了解电容器

石门中学狮山校区 物理科组

【教学目标】 1、知识与技能

⑴知道电容器的基本结构，认识常见的电容器及其在实际中的应用； ⑵了解电容器的充放电过程； ⑶理解电容器的电容概念； ⑷理解决定电容量的因素； 2、过程与方法

⑴观察电容器的结构和电容器的充放电过程，认识实验在物理学研究中的作用； ⑵定义电容器的电容，加深对比值定义法的认识；

⑶经历影响平行板电容器电容因素的探究过程，尝试用科学探究方法研究物理问题。 3、情感态度与价值观

⑴通过决定电容因素的探究活动，培养学生参与科学探究活动的热情和实事求是的科学态度； ⑵了解电容器的实际应用，体会物理学对经济、社会发展的推动作用。 【教学重点】电容的概念 【教学难点】电容的引入与理解

研究影响平行板电容器电容大小因素的实验探究

【教学方法】问题讨论，理论探究与实验探究相结合，类比方法，动画模拟 【教学用具】电容器示教板，灯泡，电池组，导线，单刀双掷开关，多媒体与课件 【教学过程】 创设情景，实例引入：

照相机闪光灯需要借助一个非常重要的元件——电容器

图片展示——电视、电脑等线路板中的电容器

提出课题：电容器到底是什么样的元件？它的作用、构造、原理是什么？ 本节课就要研究这些问题。 新课

（一） 电容器

展示各种电容器，虽然各种电容器形态各异，但是结构基本相同各都是由两个导体相互靠近并彼此绝缘构成。

彼此绝缘的物质叫做电介质 （空气也是电介质） 问题讨论：相邻两个同学能否构成电容器？

两平行导体板夹上一层绝缘物质能否构成电容器？ （最简单的电容器：两个导体称为极板）

实验探究：电容器示教板演示电容器充放电

结论：放电时小灯泡闪亮了一下，有电流，说明电容器上有电压，储存了电荷 2、作用：容纳电荷，储存电能 3、充电、放电

其实刚刚演示的实验是演示了闪关灯闪光的原理，里面包含了两个过程——充电和放电

充电：使电容器的两个极板带上等量异种电荷的过程。 放电：使电容器两极板上的电荷中和的过程. （二） 电容

问题1：既然电容器是用来储存电荷的，而不同电容器容纳电荷的本领是不同的，如何表征电容器储存电荷的本领呢？

定性分析：对一个电容器来说，其储电能力应该是一定的，我们找到的这个物理量对这个电容器来说也应该是不变的。

问题2：对一个结构一定的电容器，给它带上一定的电荷量Q，两极间也就有了一定的电势差U，Q与U能用来表示电容器的储存能力吗？

学生：（不能，原因分析） 进一步研究：

①实验表明，Q增加为原来的几倍，U也增加为原来的几倍，而两者的比值Q/U，对同一电容器是一定的。

②比值大，意味着在相同的电压情况下，能带的电荷量越大，这正能说明其储电能力强。 对电容概念的总结：

1、定义：电容器所带的电荷量Q与电容器两极板间的电势差U的比值 2、定义式：CQ，或者CQ （比值定义） UU3、物理意义：C是表示电容器容纳电荷本领的物理量。 4、单位：在国际单位制中单位是法拉（F），1F=1C/V 1μF=10-6F， 1рF=10F

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类比理解：

5、对电容的理解：

(1)、用比值法定义物理量的特点 (2)、与水容器对比理解

水容器H S V 电容器U C Q 【课堂训练】

1、关于电容，下列说法中正确的是 （ ）

A．电容器的极板上带电量越大，这只电容器的电容就越大 B．电容器的极板间电压越大，这只电容器的电容就越大 C．如果电容器两极板上没有带电，它的电容为零

D．对某一个电容器来说，两板间的电势差随所带电量的增加而增加

2、如图所示，将平行板电容器两极板分别接在电压是6V的电池组正负极，跟电池组负极相连的极板带电量为 -9.0×10-8C ，则电容器的带电量为 C，电容器的电容为 PF。若将此电容器两极接电压12V的电池组正负极，电容器的电容为 PF。

小结：C取决于电容器自身结构而与是否带电无关。类比：水桶的储水能力在设计好后就确定了，与是否使用无关。

SCVH

QUV1 h V2 S2

S1

3、对于一给定的电容器，在如下图所示中，描述电容C、带电荷量Q、电压U之间的相互关系的图线中正确的是 （ ）

4、某电容器的电容C=0.1μF,若两板间电压为35V，此时该电容器的带电量为多少？

过渡：通过上面的学习我们知道电容是电容器储存电荷本领的物理量，与U和Q 都没有关系，只与

电容器的本身的构造有关。那么电容和电容器本身的哪些什么因素有关？ （三）研究影响平行板电容器电容大小的因素

1、提出课题：平行板电容器是最简单，也是最基本的电容器，几乎所有的电容器都是平行板电容器的变形，所以我们从研究平行板电容器入手，探究决定其电容大小的因素。

问题：决定平行板电容器电容的那些因素从哪儿去找？ 2、定性分析

①电容是表征电容器容纳电荷本领的物理量，因此它只与电容器自身的内部结构有关，与其它量（Q、U）应该无关，环境因素也可不予考虑

②研究电容器内部的结构因素：

③方法分析：控制变量法

④实验装置分析： 3、实验探究

⑴改变平行板两极板的距离d

现象：d↓ 偏角↓ U↓ C↑

分析 C=Q/U

d↑ 偏角↑ U↑ C↓ ⑵改变平行板两极板的正对面积S

现象：S↓ 偏角↑ U↑ C↓

分析 C=Q/U ↑ S↑ 偏角↓ U↓ C⑶两极板间插入绝缘介质（保持Q、S、d不变）

现象：插入电介质 偏角↓ U↓ C↑

分析 C=Q/U

4、进一步的研究

以上实验还只是定性分析，经过更精确的实验，表明：

结论 C与电介质有关 C与d正相关 C与d反相关 Q不变（离源） U用静电计测 两极板大小（用面积S表示） 两极板间的距离d 两极板间的电介质 结论 结论 ⑴当平行板电容器两极板之间是真空时，CS 4kd⑵当板间充满同一种介质时，电容变大为真空时的r倍，即CrS 4kd5、相对介电常数r是一个与电介质性质有关的常数（无单位）。 读表1-7-1，空气的r近似为1. 【课堂训练】

5、下列哪些措施可以使电介质为空气的平行板电容器的电容变大些( ) A．使两极板靠近些 B．增大两极板的正对面积 C．把两极板的距离拉开些 D．在两极板间放入云母

金榜一号：P27 例3 同步训练 4 （四）小结：

电容器由两片导体为极板，中间隔以电介质构成。 电容C是描述电容器容纳电荷本领的物理量。

定义式 CQ U适用于任何电容器 C与Q、U无关 决定式 （五）作业 金榜一号：

CrS 4kd只适用于平行板电容器 反映C的决定因素 • P27 课堂自测1-2

• 巩固练习 2、4、6、11、15、16、17 （六）板书：

第七节 了解电容器

一、电容器

1、结构：两个导体彼此绝缘相互靠近 2、作用：容纳电荷，储存电能 二、电容、

1、定义：电容器所带电量和两极板间的电势差的比值 C=Q/U 2、单位：法拉，F 1F=106F=10

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pF

3、意义：表示的电容器容纳电荷本领的物理量，与电容器所装的电量和它的两极板间的电势差无关 三、平行板电容器 电容的决定因素：S、d、 决定式：C

S 4kd