02电容器 电容.doc

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资源描述

1、优质文档优质文档电容器 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

2、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。优质文档优质

3、文档分析: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。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

4、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。单位:法拉(F) 1F=1C/V常用单位有微法(F) ,皮法(pF) 1F=106 F=1012pF2平行板

5、电容器电容电容器中具有代表性的一种。优质文档优质文档(1)构成:两块平行相互绝缘金属板。构成里可强调一下:两极间距 d;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。理论和实验可精确证明:CS实

6、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。优质文档优质文档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。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。(

7、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。板间电场可看作匀强电场:E=UdU 为两板间电势差,d 为两板间距。场源关系Q 不变,板间电场强度 E 与板间距无关。优质文档优质文档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?( C)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?(C )

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