《18电容器的电容》学案设计.docx

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《18电容器的电容》学案设计

《电容器的电容》学案设计

云南昭通市盐津县第三中学　蒋显翠

　　学时：

1学时

　　一、学习目标

　　1．知道什么是电容器，感知电容器的充、放电现象；

　　2．理解电容器的电容概念及其定义方法，掌握电容的定义公式、单位，并会用来进行有关的计算；

　　3．通过实验了解影响平行板电容器的电容与哪些因素有关，了解平行板电容器的电容公式，认识常见的电容器，知道改变平行板电容器的电容大小的方法；

　　4．会对平行板电容器问题的动态分析。

　　二、学习重难点

　　学习重点

　　电容的概念；

　　学习难点

　　电容的概念；影响平行板电容器电容大小的因素。

　　三、自主学习过程

　　目标一：

知道什么是电容器，认识常见的电容器，感知电容器的充、放电现象；

　　请你仔细阅读教材“电容器”的内容并观察拆开的一个电容器，完成以下问题：

　　1．构造：

两个相距很近的________中间夹上一层__________，就组成一个最简单的电容器，叫做___________。

实际上，任何两个彼此_________又_________的导体，都可以看成一个电容器。

　　请你观看PPT，认识充放电过程的特点。

　　2．充电：

把电容器的一个极板与电池组的正极相连，另一个极板与负极相连，两个极板就分别带上了________电荷，这个过程叫充电。

充电过程中由电源获得的__________储存在电容器中。

　　3．放电：

用__________把充电后的电容器的两极板接通，两极板上的电荷中和，电容器又不带电了，这个过程叫放电。

放电后，__________转化为其他形式的能量。

　　目标二：

理解电容器的电容概念及其定义方法，掌握电容的定义公式、单位，并会用来进行有关的计算；

　　请你仔细阅读教材“电容”的内容，完成以下问题：

　　1．定义：

一个电容器所带的___________与电容器两极间的_________的比值，叫做电容器的电容。

　　2．定义式：

C＝。

　　3．物理意义：

电容器的电容在数值上等于使两极板间的电势差为时电容器要带的电荷量，需要电荷量多，表示电容器的电容，电容是电容器的物理量。

　　4．单位：

国际单位制中，电容的单位是________，简称________，符号是________。

常用的单位还有________、________。

如果一个电容器带1C的电量时，两极板间的电势差是1V，这个电容器的电容就是______。

1uF=_____F；1PF=______F。

　　特别提醒：

电容器的电容大小是由本身的特性决定的，与极板间电压以及电容器带电多少，带不带电荷无关。

　　目标三：

通过实验了解影响平行板电容器的电容与哪些因素有关，了解平行板电容器的电容公式，认识常见的电容器，知道改变平行板电容器的电容大小的方法；

　　1．实验探究决定大小的因素

　　实验1：

保持极板上的电荷量Q不变，两极板间的距离d也不变，改变两个极板的正对面积S，观察得知两极板间电势差的变化，判断电容C与正对面积S的关系。

　　实验2：

保持Q、S不变，改变距离d，采用第一个的方法，判断C与d的关系。

　　实验3：

保持Q、S、d都不变，在两极板间插入电解质，判断电介质的存在对电容C的影响。

　　电容决定式：

。

（说明k、εr的物理意义）

　　2．请你仔细阅读教材“平行板电容器的电容”的内容，完成以下问题：

　　平行板电容器的电容表达式C=，式中各字母代表的物理量分别是；真空中的介电常数等于，所有介质的介电常数均1。

由静电计的指针偏转可推知两导体间的大小。

　　3．仔细阅读教材“常用电容器”的内容，完成以下问题：

　　电容器在我们当今生活中随处可见，如电脑、电视机、收音机等几乎所有用电器中都有电容器。

　　①常用的电容器，从构造上看，可分为和两类。

常用的固定电容器有______________和_________________。

　　②常见的固定电容器有和两种，其表示符号分别为和。

课本上所给出的可变电容器是利用____的改变来改变电容大小的，其表示符号为

　　③击穿电压是指。

电容器上标出的额定电压一般（填“大于”或“小于”）击穿电压。

　　目标四：

会对平行板电容器问题的动态分析。

　　抓住两个关键：

充电后与电源断开或始终与电源相连。

　　1．充电后与电源断开则带电量不变；2．始终与电源相连则两板间电压不变。

　　例：

一平行板电容器，两板之间的距离d和两板面积S都可以调节，电容器两板与电池相连接，以Q表示电容器的电荷量，E表示两极间的电场强度，则（）

　　A．当d增大、S不变时，Q减小，E减小

　　B．当S增大、d不变时，Q增大，E增大

　　C．当d减小、S增大时，Q增大、E增大

　　D．当S增大、d减小时，Q不变、E不变

　　四、课堂练习

　　在老师的引导下完成课本“问题与练习”1，2，3，4。

　　五、活学活用

　　1．如图1所示，在A板附近有一电子由静止开始向B板运动，则关于电子到达B板时的速率，下列解释正确的是（　　）

　　A．两板间距越大，加速的时间就越长，则获得的速率越大

　　B．两板间距越小，加速度就越大，则获得的速率越大

　　C．与两板间的距离无关，仅与加速电压U有关

　　D．以上解释都不正确

　　2．如图2所示，D是一只二极管，它的作用是只允许电流从a流向b，不允许电流从b流向a，平行板电容器AB内部原有电荷P处于静止状态，当两极板A和B的间距稍增大一些的瞬间（两极板仍平行），P的运动情况将是（　　）

