http://zhjyx.hfjy.net.cn/Resource/GZ/GZWL/JAJC/G2/tbjx0213zw_0006.htm
第四节 电容器 电容
一、素质教育目标
（一）知识教学点
1．了解电容器概念及基本作用。
2．了解电容器的结构，了解常用电容器种类。
（二）能力训练点
了解类比法研究问题的科学研究方法，培养学生的实验观察能力和抽象思维能力。
（三）德育渗透点
电容器两极带等量异种电荷，让学生体会物理学中的对称美。
二、重点、难点、疑点及解决办法
1．重点
电容的概念，影响电容大小的因素
2．难点
电容的概念，电容器的电量与电压的关系，电容的充、放电
3．疑点
两极间电势差增加1伏所需电量的多少是衡量电容器电容大小的标志。
4．解决办法
用充了电的电容器短路放电产生白炽的火花使学生感受到电容器有“容纳（储存）电荷”的功能。为使学生理解充、放电的抽象过程。用自制的充放电的电路中的示教电流表显示充、放电过程，为使学生理解电容器电量与电压的抽象关系，不同电压、不同电容的电容器充电再放电时的声音与亮光形象的展示这一抽象关系。运用演示实验讲授这一课，可取得较好的教学效果；若只停留在理论上和抽象的论证，学生是难以理解和接受的。
三、课时安排
1课时
四、教具准备
“25V 4700μF”电容1只，“25V 1000μF”电容1只，电路示教板，J0401型演示用电表，电池1.5V 3只，不同类型的电容器若干只。
五、学生活动设计
1．学生动手拆解电容器，了解电容器结构。
2．对电容器进行充放电演示，观察思考、归纳电容器电量与电压的关系。
六、教学步骤
（一）明确目标
本课教学使学生对电容器结构有所了解，了解电容器的作用是储存电荷，通过类比的方法理解电容的含义。
（二）整体感知
“电容器、电容”这一节内容，是后面学习LC振荡电路的必备知识，是进一步学习交流电路和电子线路的基础，关于电容器的知识，大多数学生都很陌生，而电容器的充电、放电和电容概念，既重要又非常抽象，是高中物理教学难点之一。运用演示实验讲授这一课，使“电容”这一抽象概念变得直观、具体，学生易于理解和接受，学生的观察能力和抽象思维能力也得到了培养和提高。
（三）重点、难点的学习与目标完成过程
1．复习、演示，引入新课
两块相互靠近，平行放置的金属板，如果分别带上等量异种电荷，它们之间有没有电场？（同时板画）
两金属板间有没有电势差？
教师归纳小结
由此可见，相互靠近的两金属板构成的装置具有储存电荷的作用，或者说它可以容纳电荷，而两板所带正、负电荷越多，板间电场就越强，两板间的电势差就越大（稍作解释）。
那么有什么方法可以使两金属板带上正、负电荷呢？
将两金属极分别按到电源的正、负两板上（同时画出电路）
将“25v 4700μF”电容器（出示实物）充以16V电压，然后短路放电产生白炽的火花，并发出较大的声响。（激发学生学习本节兴趣）然后教师明确告诉学生“电容器可以容纳电荷”。
如何解释这一现象呢？（学生疑惑）现在我们来学习有关电容器的知识。（板书课题）
2．新课教学
（1）电容器
（出示收音机电路板，让学生认识电容器。）
电容器是电气设备中的一种重要元件，在电子技术、电工技术中有很重要的应用。收音机、电视机、充电器、电风扇、日光灯等电器中有广泛的应用。（引起学生对电容器学习的重视）
①电容器的构成
在两个相互靠近的导体中间夹上一层绝缘物质（也叫电介质）就是一个电容器。这两个导体叫做电容器的两个极。
