学年高中创新设计物理教科版选修31学案第一章 第9讲 电容器和电容最新教学文档.docx
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学年高中创新设计物理教科版选修31学案第一章第9讲电容器和电容最新教学文档
[目标定位] 1.知道电容器的概念和平行板电容器的主要构造.2.理解电容的概念及其定义式和决定式.3.掌握平行板电容器电容的决定式,并能用其讨论有关问题.
“师”之概念,大体是从先秦时期的“师长、师傅、先生”而来。
其中“师傅”更早则意指春秋时国君的老师。
《说文解字》中有注曰:
“师教人以道者之称也”。
“师”之含义,现在泛指从事教育工作或是传授知识技术也或是某方面有特长值得学习者。
“老师”的原意并非由“老”而形容“师”。
“老”在旧语义中也是一种尊称,隐喻年长且学识渊博者。
“老”“师”连用最初见于《史记》,有“荀卿最为老师”之说法。
慢慢“老师”之说也不再有年龄的限制,老少皆可适用。
只是司马迁笔下的“老师”当然不是今日意义上的“教师”,其只是“老”和“师”的复合构词,所表达的含义多指对知识渊博者的一种尊称,虽能从其身上学以“道”,但其不一定是知识的传播者。
今天看来,“教师”的必要条件不光是拥有知识,更重于传播知识。
一、电容器和电容
要练说,得练听。
听是说的前提,听得准确,才有条件正确模仿,才能不断地掌握高一级水平的语言。
我在教学中,注意听说结合,训练幼儿听的能力,课堂上,我特别重视教师的语言,我对幼儿说话,注意声音清楚,高低起伏,抑扬有致,富有吸引力,这样能引起幼儿的注意。
当我发现有的幼儿不专心听别人发言时,就随时表扬那些静听的幼儿,或是让他重复别人说过的内容,抓住教育时机,要求他们专心听,用心记。
平时我还通过各种趣味活动,培养幼儿边听边记,边听边想,边听边说的能力,如听词对词,听词句说意思,听句子辩正误,听故事讲述故事,听谜语猜谜底,听智力故事,动脑筋,出主意,听儿歌上句,接儿歌下句等,这样幼儿学得生动活泼,轻松愉快,既训练了听的能力,强化了记忆,又发展了思维,为说打下了基础。
1.电容器
要练说,得练看。
看与说是统一的,看不准就难以说得好。
练看,就是训练幼儿的观察能力,扩大幼儿的认知范围,让幼儿在观察事物、观察生活、观察自然的活动中,积累词汇、理解词义、发展语言。
在运用观察法组织活动时,我着眼观察于观察对象的选择,着力于观察过程的指导,着重于幼儿观察能力和语言表达能力的提高。
(1)电容器:
两个彼此绝缘又相距很近的导体组成一个电容器.
语文课本中的文章都是精选的比较优秀的文章,还有不少名家名篇。
如果有选择循序渐进地让学生背诵一些优秀篇目、精彩段落,对提高学生的水平会大有裨益。
现在,不少语文教师在分析课文时,把文章解体的支离破碎,总在文章的技巧方面下功夫。
结果教师费劲,学生头疼。
分析完之后,学生收效甚微,没过几天便忘的一干二净。
造成这种事倍功半的尴尬局面的关键就是对文章读的不熟。
常言道“书读百遍,其义自见”,如果有目的、有计划地引导学生反复阅读课文,或细读、默读、跳读,或听读、范读、轮读、分角色朗读,学生便可以在读中自然领悟文章的思想内容和写作技巧,可以在读中自然加强语感,增强语言的感受力。
久而久之,这种思想内容、写作技巧和语感就会自然渗透到学生的语言意识之中,就会在写作中自觉不自觉地加以运用、创造和发展。
(2)电容器的电荷量:
电容器两块金属板上带上等量的异种电荷,任意一块极板所带的电荷量的绝对值,叫做电容器的电荷量.
要练说,得练听。
听是说的前提,听得准确,才有条件正确模仿,才能不断地掌握高一级水平的语言。
我在教学中,注意听说结合,训练幼儿听的能力,课堂上,我特别重视教师的语言,我对幼儿说话,注意声音清楚,高低起伏,抑扬有致,富有吸引力,这样能引起幼儿的注意。
当我发现有的幼儿不专心听别人发言时,就随时表扬那些静听的幼儿,或是让他重复别人说过的内容,抓住教育时机,要求他们专心听,用心记。
平时我还通过各种趣味活动,培养幼儿边听边记,边听边想,边听边说的能力,如听词对词,听词句说意思,听句子辩正误,听故事讲述故事,听谜语猜谜底,听智力故事,动脑筋,出主意,听儿歌上句,接儿歌下句等,这样幼儿学得生动活泼,轻松愉快,既训练了听的能力,强化了记忆,又发展了思维,为说打下了基础。
(3)电容器的充电和放电
①充电:
把电容器的两个极板带上等量异种电荷,这个过程叫做充电.如图1甲所示.充电过程中由电源获得的电能储存在电容器中.
②放电:
用导线把充电后的电容器的两极板接通,两极板上的电荷中和,电容器又不带电了,这个过程叫做放电.如图乙所示.放电过程电场能转化为其他形式的能量.
甲 乙
图1
2.电容
(1)物理意义:
描述电容器储存电荷能力的物理量.
(2)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,叫做电容器的电容.
(3)定义式:
C=
.