　　A．仍静止不动

　　B．向下运动

　　C．向上运动

　　D．无法判断

　　3．如图3所示，一个平行板电容器，板间距离为d，当对其加上电压后，A、B两板的电势分别为＋φ和－φ，下述结论正确的是（　　）

　　A．电容器两极板间可形成匀强电场，电场强度大小为E＝

　　B．电容器两极板间各点的电势，有的相同，有的不同；有正的，有负的，有的为零

　　C．若只减小两极板间的距离d，该电容器的电容C要增大，极板上带的电荷量Q也会增加

　　D．若有一个电子水平射入两极板之间的电场，则电子的电势能一定会减小

　　4．如图4所示，两块较大的金属板A．B相距为d，平行放置并与一电源相连，S闭合后，两板间恰好有一质量为m、带电量为q的油滴处于静止状态，以下说法正确的是（　　）

　　A．若将S断开，则油滴将做自由落体运动，G表中无电流

　　B．若将A向左平移一小段位移，则油滴仍然静止，G表中有b→a的电流

　　C．若将A向上平移一小段位移，则油滴向下加速运动，G表中有b→a的电流

　　D．若将A向下平移一小段位移，则油滴向上加速运动，G表中有b→a的电流

　　5．静电计是在验电器的基础上制成的，用其指针张角的大小来定性显示其金属球与外壳之间的电势差大小．如图5所示，A、B平行板电容器的两个金属板，G为静电计。

开始时开关S闭合，静电计指针张开一定角度，为了使指针张开的角度增大些，下列采取的措施可行的是（　　）

　　A．断开开关S后，将A、B分开些

　　B．保持开关S闭合，将A、B两极板分开些

　　C．保持开关S闭合，将A、B两极板靠近些

　　D．保持开关S闭合，将变阻器滑动触头向右移动

　　6．竖直放置的一对平行金属板的左极板上用绝缘线悬挂了一个带正电的小球，将平行金属板按图6所示的电路图连接，稳定时绝缘线与左极板的夹角为θ。

当滑动变阻器R的滑片在a位置时，电流表的读数为I1，夹角为θ1；当滑片在b位置时，电流表的读数为I2，夹角为θ2，则（　　）

　　A．θ1<θ2，I1

　　B．θ1>θ2，I1>I2

　　C．θ1＝θ2，I1＝I2

　　Dθ1<θ2，I1＝I2。

　　7．给平行板电容器充电，断开电源后A极板带正电，B极板带负电。

板间一带电小球C用绝缘细线悬挂，如图7所示．小球静止时与竖直方向的夹角为θ，则（　　）

　　A．若将B极板向右平移稍许，电容器的电容将减小

　　B．若将B极板向下平移稍许，A、B两板间电势差将增大

　　C．若将B极板向上平移稍许，夹角θ将变大

　　D．轻轻将细线剪断，小球将做斜抛运动

　　8．如图8所示，图8水平放置的平行金属板a、b分别与电源的两极相连，带电液滴P在金属板a、b间保持静止，现设法使P固定，再使两金属板a、b分别绕中心点O、O′垂直于纸面的轴顺时针转相同的小角度α，然后释放P，则P在电场内将做（　　）

　　A．匀速直线运动

　　B．水平向右的匀加速直线运动

　　C．斜向右下方的匀加速直线运动

　　D．曲线运动

　　9．如图9所示，足够长的两平行金属板正对着竖直放置，它们通过导线与电源E、定值电阻R、开关S相连．闭合开关后，一个带电的液滴从两板上端的中点处无初速度释放，最终液滴落在某一金属板上。

下列说法中正确的是（　　）

　　A．液滴在两板间运动的轨迹是一条抛物线

　　B．电源电动势越大，液滴在板间运动的加速度越大

　　C．电源电动势越大，液滴在板间运动的时间越短

　　D．定值电阻的阻值越大，液滴在板间运动的时间越长

　　10．如图10所示，水平放置的两平行金属板a、b接在U＝4000V的直流电源上，两极板间距离为2cm，A极板接地，电场中a点距B极板1cm，b点和c点均距A极板0．5cm，求：

（1）a点的电场强度；

（2）a、c之间的电势差；（3）电子在b点的电势能；（4）电子从a点运动到c点，电场力做的功。

　　11．如图11所示，一平行板电容器水平放置，板间距离为d，上极板开有一小孔，质量均为m，带电荷量均为＋q的两个带电小球（视为质点），其间用长为L的绝缘轻杆相连，处于竖直状态，已知d＝2L，今使下端小球恰好位于小孔中，由静止释放，让两球竖直下落。

当下端的小球到达下极板时，速度刚好为零。

试求：

（1）两极板间匀强电场的电场强度；

（2）两球运动过程中的最大速度。

　　活学活用参考答案：

　　1．C

　　2．A

　　3．BCD

　　4．BC

　　5．A

　　6．D

　　7．ABC

　　8．C

　　9．BC

　　10．

（1）2×105V/m　

（2）－1000V　（3）1．6×10－16J（4）1．6×10－16J

　　11．

（1）

（2）