介紹
1、從構造上看,可分為固定電容器和可變電容器
2、固定電容器根據材料不同,常見的有:
[, ]
[, ](電容比較大,有極性),符號:
3、可變電容器
符號: 演示:動片,定片
問題:試分析變容原理?
(五)小結:
電容器由兩片導體為極板,中間隔以電介質構成。
電容c是描述電容器容納電荷本領的物理量。
(六)鞏固練習與應用拓展
1、課堂練習:
如圖所示,給電容器充電,靜電計指標偏轉乙個角度。
以下情況中靜電計的指標偏角增大還是減小?
⑴把兩板間的距離減小;
⑵把兩板間的正對面積減小;
⑶在兩板間插入相對介電常數較大的電介質。
學生活動:(減小;增大;減小)
2、拓展應用:電容式感測器介紹
感測器是把非電物理量(如位移、速度、壓力、溫度、流量等)轉換成易於測量、傳輸、處理的電學量(如電壓、電流、電阻、電容等)的一種元件。非電物理量→→電學。
電容式感測器是常見的一種,試分析圖中的電容式感測器是測________的電容式感測器,原理是
(答案要點:測量壓力f。當待測壓力f作用於可動膜片電極上的時候,膜片發生形變,使極板間距離d發生變化,引起電容c發生變化.知道c的變化,就可以知道f的變化情況.)
(七)作業:
1、作業本相應的內容。
2、收集常見電容式感測器的資料,分析說明其工作原理。
電容器的電容教學設計
大城職教中心史萬查 一 教學目標 1 知識與技能 知道電容器的基本構造,了解電容器的充電 放電過程,認識常見的電容器。理解電容的物理意義,掌握電容的定義公式 單位,並能進行簡單的計算。知道平行板電容器的電容與哪些因素有關,會對平行板電容器電容變化問題進行。動態分析 2 能力目標 知道利用比值法定義物...
電容和電容器教案
開課教師開課班級課題教學目的 於峰學科物理開課時間2005.9.2高二 9 開課範圍課型新授課電容器 電容 1.知道什麼是電容器以及常用的電容器 2.知道電場能的概念,知道電容器充電和放電時能量的轉化 q3.理解電容器電容的概念及其定義c u,並能用來進行有關的計算 教學重點教學難點教學手段課堂引入...
電容器簡介
一 電容器的主要效能 電容器的電氣效能一般有四個主要引數,它們是 1 標稱電容量及偏差 某乙個電容器上標有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...