教师出示平行板电容器、纸介电容器（展开），介绍它们的内部结构，并指出平行板电容器是最简单的电容器，再介绍一般电容器的符号
②电容器的充电、放电
使电容器带电叫做充电，把电容器的一个极板接电池组的正极，另一个极板接电池组的负极，两个极板分别带上了等量的异种电荷，电容器的一个极板上所带电量的绝对值叫做电容器所带的电量，充了电的电容器的两极板之间有电场。两板之间有电势差（电压）
使充电后的电容器失去电荷叫做放电，用一根导线把电容器的两极接通，两极上的电荷互相中和，电容器就不带电了，放了电后两极之间不再存在电场，也没有电势差。
用发电机使莱顿瓶充电，然后用放电叉使莱顿瓶放电，可产生强烈的电火花，并告诉学生莱顿瓶就是电容器，它是最早在荷兰的莱顿城制成的。
用4.5V电池组给200μF的电解电容器充电（如下图），电路中G为J0401型演示电表的G档，并联电阻R1=300Ω，对电表起阻尼作用，避免电表表针的固有振动造成假象，串联电阻R2=5kΩ做限流保护作用，当单刀双掷开关K与a点接通的瞬间，G指针偏转，让学生注意观察充电过程中电流表指针的偏转情况，说明充电过程中有瞬时的充电电流通过，显示出充电电流的方向，并看到充电电流逐渐减少至零，充电完毕电容器两极间电势差等于电流两极间的电压。然后将K接b，又可看到放电电流方向和充电电流相反并且电流也逐渐减少到零。（以上装置可安装在自制示教电路板上）
演示完毕后，教师要讲解充、放电过程电荷移动，电场、电势差的变化。（如下图）
（2）电容
电容器充电后的带电量跟两极板间电势差有什么关系？（学生疑惑，思考片刻）我们用实验来分析。
分别用8V、12V、16V电源给“25V 4700μF”电容器充电，再放电，观察放电的火花与声响（增加学生感性认识）。
结果
“25V 4700μF”充8V，放电产生桔红色火星，几乎无声音。
充12V，放电产生白色炽光，有声音。
充16V，放电产生更强的白炽火花，很大声音。
由此可知，电容器充电后的带电量Q，是跟它的两极间的电势差（电压）有关的。两极间电势差随所带电量的增加而增加。
用不同电容器重做上述实验，又如何？
用16V电源分别给“25V 4700μF”和“25V 1000μF”的电容器充电，再放电。
结果
“25V 4700μF”放电产生白炽的火花放电
“25V 1000μF”放电产生桔红色的火星放电
由此可知，不同的电容器，电势差增加1V所需要增加的电量是不同的。
师生总结实验结果
同一电容器，两极间电势差随所带电量的增加而增加，对不同的电容器，电势差增加1V所需要增加的电量是不同的。
为了表示这种特征，我们把使电容器的两极间的电势差增加1V所需的电量，叫做电容器的电容。
两极板间的电势差增加1伏所需的电量多，电容器的电容大。所需电量少，电容器的电容小。因此，电容是表征电容器容纳电荷的本领大小的物理量。
这种情形相当于直筒容器容纳水的情形，以下两个不同的容器，要使水面升高1cm所需的水量不同，乙容器比甲容器所需要的水量多，说明了乙容器容纳水的本领比甲容器大。（类比法）
电容的符号是C，国际单位制里电容的单位是法拉，简称法，符号是F
教师说明法的含义，再介绍较小的单位微法、皮法。
1μF=10-6F 1pF=10-6μF=10-12F
电容是表征电容器容纳电荷特性的物理量，它的大小是由电容器的本身结构决定的（如装水容器的装水本领由容器本身结构决定一样）电容器的电容跟两极板的正对面积、两极板的距离以及两极板间的电介质都有关系，增大两极板正对的面积，电容就增大。减少极板间距离，电容也增大。
