1、電容器 電容  一、教學(xué)目標(biāo)1掌握平行板電容器的電容；2掌握影響平行板電容器電容的因素；3認(rèn)識(shí)一些常用電容器；4結(jié)合勻強(qiáng)電場(chǎng)有關(guān)知識(shí)，研究平行板電容器極板間電場(chǎng)及電場(chǎng)源關(guān)系。二、重點(diǎn)、難點(diǎn)分析1平行板電容器的電容和影響電容的因素是教學(xué)中的重點(diǎn)。2學(xué)生不常接觸電容器，缺少實(shí)際知識(shí)，在接受本節(jié)課講授內(nèi)容時(shí)有一定困難，如何幫助學(xué)生在理解基礎(chǔ)上分析解決問題是教學(xué)中的難點(diǎn)。三、教具靜電計(jì)，帶絕緣支架的導(dǎo)體圓板（兩個(gè)），起電機(jī)，電介質(zhì)板（泡沫塑料板），示教用各種電容器。驗(yàn)電器（一個(gè)），驗(yàn)電球。四、主要教學(xué)過程（一）引入新課由上節(jié)課問題，靠近帶電物體A的導(dǎo)體（B接地）上帶有感應(yīng)電荷。整個(gè)

2、裝置具有儲(chǔ)存電荷的功能。我們稱這種裝置為電容器。（二）教學(xué)過程設(shè)計(jì)1電容器（1）構(gòu)成：任何兩個(gè)彼此絕緣、相互靠近的導(dǎo)體可組成一個(gè)電容器，貯藏電量和能量。兩個(gè)導(dǎo)體稱為電容的兩極。欲使電容器儲(chǔ)存電荷，首先應(yīng)對(duì)電容充電，充電后還能放電。（2）充放電充電：使電容器兩極帶異號(hào)電荷的過程。實(shí)驗(yàn)1利用起電機(jī)對(duì)相對(duì)放置的平行金屬板構(gòu)成的電容器充電。把金屬板與起電機(jī)斷開，用驗(yàn)電球C與A板接觸后再與驗(yàn)電器金屬球D接觸，金屬箔逐漸張開?？芍狝板上帶有電荷。然后，放掉C上多余電荷，讓C與B接觸后再與D接觸，可見原來張開的金屬箔逐漸閉合，可知A、B帶異號(hào)電荷。分析：起電機(jī)兩極帶電荷后，電勢(shì)在帶正電荷一極較高，負(fù)電荷一極

3、較低，與電容器兩極接觸時(shí)，由于起電機(jī)兩極與電容器兩極不等勢(shì)，將發(fā)生電荷定向移動(dòng)，引起電荷重新分布，直至起電機(jī)兩極與電容器兩極達(dá)到靜電平衡狀態(tài)為止。這時(shí)電容器兩極與起電機(jī)兩極分別等勢(shì)，從而電容器兩極間電勢(shì)差等于起電機(jī)兩極電勢(shì)差。同樣，也可用電源（電池）對(duì)電容器充電，與正極相連的電容器極板帶正電荷，與負(fù)極相連帶負(fù)電荷。放電：使電容器兩極失去所帶電荷?？捎脤?dǎo)線直接連接電容器兩極，讓兩極板上正負(fù)電荷發(fā)生中和。實(shí)驗(yàn)2先用起電機(jī)對(duì)AB板充電，然后用導(dǎo)線連接A、B板，用驗(yàn)電球和驗(yàn)電器檢驗(yàn)A、B板上有無電荷。電容器容納電荷多少與什么有關(guān)？引導(dǎo)學(xué)生分析：兩極板積累異號(hào)電荷越多，其中帶正電荷一極電勢(shì)越高，帶負(fù)電荷

4、一極電勢(shì)越低，從而電勢(shì)差越大?？深惐扔谒萜鳎ㄖ危?，Q電量類比于水體積，電勢(shì)差U類比于水深，U越大，Q越大，水體積與水深度比值為橫截面積不變。理論上（3）電容定義：電容是描述電容器容納電量特性的物理量。它的大小可用電容器一極的帶電量與兩極板電勢(shì)差之比來量度。說明：對(duì)于給定電容器，相當(dāng)于給定柱形水容器，C（類比于橫截面積）不變。這是量度式，不是關(guān)系式。在C一定情況下，Q=CU，Q正比于U。單位：法拉（F）             1F=1C/V常用單位有微法（F），皮法（pF

5、）                   1F=106F=1012pF2平行板電容器電容電容器中具有代表性的一種。（1）構(gòu)成：兩塊平行相互絕緣金屬板。構(gòu)成里可強(qiáng)調(diào)一下：兩極間距d；兩極正對(duì)面積S。描述一對(duì)平行板的幾何特性。注意說明，兩板所帶電量應(yīng)是等量異號(hào)的（前面實(shí)驗(yàn)已證明）。（3）影響平行板電容器電容的因素：實(shí)驗(yàn)3先說明靜電計(jì)的作用：指針偏角越大，指針與殼間電勢(shì)差越大。充電完畢后，斷開極板A、B與起電機(jī)連線，Q不變，

6、改變A、B極板間距離，可見板間距增大時(shí)，靜電計(jì)指針偏角變大，板間距減小時(shí)，靜電計(jì)指針偏角減小。實(shí)驗(yàn)4  改變AB兩板正對(duì)面積S可觀察到S增大時(shí)，指針偏角變??；S減小時(shí)，指針偏角變大。理論和實(shí)驗(yàn)可精確證明：CS實(shí)驗(yàn)5固定A、B位置不變，把電介質(zhì)板插入，可觀察到電介質(zhì)板進(jìn)入過程中，靜電計(jì)指針偏角變小。電介質(zhì)一般指絕緣物質(zhì)，無自由電荷，電荷可在平衡位置附近做微小振動(dòng)。當(dāng)絕緣物質(zhì)處于外加電場(chǎng)中時(shí)，這些電荷受力，其分布將發(fā)生一定的變化，在靠近正極板表面上出現(xiàn)負(fù)電荷，在靠近負(fù)極板表面上出現(xiàn)正電荷。這些電荷不是自由電荷，而是被束縛在電介質(zhì)上，不能自由移動(dòng)。這些束縛電荷使板間電場(chǎng)削弱，兩板間電勢(shì)差U

7、降低，從而使靜電計(jì)指針偏角減小。兩極板間插入電介質(zhì)時(shí)比不插入電介質(zhì)時(shí)電容大。這里也可以用能的觀點(diǎn)加以分析：電介質(zhì)板插入過程中，由于束縛電荷與極板上電荷相互吸引力做功，電勢(shì)能減少，故電勢(shì)差降低。（4）平行板電容器內(nèi)電場(chǎng)：實(shí)驗(yàn)6  （建議）在一塊金屬板上固定一些細(xì)尼龍絲，把兩金屬板平行正對(duì)放置，并用起電機(jī)使兩板帶電，可見尼龍絲幾乎垂直于板且相互平行地立起來。從細(xì)尼龍絲的分布情況，可看出板間電場(chǎng)的特點(diǎn)。板間電場(chǎng)可看作勻強(qiáng)電場(chǎng)：E=UdU為兩板間電勢(shì)差，d為兩板間距。場(chǎng)源關(guān)系Q不變，板間電場(chǎng)強(qiáng)度E與板間距無關(guān)。U不變，電容器始終與電源兩極相連，E與d成反比，Q=CU，Q與d也成反比。3常見電容器展示，介紹紙介電容器、可變電容器與平行板電容