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2019-2020年新課標魯科版3-1 選修三2.4《電容器 電容》 WORD教案2 【教學目的】 1、解電容器的構造、種類（以及*電路圖符號） 2、理解電容器在電路中的基本工作——充電和放電；了解電容器在技術上應用的實例。 3、知道電容的物理意義，了解影響電容的因素，了解影響平行板電容器電容的大小的因素，了解電容器的工作電壓和擊穿電壓的意義。 【教學重點】 了解電容器的構造、理解電容器在電路中的充電和放電、掌握電容的概念 【教學難點】 掌握電容的概念 【教學媒體】 1、 實驗器材：各種電容器若干；拆好的紙制電容器（分組）；電容器展示板 2、 課件：電容器充放電過程的FLASH 【教學安排】 【新課導入】 直接導入：電容器是電氣設備中的一種很重要的元件，在電子技術和電工技術中有很重要的應用，例如在洗衣機、電風扇、電視機中都有電容器。今天我們就來一起認識電容器。 【新課內容】 1. 認識電容器： （1） 外形和構造——展示各種電容器，體會電容器的大小、外形有巨大的差別。 請同學們拿出拆好的紙質電容，觀察它的內部構造并說出看到的情況。 ——電容器有兩片錫箔（導體），中間用紙（絕緣體）隔開，每片錫箔引出一個電極。 實際上，任何兩個彼此絕緣又相互靠近的導體都可以看成一個電容器。 板書：1、電容器：任何兩個彼此絕緣又相互靠近的導體都可以看成一個電容器。 ①主要構造：兩個金屬極板各引出一條導線，中間夾有絕緣介質。 （2）種類：邊板書邊介紹：2、按絕緣介質分，有：云母電容器、陶瓷電容器、紙質電容器、電解電容器（用鋁箔做陰極，氧化膜做絕緣介質，浸過電液的紙做陽極——分陰陽，所以只能單向導電）；按兩極板間距離或兩極板間的正對面積是否可調，可分為：固定電容器、可變電容器、半可變電容器；它們的符號如右圖所示 （2） 電容器的工作方式：FLASH演示：當原本不帶電的電容器的兩個極板與電源的正負極相連時，電路中有短暫電流通過，從而使兩板帶上等量的異種電荷，此時，在兩極板間建立了電場，電荷越多，電場越強，電勢差越大。等到合場強為零，電路中就沒有電流了。 板書：3、使電容器兩極板帶上等量異種電量的過程叫做充電。一個極板所帶電量的絕對值叫做電容器所帶的電量，用Q表示。 電容器充電的過程，就是兩極板帶上電荷的過程，也就是極板間建立電場，產(chǎn)生電勢差，儲存電場能的過程。 反之，用導線將原本帶電的電容器兩極板連接起來時，由于電路中有電勢差，有放電電流通過，兩極板上的電量中和，兩極板間的電場、電勢差消失，這個過程叫做放電。 板書：放電：兩極板上的電量中和的過程。 電容器在電路中的工作就是這樣，通過一定的方式使電容器充電后再放電，利用這一規(guī)律來達成電路的控制。好比一個水杯的作用就是先用來盛水，然后再在某些條件下把水倒出。 閱讀書P41/電容器的應用。 2. 了解電容： 水杯盛水的能力有所不同，而電容器容納電荷的本領也有所不同，我們把這叫做電容器的電容。 板書：4、電容 ①意義——用來描述電容器容納電量的本領 我們通過實驗發(fā)現(xiàn)，同一個電容器所帶電量Q越大，其兩極板間的電壓U也越大，但電量與電壓的比值Q/U不變，而不同電容器的這一比值不同。好比一個直形水容器，同一個容器的盛水高度越高，水量就越大，但水量/水高=定值；但不同水容器的比值不一樣。這說明Q/U這一比值能代表電容器自身的性質。我們就用該比值來表示電容器的電容值。 板書： ②定義——電容=電量/電壓 ③符號：C ④公式——C=Q/U ⑤單位：法拉（簡稱：法）用F表示，1F=1C/V ⑥電容是標量。 幾點注意：1、電容器是一種元件，而電容則是一個物理量，用來表示電容器的性質 2、電容器容納電荷的本領相當于直筒形容器容納水的本領。但電容是相當于直筒形容器的底面積，底面積越大，水位每上升1個單位高度，水量就增加的越多，而對應的電容越大，就是兩極板間電壓每升高1V，兩板就會多容納更多的電量。這里的“容納”并不是指容器可盛的最大水量或電容器可帶的最大電量。 3、直筒形容器可帶的最大水量出來底面積外還要取決于它的高度，而電容器的最大電量除了電容外還要取決于它可能達到的最大電勢差。這個電勢差叫做擊穿電壓。當兩板間的電壓超過擊穿電壓時，板間的絕緣題會被強大的場強擊穿變成導體而放電。所以電容器可帶的最大電量Qm=CUm。在電容器的外殼上寫著額定電壓等參數(shù)，額定電壓就是電容器安全工作時的電壓上限。 板書：5、電容器兩板間所加工作電壓不能超過擊穿電壓（額定電壓）。 例1：書P40/C=1.5μF，U=90V，求Q=？（解略） 強調 ①F是一個很大的單位，通常電容的單位用μF或Pf。收音機里常用的電容從幾個皮法到幾十個微法。 ②若該電容接在180V的電壓上（未超過擊穿電壓），則Q/=2Q；但電容C不變。說明電容雖由電壓和電量計算，但電壓和電量的比值不變。 鞏固：書P42/1、2、3 3. 平行板電容器： 電容的值不由電壓和電量決定，那到底取決于什么因素呢？由于電容器的種類很多，這里我們也選取最簡單的電容器——平行板電容器來分析。 板書：6、平行板電容器：由兩個互相平行且彼此絕緣的金屬板構成。 猜想：如何讓平行板電容器在電壓不變的情況下帶上更多的電量？ 學生闡述，教師歸納總結并闡述其原理——方法1、增大兩板面積；方法2、減小兩板距離；方法3、在兩板間插入金屬板（相當于減小兩板間距）或者在兩板間插入介質板。 板書： 平行板電容器的電容取決于兩板間的正對面積（C∝S）、兩板間距（C∝1/d）和兩板間的介質（有介質比無介質電容大）。 所以可變電容就是在改變電容器的正對面積。而柱極體話筒是利用電容器兩板間的距離變化來該變電容器，水位測量儀則是利用電容器兩板間的介質變化來改變電容，這些方式能將力學量——如：位移轉化成電學量來測量。 4. 靜電計 展示靜電計，讓學生觀察。要求看出它與驗電器的差別，。 我們把驗電器的金屬球和外殼同時與電容器的兩端連接起來，這時驗電器就成了靜電計。靜電計是測什么的呢？ 演示：拉開帶電的平行板電容器的兩極板，發(fā)現(xiàn)靜電計的箔片張角增大。錯開兩極板，減小其正對面積，發(fā)現(xiàn)箔片張角也增大，插入介質，發(fā)現(xiàn)張角減小。 結論：電容增大時，張角減小；電容減小時，張角變大。猜想：是否張角與電容大小成反比？ 進一步演示：將電容器保持與電源相連，同樣做上述改變，發(fā)現(xiàn)，電容改變時，靜電計張角都不變。 結論：前者電量不變，當電容增大時，電壓與電容成反比例變化；后者電壓不變，當電容增大時，電量也隨之增大?？梢?，靜電計測量的是電壓。 課后思考：靜電計與電壓表在測量上有何不同？ 5、總結本課內容。 【課后作業(yè)】 教材全練P23-24 【課后反思】