知道了影响电容大小的因素，就可制成各种不同的电容器。
（3）常用电容器
固定电容器（纸介质、电解、陶瓷、云母电容器）
可变电容器
出示各种电容器，讲解电解电容器的极性，可变电容器的定片、动片及改变电容大小的原理，介绍常用电容器的符号。
（四）总结、扩展
1．电容器的结构。
2．电容器的充、放电。
3．电容的概念及单位，影响电容大小的因素。
4．常用电容器。
七、布置作业
1．某电容器一个极板上带电量1.0×10-5C，两板电压增加1V，则此电容器电容为______F，相当于_______μF，若将其充电量加倍，则电容为______μF．两极电压为______V
2．下面关于电容器和电容的说法，正确的是
A．电容器的电容越大，表明它带电越多。
B．电容器的电容越大，表明它两极电压是1V时带电越多，因此贮存电荷的本领越大。
C．对某电容器来说，充电电压越高（只要不超过允许电压），则电容器带的电就越多。
3．可变电容器是利用______改变来改变电容大小的。
八、板书设计
第四节 电容器 电容
1．电容器
电容器可以容纳电荷
（1）电容器的构成
在两个靠的很近的导体中间夹上一层绝缘物质（电介质）
（2）电容器的充、放电
2．电客
电容器的两极板间的电势差增加1V所需的电量，叫做电容器的电容
1μF=10-6F
1pF=10-6μF=10-12F
影响电容的大小的因素
增大两极板正对面积，电容增大。减少两板间距离，电容也增大。
电介质会影响电容大小。
3．常用电容器。
电容器? 平行板电容器
一、教学目标
1．掌握平行板电容器的电容；
2．掌握影响平行板电容器电容的因素；
3．认识一些常用电容器；
4．结合匀强电场有关知识，研究平行板电容器极板间电场及电场源关系。
二、重点、难点分析
1．平行板电容器的电容和影响电容的因素是教学中的重点。
2．学生不常接触电容器，缺少实际知识，在接受本节课讲授内容时有一定困难，如何帮助学生在理解基础上分析解决问题是教学中的难点。
三、教具
静电计，带绝缘支架的导体圆板（两个），起电机，电介质板（泡沫塑料板），示教用各种电容器。验电器（一个），验电球。
四、主要教学过程
（一）引入新课
由上节课问题，靠近带电物体A的导体（B接地）上带有感应电荷。整个装置具有储存电荷的功能。我们称这种装置为电容器。
（二）教学过程设计
1．电容器
（1）构成：任何两个彼此绝缘、相互靠近的导体可组成一个电容器，贮藏电量和能量。两个导体称为电容的两极。
欲使电容器储存电荷，首先应对电容充电，充电后还能放电。
（2）充放电
①充电：使电容器两极带异号电荷的过程。
实验1
利用起电机对相对放置的平行金属板构成的电容器充电。
把金属板与起电机断开，用验电球C与A板接触后再与验电器金属球D接触，金属箔逐渐张开。可知A板上带有电荷。然后，放掉C上多余电荷，让C与B接触后再与D接触，可见原来张开的金属箔逐渐闭合，可知A、B带异号电荷。
分析：起电机两极带电荷后，电势在带正电荷一极较高，负电荷一极较低，与电容器两极接触时，由于起电机两极与电容器两极不等势，将发生电荷定向移动，引起电荷重新分布，直至起电机两极与电容器两极达到静电平衡状态为止。这时电容器两极与起电机两极分别等势，从而电容器两极间电势差等于起电机两极电势差。同样，也可用电源（电池）对电容器充电，与正极相连的电容器极板带正电荷，与负极相连带负电荷。
②放电：使电容器两极失去所带电荷。
