《电容器和电容》
课题
电容器的电容
课型
新授课
教学目标
1.掌握库仑定律,要求知道点电荷的概念,理解库仑定律的含义及其表达公式,知道静电力常量。2.会用库仑定律的公式进行有关的计算。3.知道库仑扭秤的实验原理。
重点
库仑定律和库仑力
难点
库仑定律的实验探究
教法及教具
自主探究、交流讨论、自主归纳
教学过程教学过程
教
学
内
容
个案调整
教师主导活动
学生主体活动
【自学指导】：阅读教材中“平行板电容器的电容”部分的内容,回答学案上的问题
任务一
自学导引：一、平行板电容器问题1：影响平行板电容器电容的因素有哪些？他们之间的关系如何？问题2：平行板电容器间的电场具有什么样的特点？二、常见的电容器任务二
自主探究：一、探究影响平行板电容器电容的因素问题:阅读教材中“平行板电容器的电容”部分的内容,回答下列问题。在研究“影响平行板电容器电容的因素”实验中是否直接测量了两板间的电势差U 本实验通过观察什么来比较电势差的变化 本实验并没有直接定量计算电容器的电容C,实验中又是如何知道电容C的变化的 (3)电容器的电容与多个因素有关,实验中如何研究各个因素单独对电容的影响 本实验能否得出各个因素对电容的定量影响 二、电容概念的建立(1)阅读教材中的相关内容,将电容器与教材图1.8-3(不同容器,使其中的水位升高1
cm,所需的水量是不同的)中盛水容器进行类比,说说你对电容器电容的理解,归纳总结电容器电容的物理意义,写出电容的单位及它们之间的换算关系。电容的定义式为C=错误！未找到引用源。,怎样理解这三个量之间的关系 某一电容器的错误！未找到引用源。是否变化 为什么电容的定义式又可写作C=错误！未找到引用源。 (3)阅读教材中的相关内容,谈一谈电容器使用过程中需要注意的问题。击穿电压是不是额定电压 如图所示的电容器的电容是多少 图中的电压值是指什么电压 三、两类问题的讨论1、如图所示，平行板电容器的两极板始终与电源相连，如果增大板间距离
d，则电容器的电压
U，电量
q
及板间场强
E
如何变化？2、如图所示，电容器充电后与电源断开，增大板间距离
d，则电容器的电荷量
Q，板间电压
U，及板间场强
E
如何变化？任务三
自我展示：1．关于电容器的充放电，下列说法中正确的是
(
)A．充放电过程中外电路有瞬间电流B．充放电过程中外电路有恒定电流C．充电过程中电源提供的电能全部转化为内能D．放电过程中电容器中的电场能逐渐减小2．一平行板电容器始终与电池相连，现将一块均匀的电介质板插进电容器恰好充满两极板间的空间，与未插电介质时相比
(
)．A．电容器所带的电荷量增大
B．电容器的电容增大C．两极板间各处电场强度减小
D．两极板间的电势差减小3．下列关于电容器的说法中，正确的是
(
)．A．电容越大的电容器，带电荷量也一定越多B．电容器不带电时，其电容为零C．由C＝Q／U可知，C不变时，只要Q不断增加，则U可无限制地增大D．电容器的电容跟它是否带电无关4、对电容器C＝Q／U，以下说法正确的是
(
)．A．电容器充电量越大，电容增加越大B．电容器的电容跟它两极所加电压成反比C．电容器的电容越大，所带电量就越多D．对于确定的电容器，它所充的电量跟它两极板间所加电压的比值保持不变任务四、课堂小结让学生概括总结本节的内容。
【学法指导】 阅读教材认真完成导学案，疑难问题用红笔标出，组内讨论完成 【展示】：阅读课本，思考问题，学生代表发表见解
板书设计（用案人完成）
课外作业
教学后记《电容器和电容》
教学目标：
（一）知识与技能
1、知道什么是电容器及常见的电容器；
2、知道电场能的概念，知道电容器充电和放电时的能量转换；
3、理解电容器电容的概念及定义式，并能用来进行有关的计算；
4、知道平行板电容器的电容与哪些因素有关，有什么关系；掌握平行板电容器的决定式并能运用其讨论有关问题。
（二）过程与方法
结合实物观察与演示，在计算过程中理解掌握电容器的相关概念、性质。
（三）情感态度与价值观
体会电容器在实际生活中的广泛应用，培养学生探究新事物的兴趣。
教学重点：掌握电容器的概念、定义式及平行板电容器的电容。
教学难点：电容器的电容的计算与应用
教学用具：常见的电容器示教板,带电羽的平行板电容器,静电计,介质板,感应起电机,电线
教学过程：
（一）复习前面相关知识
要点：场强、电势能、电势、电势差等。
（二）新课教学
展示各种电容器.并做解释:这是一种能容纳电荷的容器,今天我们来学习它——电容器以及描述它容纳电荷本领的物理量——电容
电容器
构造：任何两个彼此绝缘又相隔很近的导体都可以看成一个电容器。
电容器的充电、放电
操作：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，
两个极板上就分别带上了等量的异种电荷。这个过程叫做充电。
现象：从灵敏电流计可以观察到短暂的充电电流。充电后,切断与电源的连线,两个极板间有电场存在,充电过程中由电源获得的电能贮存在电场中,称为电场能.
