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電容器 電容
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(yǎng)學生的科學探究能力和抽象思維能力;
情感目標
注意培養(yǎng)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(jié)的內(nèi)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(xiàn)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(yǎng)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(jié)內(nèi)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(chǎn)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(xiàn),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(jié) 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?拷,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(chǎn)生放電火花并發(fā)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(shù),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 .
、俣x: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.
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、蹎挝唬悍ɡ‵)
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(xiàn)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.
。╨)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:
、 ,( 、 不變)
、 ,( 、 不變)
、蹆蓸O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(shù),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(yè)
五、教師總結