可用导线直接连接电容器两极，让两极板上正负电荷发生中和。
实验2
先用起电机对AB板充电，然后用导线连接A、B板，用验电球和验电器检验A、B板上有无电荷。
电容器容纳电荷多少与什么有关？
引导学生分析：两极板积累异号电荷越多，其中带正电荷一极电势越高，带负电荷一极电势越低，从而电势差越大。
可类比于水容器（柱形），Q电量类比于水体积，电势差U类比于水深，U越大，Q越大，水体积与水深度比值为横截面积不变。理论上
（3）电容
①定义：电容是描述电容器容纳电量特性的物理量。它的大小可用电容器一极的带电量与两极板电势差之比来量度。
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。
③单位：法拉（F）???????????? 1F=1C/V
常用单位有微法（μF），皮法（pF）?????????????????? 1F=106μF=1012pF
2．平行板电容器电容
电容器中具有代表性的一种。
（1）构成：两块平行相互绝缘金属板。
构成里可强调一下：①两极间距d；②两极正对面积S。
描述一对平行板的几何特性。
注意说明，两板所带电量应是等量异号的（前面实验已证明）。
（3）影响平行板电容器电容的因素：
实验3
先说明静电计的作用：指针偏角越大，指针与壳间电势差越大。
充电完毕后，断开极板A、B与起电机连线，Q不变，改变A、B极板间距离，可见板间距增大时，静电计指针偏角变大，板间距减小时，静电计指针偏角减小。
实验4? 改变AB两板正对面积S
可观察到S增大时，指针偏角变小；
S减小时，指针偏角变大。
②理论和实验可精确证明：C∝S
实验5
固定A、B位置不变，把电介质板插入，可观察到电介质板进入过程中，静电计指针偏角变小。
电介质一般指绝缘物质，无自由电荷，电荷可在平衡位置附近做微小振动。当绝缘物质处于外加电场中时，这些电荷受力，其分布将发生一定的变化，在靠近正极板表面上出现负电荷，在靠近负极板表面上出现正电荷。这些电荷不是自由电荷，而是被束缚在电介质上，不能自由移动。这些束缚电荷使板间电场削弱，两板间电势差U降低，从而使静电计指针偏角减小。
③两极板间插入电介质时比不插入电介质时电容大。
这里也可以用能的观点加以分析：电介质板插入过程中，由于束缚电荷与极板上电荷相互吸引力做功，电势能减少，故电势差降低。
（4）平行板电容器内电场：
实验6? （建议）在一块金属板上固定一些细尼龙丝，把两金属板平行正对放置，并用起电机使两板带电，可见尼龙丝几乎垂直于板且相互平行地立起来。从细尼龙丝的分布情况，可看出板间电场的特点。
①板间电场可看作匀强电场：E=U／d
U为两板间电势差，d为两板间距。
②场源关系
Q不变，板间电场强度E与板间距无关。
U不变，电容器始终与电源两极相连，E与d成反比，Q=CU，Q与d也成反比。
3．常见电容器展示，介绍纸介电容器、可变电容器与平行板电容器的联系。
（三）复习巩固
已知电源电动势E，电容器电容C，电阻为R，开关S闭合对C充电至稳定状态。
问：有多少电量通过R？（εC）
保持开关S闭合，把电容器两极板间距变为原来的一半，这一过程中，又有多少电量通过R？（εC）
?
课件29张PPT。1.4 电容器
一、电震实验1748年的一个晴朗的日子，在巴黎圣母院前广场有一场大型“魔术” 表演，观众是法国国王路易十五的王室成员和王公大臣们。一、电震实验二、电容器
1、概念:“莱顿瓶”是最早出现的电容器.电容器是储存 电荷的装置.