操作:把充电后的电容器的两个极板接通,两极板上的电荷互相中和,电容器就不带电了,这个过程叫放电.
现象:从灵敏电流计可以观察到短暂的放电电流.放电后,两极板间不存在电场,电场能转化为其他形式的能量.
提问:电容器在充、放电的过程中的能量转化关系是什么 待学生讨论后总结如下:
【板书】
充电——带电量Q增加,板间电压U增加,板间场强E增加,
电能转化为电场能
放电——带电量Q减少,板间电压U减少,板间场强E减少,电场能转化为电能
2、电容
与水容器类比后得出。说明：对于给定电容器，相当于给定柱形水容器，C（类比于横截面积）不变。这是量度式，不是关系式。在C一定情况下，Q=CU，Q正比于U。
定义：电容器所带的电量Q与电容器两极板间的电势差U的比值，叫做电容器的电容。
公式：
单位：法拉（F）还有微法（F）和皮法（pF）
1F=10-6F=10-12pF
（4）
电容的物理意义:电容是表示电容器容纳电荷本领的物理量，是由电容器本身的性质（由导体大小、形状、相对位置及电介质）决定的,与电容器是不是带电无关.
3、平行板电容器的电容
（1）演示：感应起电机给静电计带电（详参阅P29图1.7-4）
说明:静电计是在验电器的基础上制成的,用来测量电势差.把它的金属球与一个导体相连,把它的金属外壳与另一个导体相连,从指针的偏转角度可以量出两个导体之间的电势差U.
现象:可以看到:
保持Q和d不变，
S越小,静电计的偏转角度越大,
U越大,电容C越小；
保持Q和S不变，d越大，偏转角度越小，C越小.
保持Q、d、S都不变,在两极板间插入电介质板,静电计的偏转角度并且减
小,电势差U越小电容C增大.
（2）结论:平行板电容器的电容C与介电常数ε成正比,跟正对面积S成正比,跟极板间的距离d成反比.
平行板电容器的决定式：真空
介质
4、常用电容器（结合课本介绍P30）
小结：对本节内容要点进行概括
作业：1、引导学生完成问题与练习。
2、阅读教材内容。《电容器和电容》
课
题
电容器和电容
课
型
习题课
教学目标
（一）知识与技能1、理解电容的定义式和决定式的涵义和注意事项2、灵活解决动态平衡问题（二）过程与方法能通过复习巩固与随堂练习巩固各个公式的适用条件、物理量的物理意义和典型题型，掌握分析方法（三）情感态度与价值观培养科学分析、解决问题的习惯。
个性化教案
重点和难点
熟练应用公式要点分析相关题型
教学手段
多媒体教学课件
板书
教学方法
探究、师生互动、小组合作
一．典型例题解析 【例1】有一个电容器原来已带电，如果使它的电量增加4×10-8C，两极板间的电势差增加20V，这个电容器的电容为多大？点拨：电容器的电容C与带电量Q和两极板间的电势差U都无关，由电容器本身的特性决定，而其电量与两极板间电势差成正比．因此，【例2】
平行板电容器的电容，在下述几种情况下，怎样变化？(1)两板正对面积减少一半；(2)两板间的距离缩短一半；(3)极板上的电量增加一倍；(4)加在两板间的电压降低一半；(5)把空气电容器浸在油里；(6)两板带电的种类互换．解析：(1)平行板电容器的电容跟两板的正对面积成正比，正对面积减少一半时，它的电容也减少一半．(2)平行板电容器的电容跟两板间的距离成正比，两板间距离缩短一半时，它的电容将增大一倍．(3)电容器的电容跟它所带电量的多少无关．因此，极板上的电量虽然增加一倍，但它的电容不变；(4)电容器的电容跟两极板间电压的大小无关，两极板的电压虽然降低一半，但它的电容不变．(5)平行板电容器的电容跟介电常数成正比，油的介电常数比空气的介电常数大．因此，把空气电容器浸在油里，它的电容将增大．(6)电容器的电容跟它所带电量无关，两板带电的种类互换后，它的电容不变．点拨：弄清平行板电容器的电容与哪些因素有关，有什么关系，与哪些因素无关．是回答电容器电容如何变化这类问题的关键．【例3】一平行板电容器，充电后与电源断开，负极板接地，在两极板间有一正电荷，电量足够小，固定在P点．如图14－96所示，以E表示两极板间的场强，U表示电容器的电压，ε表示正电荷在P点的电势能，若保持负极板不动，将正极板移到图中虚线位置，则：[
