高中物理選修1-1《電容器》教案

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高中物理選修1-1《電容器》教案【一】
    教學(xué)準備
    教學(xué)目標
    【教學(xué)目標】
    1、知識與技能
    ⑴知道電容器的概念;了解常見電容器的外形、結(jié)構(gòu)和符號
    ⑵理解電容的意義,知道其單位,并會用電容定義式進行計算
    ⑶了解影響平行板電容器電容的相關(guān)因素及其電容的決定式。
    2、過程與方法
    通過實驗與觀察,了解電容器的構(gòu)造和特點,知道電容器的基本作用是儲存電荷。通過類比法理解電容器的電容概念。
    3、情感態(tài)度與價值觀
    滲透事物的本質(zhì)是有自身的因素即內(nèi)因決定,不由外因決定的觀點。
    教學(xué)重難點
    【教學(xué)重點】電容的概念
    【教學(xué)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探究。
    教學(xué)過程
    【教學(xué)過程】
    新課引入:感知電容器,電容器在我們當今生活中隨處可見,如電腦、電視機、收音機等幾乎所有用電器中都有電容器。以老師手上的電腦主板為例,看看哪些是電容器。
    (一) 電容器的結(jié)構(gòu)
    1、構(gòu)造:實際上,任何兩個彼此絕緣又相距很近的導(dǎo)體都可以看成一個電容器。
    問題討論:
    2、充電、放電
    演示:連接課本29頁的電路
    現(xiàn)象觀察:當接a時,G偏轉(zhuǎn)
    當接b時,G反偏轉(zhuǎn)
    充電時, 帶電量Q增加,板間電壓U增加,板間場強E增加, 電場能增加。
    放電時,帶電量Q減少,板間電壓U減小,板間 場強E減小, 電場能減小。
    (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(lǐng)是不同的,我們應(yīng)該用一個物理量表示電容器容納電荷的能力,這應(yīng)是一個怎樣的物理量呢?
    定性分析:對一個電容器來說,其儲電能力應(yīng)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(yīng)該是不變的。
    對電容概念的總結(jié):
    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(lǐng)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
    類比理解:
    C大,意味著U=1V時,容納的電荷量大,儲電本領(lǐng)強
    不同容器裝水,水深都是1㎝,S大的容器容納的水量多
    問題討論:
    ①S大,能裝水的總量就一定多嗎?(不一定,容器的高度h不同,V=Sh)
    ②C大,能儲存的電荷量就一定多嗎?(不一定,C能承受的最大電壓不同)
    (因此,C大,儲電本領(lǐng)大,是指相對于同一電勢差U而言;電容器能容納的電荷還跟它能承受的最大電壓有關(guān)。引出擊穿電壓、額定電壓的概念。)
    (三)影響平行板電容器電容大小的因素
    1、討論:C由Q、U決定嗎?
    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(zhì)時,電容變大為真空時的 倍,即
    (四)常見的電容器介紹
    1、從構(gòu)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(jù)材料不同,常見的有:
    聚苯乙烯電容器;陶瓷電容器
    電解電容器 (電容比較大,有極性),符號:
    3、可變電容器
    4、擊穿電壓
    額定電壓(工作電壓)~電容器的外殼有標注
    課堂練習1.對于一個確定的電容器的電容正確的理解是(  )
    A.電容與帶電量成正比
    B.電容與電勢差成反比
    C.電容器帶電量越大時,電容越大
    D.對確定的電容器,每板帶電量增加,兩板間電勢差必增加.
    2、兩個電容器電量之比為2:1,電壓之比為1:2,則它們的電容之比
    為 .
