第八节 电容器 电容

教学设计示例

第八节 电容器  电容

一、教学实验器材

　　平行板电容器，静电计，各种电容器（包括“25V  4700μF”电容一只和一个可用来拆开的纸制电容器）．学生电源一个，导线若干，起电机．

二、教学过程：

（一）课堂讲解

1、电容器

　　教师讲解（开门见山），出示图片：通过前面的学习，我们知道：靠近带电物体的接地导体上有感应电荷．带电体和接地导体便具有储存电荷的功能．这种装置我们称为电容器，既“储存电荷的容器”，实际上，任何彼此绝缘又相隔很近的导体，都可以看成是一个电容器，贮藏电量和能量，而两个导体称为电容的两极．

　　教师讲解：下面我们具体了解一下电容器的结构．

　　演示实验1：将一个纸制电容器轻轻展开，让学生观察元件结构，识别绝缘层和极板．

　　教师讲解：电容器中将两片锡箔纸作为电容器的两个极板，两个极板非常靠近，中间的绝缘层用薄绝缘纸充当，分别用两根导线连接两极．这就是电容器的结构．（在这里，可以参考媒体资料中的视频类素材“电容器的结构”）

　　我们首先将电荷充入电容器中，在使用时再将电荷放出，这两个过程叫做电容器的充电、放电过程．

2、电容

　　演示实验2：将“25V  4700μF”的电容器与电源（16V）相连，充电后将电容器的两极板短路，产生放电火花并发出声响．演示电容器充放电的课件资料．

　　教师讲解：为了深入了解电容器的工作原理，我们用下面的实验装置来研究电容器的充放电过程．

　　演示实验3：利用起电机对相对放置的平行金属板构成的电容器充电，用静电计进行检验，检验两个极板的电荷是等量且相异的．

　　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．

　　问题1：电容器可以充入的电量 是无限的么？电容器容纳电荷多少与什么有关？

　　教师讲解：理论研究告诉我们，电容器可以充入的电量 并不是无限的，随着电势差的变化，电量 也随之增大，对同一个电容器， 是一个与电量、电势差无关的常量，对不同的电容器，电势差增加1伏所需要增加的电量是不同的，也就是 是不同的常数，因此，我们认为 能够反映电容器容纳电荷的能力，并由此定义了一个新的物理量——电容，符号 ，让 ．

　　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．

　　②量度：

　　③单位：法拉（F）   

　　常用单位有微法（ F），皮法（pF）   

3、平行板电容器的电容

　　电容器的电容是一个与与电量、电势差无关的物理量，它的大小是由电容器本身的结构决定的．那么电容器的电容跟电容器结构的哪些因素有关呢？

　　教师出示平行板电容器：现在我们研究平行板那电容器的电容跟哪些因素有关．

　　演示实验4：参考书中110实验．

　　（l）构成：两块平行相互绝缘金属板．

　　①两极间距d；②两极正对面积S．

　　（2）量度：   Q是某一极板所带电量的绝对值．

　　（3）影响平行板电容器电容的因素：

　　① ，（ 、 不变）

　　② ，（ 、 不变）

　　③两极板间插入电介质时比不插入电介质时电容大．

　　给出电容公式：   

 为介电常数，k为静电力恒量．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、出示常用的电容器（可以观看有关电容的视频）

　　（1）介绍固定电容器．

　　（2）介绍可变电容器．

　　（3）介绍击穿电压．

三、典型例题讲解（参考典型例题）

四、布置课下作业

五、教师总结