]A．U变小，ε不变B．E变大，ε变大C．U变大，ε不变D．U不变，ε不变点拨：电容器充电后与电源断开，极板上电量将不变，利用前面问题讨论中的结论易分析得出结果．参考答案：C【例4】如图14－97所示，平行金属板A、B组成的电容器，充电后与静电计相连，要使静电计指针张角变大，下列措施中可行的是[
]A．将A板向上移动B．将B板向右移动C．使A、B之间充满电介质D．使A板放走部分电荷点拨：静电计指针偏角大小反映电容器两极板间的电势差大小，要使静电计指针张角变大，就得分析哪些方法使A、B间电势差变大的．参考答案：AB【例5】一个平行板电容器，使它每板电量从Q1=30×10-6C增加到Q2=36×10-6C时，两板间的电势差从U1=10V增加到U2=12V，这个电容器的电容量多大？如要使两极电势差从10V降为U2'=6V，则每板需减少多少电量． [分析]
直接根据电容的定义即可计算． [解]
电量的增加量和电势差的增加量分别为△Q=Q2—Q1=36×10-6C—30×10-6C=6×10-6C，△U=U2－U1=12V－10V=2V． 根据电容的定义，它等于每增加
1V电势差所需增加的电量，即 要求两极板间电势差降为6V，则每板应减少的电量为 △Q′=C△U′=3×10-6×（10—6）C=12×10-6C． [说明]
（1）电势差降为
6V时，每板的带电量为 Q′2=Q1－△Q′=
30×10-6C－12×10-6C=18×10-6C． （2）由题中数据可知，电容器每板带电量与两板间电势差的比恒定，即 【例6】
一平行板电容器的电容量为C，充电后与电源断开，此时板上带电量为Q，两板间电势差为U，板间场强为E．现保持间距不变使两板错开一半（图1），则下列各量的变化是：电容量C′=______，带电量Q′=______，电势差U′=______，板间场强E′______． [分析]
电容器的电容量由板间介质特性及几何尺寸决定．介质与间距不变，正对面积减为原来的一半，电容量也减为原来的一半，即
切断电源后，板上电量不变，Q′=Q． 由电容定义得两板间电势差 根据电势差与场强的关系，得板间场强 [说明]
板上电量不变，错开后的正对面积变小，板上相对部分电荷的密度增加，即板间电场线变密，如图2所示，分析平行板电容器的问题中，借助电场线，可得到形象化的启发．二．随堂训练1．要使平行板电容器两极板间的电势差加倍，同时极板间的场强减半，可采用[
]A．两板电量加倍，距离为原来的4倍B．两板电量加倍，距离为原来的2倍C．两板电量减半，距离为原来的4倍D．两板电量减半，距离为原来的2倍2．如图14－98所示，对于给定的电容器在描述其电量Q、电压U、电容C之间关系的四个图中，正确的是[
]3．一个空气平行板电容器，极板间正对面积为S，板间距为d，充以电量Q后两板间电压为U，为使电容器的电容加倍，可采用的办法有[
]A．将电压变为U/2B．将电量变为2QC．将极板正对面积变为2SD．两板间充入介电常数为2的电介质4．如图14－99所示，A板带电量为3×10-8C，电势为300V，两板间距4cm，问：B板带多少电量？电容器电容多大？两板间的电场强度多大？参考答案 1．C
2．BD
3．CD
4．－3×10-8C
3×10-10F7.5×103V/m