    3.(多選)下列哪些措施可以使電介質(zhì)為空氣的平行板電容器的電容變大些(  )
    A.使兩極板靠近些
    B.增大兩極板的正對面積
    C.把兩極板的距離拉開些
    D.在兩極板間放入云母
    4、如圖所示,先接通開關(guān)S使平行板電容器充電,然后斷開S,則當增大兩板間距離時,電容器所帶的電荷量Q,電容C,兩板間電壓U及兩板間電場強度E的變化情況為( )
    A.Q變小,C不變,U不變,E不變
    B.Q變小,C變小,U不變,E變小
    C.Q不變,C變小,U變大,E不變
    D.Q不變,C不變,U變小,E變小
    若開關(guān)S閉合后不斷開,則當增大兩板間距離時,電容器所帶的電荷量Q,電容C,兩板間電壓U及兩板間電場強度E的變化情況為( )
    課后小結(jié)
    小結(jié):
    一、常用電容器的構(gòu)造:極板、電介質(zhì)。
    電容器充放電過程。
    二、電容是表示電容器容納電荷本領(lǐng)的物理量,它取決于相對介電常數(shù)ε、正對面積S、極板間的距離d、
    三、電容器使用時注意不要超過額定電壓,防止被擊穿。
    高中物理選修1-1《電容器》教案【二】
    一、知識與技能:
    1、了解電容器的構(gòu)造和常用電容器。
    2、知道電容器充電和放電過程是能量轉(zhuǎn)化的過程。
    3、了解電容器的電容。
    二、過程與方法:
    經(jīng)歷影響平行板電容器電容因素的實驗探究過程,知道決定平行板電容器電容大小的因素
    三、情感態(tài)度與價值觀:
    培養(yǎng)學(xué)生熱愛科學(xué),積極探索的精神。
    四、重點和難點
    1、電容器的概念、定義式及影響平行板電容器電容因素。
    2、電容的定義和引入。
    3、對平行板電容器的動態(tài)分析。
    一、預(yù)習案
    一、請學(xué)生自主學(xué)習教材
    1、電容器(了解)
    構(gòu)造
    電容器的充電、放電
    2、電容(記憶)
    定義
    公式:
    單位:
    電容的物理意義
    3、平行板電容器的電容(記憶)
    平行板電容器的決定式:
    4、常用電容器(了解)
    二、探究案
    1、 對電容的理解
    甲同學(xué)說:“電容器帶電越多,電容越大,不帶電時,電容為零”.此說法對嗎?為什么?
    乙同學(xué)說:“電容器兩端電壓越大,電容越大,不加電壓時,電容為零”.此說法對嗎?為什么?
    丙同學(xué)說:“若A電容器帶電比B電容器帶電量多,則A的電容就比B的電容大”.此說法對嗎?為什么?
    丁同學(xué)說:“若A電容器兩端電壓比B電容器兩端電壓大,則A的電容就比B的電容大” 此說法對嗎?為什么?
    2、決定平行板電容器電容大小的因素
    (1)(詳參閱P30圖1.8-4)
    靜電計是在驗電器的基礎(chǔ)上制成的,用來測量電勢差.把它的金屬球與一個導(dǎo)體相連,把它的金屬外殼與另一個導(dǎo)體相連,從指針的偏轉(zhuǎn)角度可以量出兩個導(dǎo)體之間的電勢差U.
    (2)學(xué)生注意觀察現(xiàn)象并思考下列問題
    (a)保持Q和d不變, S越小,靜電計的偏轉(zhuǎn)角度如何變化?C=Q/U,電容C如何變化?
    (b)保持Q和S不變,d越大,靜電計的偏轉(zhuǎn)角度如何變化?C=Q/U,電容C如何變化?
    (c)保持Q、d、S都不變,在兩極板間插入電介質(zhì)板, 靜電計的偏轉(zhuǎn)角度如何變化?C=Q/U,電容C如何變化?
    (2)結(jié)論:
    平行板電容器的決定式:
    三、練習案
    1、對于一個電容器,下列說法中正確的是 ( ).
    A、電容器所帶的電量越多,電容越大
    B、電容器兩極板間的電勢差越大,電容越大
    C、電容器所帶的電量增加一倍,兩極板間的電勢差也增加一倍
    D、電容器兩極板間的電勢差減小到原來的1/2,它的電容也減小到原來的1/2
    2、一個電容器,帶了電量Q后,兩極板電勢差為U,若它帶的電量減少Q(mào)/2,則
    A.電容為原來的1/2,兩極板電壓不變
    B.電容為原來2倍,兩極板電壓不變
    C.電容不變,兩極板電壓是原來的1/2
    D.電容不變,兩極板電壓是原來的2倍
    3、將一個平行板電容器接上電源后再切斷電源 .然后使兩極板間的距離增大一些,則關(guān)于電容器兩極的電壓U和兩極間的場強E的變化,下列說法正確的是 ( )
    A.U增大,E增大, B.U增大,E不變C.U不變,E減小,D.U減小,E減小
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