2、定义:任何两个彼此绝缘又相互靠近的导体,例如
两个正对的平行金属板中间夹上一层绝缘物质，
就构成电容器.这两个导体称为电容器的电极。
中间夹的绝缘物质称为电介质.3、电路图符号：如下图:观察纸介电容器的构造该元件有两片锡箔（导体），中间是一层薄纸。4、电容器的充放电过程：
（1）充电：
使电容器带上电荷的过程
充电时两个极板总是带等量的异种电荷，与电源正极相连的极板带正电
每个极板带电量的绝对值叫做电容器的带电量Q
（2）放电：
使电容器失去电荷的过程
将两个极板直接相连。5、电容器的充放电举例6、认识常用电容器
6、认识常用电容器
1、固定电容器：电容固定不变
聚苯乙烯电容器
电解电容器 ：
正负极不能接反，不能接交流电
2、可变电容器
通过改变两极间的正对面积或距离来改变电容6、认识常用电容器6、认识常用电容器举例：圆柱型水杯容器的储水问题:hhABC1.水位每升高h，试比较A、B、C的储水量2.哪个储水本领大？如何反映其储水本领？三.电容器电容怎样表示或描述电容器的电容的大小呢？思考与讨论电容器储存电荷的本领如何表征呢？三.电容器电容 1、概念：电容器带电时，两个极板间有电压。在一定的电压下，不同电容器的极板上储存的电荷有多有少，也就是电容器的电容有大有小。
3、物理意义：电容是一个
反映电容器容纳电荷本领大小的物理量。
4、单位：国际单位制：
法拉——法（F） 1F=1C / V
常用单位：
微法（μF);皮法（pF)
1F=106μF=1012pF
电容的大小由电容器本身决定，与哪些因素有关？三.平行板电容器的电容大小三.平行板电容器的电容大小计算公式:1. 电量Q、正对面积S保持不变时，距离d越大，C越小2.电量Q、距离d 保持不变时， 正对面积S越大，C越大3.电量Q、距离d、正对面积S保持不变时， 插入介质，电容C变化实验
结论五、电容器使用时应注意的问题1、电容器的击穿电压：
加在电容器两极板上的电压不能超过某一限度，超过这个限度，电介质将被击穿，电容器损坏，这个极限电压称为击穿电压。
2、电容器的额定电压：
电容器正常工作时的最大电压
额定电压低于击穿电压
3、注意电解电容器的极性。还有C的大小。课堂训练2、平行板电容器充电后，与电池两极断开连接，当两极板间的距离减小时（ ）
A．电容器的电容C变大
B．电容器极板的带电量Q变大
C．电容器两极间的电势差U变大
D．电容器两极板间的电场强度E不变AD小 结一、电容器
1、任何两个彼此绝缘又相互靠近的导体都可以构成电容器。2、 电容器的充电：电容器与电源相连，电源能量→电场能
电容器的放电：电容器与导线相连，电场能→其他形式能二、电容
1、定义: C与Q、U无关
2、单位：法拉F 。 1F=106μF=1012pF三、平行板电容器的电容大小
S大，C大；d大，C小
课堂训练 某一电容器，当所带电量为4×10-6C，两极板间的电势差为20v，它的电容为2×10-5F问：
（1）当所带电量减半时，电容器的电容为多少
（2）如果电容器不带电呢？仍为2×10-5F依然为2×10-5F2.两个平行金属板夹上一层绝缘物质能否构成一个电容器?1.相邻两个同学能否构成电容器？思考题能能课堂练习和课外作业课堂练习：
P15 问题与练习 2、 3、4
课外作业：
物理作业本 P6基础训练1-8题选修1-1 第一章 电场 电流问题与练习四 电容器
1．略
2．答：“．02”代表该电容器的电容为:
0 ．02μF=2×10-8F。
“．01” 代表该电容器的电容为:
0 ．01μF=10-8F。
50μF=5×10-5F。
3．略
4．略练习1、对电容C=Q/U下列说法，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 D2、关于电容器和电容的概念下列说法正确的是
A．任何两个彼此绝缘又互相靠近的导体都可以看成是一个电容器
B．用电源对平板电容器充电后，两极板一定带有等量异种电荷
C．某一电容器带电量越多，它的电容量就越大
D．某一电容器两板间的电压越高，它的电容就越大 AB
