高中物理 第2章 电势能与电势差 第5节 科学探究：电容器教案 鲁科版必修第三册-鲁科版高二第三册物理教案VIP免费

第5节科学探究：电容器核心素养物理观念科学思维科学探究科学态度与责任1.知道电容器的概念，认识常见电容器。2.理解电容的概念及定义方法。3.知道平行板电容器的电容，并了解影响电容器电容大小的因素。1.应用电容的定义式进行简单的计算，体会比值定义的方法。2.知道改变平行板电容器电容大小的方法。观察电容器的充、放电现象探究影响平行板电容器电容大小的因素。体会电容器在实际生活中的广泛应用，培养探究新事物的兴趣。知识点一观察电容器的充、放电现象[观图助学]平行板电容器的充电与放电示意图1.电容器：能储存电荷的电学元件称为电容器。两块彼此绝缘的平行金属板可组成最简单的电容器，即平行板电容器。2.电容器的充电、放电(1)充电：把电容器的两极板分别与电池组的两极相连，两极板上分别带上等量的异号电荷的过程。(2)放电：充电后的电容器两极板通过电流计接通，电路中会形成瞬时电流而发生放电，使两极板的电荷中和而不再带电。[思考判断](1)两个靠近的导体一定能构成一个电容器。(×)(2)电容器所带的电荷量是指每个极板所带电荷量的代数和。(×)(3)电容器充电过程是将其他形式的能转化成电容器的电能并储存起来；电容器放电过程是将电容器储存的电能转化为其他形式的能。(√)知识点二电容器的电容1.电容(1)定义：电容器的电荷量Q与两极板间的电压之比。(2)公式：C＝。(3)单位：在国际单位制中，电容的单位是法拉，简称法，符号F。1F＝1C/V，常用单位还有微法和皮法。换算关系1F＝106μF＝1012pF。(4)物理意义：表示电容器容纳电荷本领的物理量。2.平行板电容器(1)结构：由两块彼此绝缘、互相靠近的平行金属板组成，是最简单的，也是最基本的电容器。(2)决定因素：平行板电容器的电容与两平行极板正对面积S成正比，与电介质的相对介电常数εr成正比，与极板间距离d成反比。(3)表达式：C＝。式中k为静电力常量。[思考判断](1)电容器的电容与电容器所带电荷量成反比。(×)(2)公式C＝可用来计算任何电容器的电容。(×)(3)将电介质插入平行板电容器时，电容器的电容将变小。(×)(4)无论电容器的电压如何变化(小于击穿电压且不为零),它所带的电荷量与电压的比值都恒定不变。(√)(5)电容器的电容是表示电容器容纳电荷本领的物理量，其大小与加在两板间的电压无关。(√)(6)若电容器不带电，则电容C为零。(×)知识点三常见电容器及其应用1.电容器的分类(1)按照导体极板间所用的电介质分类：空气电容器、云母电容器、纸质电容器、陶瓷电容器、涤纶电容器、电解电容器等。(2)按电容器的电容是否可变分类：可变电容器和固定电容器等。2.额定电压和击穿电压(1)额定电压：电容器安全工作时电压的上限。它比击穿电压要低。(2)击穿电压：是电容器的极限电压，超过这个电压，电容器内的电介质将被击穿，电容器将被损坏。3.应用利用电容器可以测量水位，驻极体话筒也是利用电容器的原理制造的。1.电容器的充、放电是电容器的基本工作方式。2.电容器的充、放电过程非常短暂，瞬间完成。即充、放电电流是短暂的。3.电容器的充电电流与放电电流的方向相反。4.电容器充电结束后，电容器所在电路中无电流，电容器两极板间电压与充电电源的电压相等。5.电容器放电结束后，电容器所在电路中无电流，电容器不再带有电荷，电容器两极板间电压为零。电容器的带电荷量是指一个极板所带的电荷量的绝对值。不同容器，使其中的水位升高1cm，所需的水量是不同的。利用类比法形成电容的概念(1)电荷量Q类比于水的体积V，电势差U类比于水的深度H。对于同一电容，U越大，Q越大，对于同一柱形水容器，H越大，V越大；(2)对于给定柱形水容器，V与H的比值为常量，对于给定的电容器，Q与U的比值为常量。电容两个公式比较公式C＝＝C＝特点定义式(计算式)决定式(平行板电容器)意义对某电容器Q∝U，反映了电容器容纳电荷的本领大小对平行板电容器，C∝r，C∝S，C∝，反映了影响电容大小的因素在电路图中的符号为“”)核心要点观察电容器的充、放电现象[要点归纳]1.电容器充、放电特点(1)充电过程是将电能储存在电容器中的过程。充电过程特点(如图乙所示)①充电电流方向为从电源的正极流出的电流的方向。②电...