(4)在国际单位制中,电容的单位是法拉,简称法,符号是F.常用单位还有微法(μF)和皮法(pF),数量值关系:
1F=106μF=1012pF.
深度思考
(1)电容器的带电荷量为两极板所带电荷量的绝对值之和吗?
(2)由于C=
,所以说电容器的电容与电容器所带电荷量成正比,与电容器两极板间的电势差成反比,你认为这种说法正确吗?
为什么?
答案
(1)不是.电容器的带电荷量是指其中一块极板所带电荷量的绝对值.
(2)不对.电容是电容器本身的一种属性,大小由电容器自身的构成情况决定,与电容器是否带电、带多少电荷量均无关.
例1
下列关于电容的说法正确的是( )
A.电容器简称电容
B.电容器A的电容比B的大,说明A的带电荷量比B多
C.电容在数值上等于使两极板间的电势差为1V时电容器需要带的电荷量
D.由公式C=
知,电容器的电容与电容器两极板间的电压成反比,与电容器所带的电荷量成正比
解析 电容器和电容是两个不同的概念,A错;电容器A的电容比B的大,只能说明电容器A容纳电荷的本领比B强,与是否带电无关,B错;电容器的电容大小和它所带的电荷量、两极板间的电压等均无关,D错.
答案 C
C=
为比值定义法.C的大小与Q、U无关,只跟电容器本身有关,当Q=0时,U=0,而C并不为零.
例2
有一充电的电容器,两板间的电压为3V,所带电荷量为4.5×10-4C,此电容器的电容是多少?
将电容器的电压降为2V,电容器的电容是多少?
所带电荷量变化多少?
解析 由C=
,得C=
F=1.5×10-4F
电容器电压降为2V,电容不变,仍为1.5×10-4F.
此时带电荷量为Q′=CU′=1.5×10-4×2C=3×10-4C
带电荷量减少ΔQ=Q-Q′=1.5×10-4C.
答案 1.5×10-4F 1.5×10-4F 减少1.5×10-4C
电容器的电容是由电容器的自身结构决定的,计算电荷量变化时也可以根据C=
=
来计算.
二、平行板电容器的电容和常用电容器
1.平行板电容器的电容
(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.
2.常用电容器
(1)分类:
从构造上可分为固定电容器和可变电容器两类.
(2)额定电压和击穿电压
①额定电压:
电容器正常工作时所能承受的电压,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.
深度思考
(1)公式C=
与C=
有什么区别?
(2)某电容器上标有“1.5μF,9V”的字样,9V指什么电压?
答案
(1)C=
是电容的定义式,对某一电容器来说,Q∝U但C=
不变,反映电容器容纳电荷的本领,C=
是电容器电容的决定式,C∝S,C∝εr,C∝
,说明了电介质的材料、极板的正对面积和极板间的距离是电容大小的决定因素.
(2)额定电压.
例3
如图2所示,电路中A、B为两块竖直放置的金属板,C是一只静电计,开关S合上后,静电计指针张开一个角度,下述做法可使静电计指针张角增大的是( )
图2
A.使A、B两板靠近一些
B.使A、B两板正对面积减小一些
C.断开S后,使B板向右平移一些
D.断开S后,使A、B正对面积减小一些
解析 静电计显示的是A、B两极板间的电压,指针张角越大,表示两板间的电压越高.当合上S后,A、B两板与电源两极相连,板间电压等于电源电压,静电计指针张角不变;当断开S后,板间距离增大,正对面积减小,都将使A、B两板间的电容变小,而电容器所带的电荷量不变,由C=
可知,板间电压U增大,从而使静电计指针张角增大.所以本题的正确选项是C、D.
答案 CD
(1)平行板电容器动态问题的分析方法:
抓住不变量,分析变化量.其依据是:
电容定义式C=
;匀强电场中E=
;平行板电容器电容决定式C=
.
(2)平行板电容器的两类典型问题
①平行板电容器始终连接在电源两端:
电势差U不变由C=
∝
可知C随d、S、εr的变化而变化.
由Q=UC=U·
,Q也随d、S、εr的变化而变化.由E=
∝
可知,E随d的变化而变化.
②平行板电容器充电后,切断与电源的连接:
电荷量Q保持不变
由C=
∝
可知C随d、S、εr的变化而变化.
由U=
=
∝
可知,U随d、S、εr的变化而变化.由E=
=
=
∝
可知,E与d无关,只随S、εr变化而变化.
例4
如图3所示,一平行板电容器充电后与电源断开,这时电容器的电荷量为Q,P是电容器内一点,电容器的上极板与大地相连,下列说法正确的是( )
图3
A.若将电容器的上极板左移一点,则两板间场强减小
B.若将电容器的下极板上移一点,则P点的电势升高
C.若将电容器的下极板上移一点,则两板间电势差增大
D.若将电容器的下极板上移一点,则两板间电势差减小
解析 由E=
、U=
、C=
,可知E=
,S减小,E增大,A项错误,由E=
可知d变化,E不变,φP不变,B项错误;U=E·d,d减小,U减小,C项错误,D项正确.
答案 D
(1)充电后的电容器断开和电源的连接,Q不变;
(2)Q一定时,由E=
=
知,两板间电场强度与d无关;
(3)接地的极板电势为0.
1.(对电容的理解)关于电容器的电容,下列说法正确的是( )
A.电容器不带电时,其电容为零
B.电容器带电荷量越多,其电容越大
C.电容器两极板间电压越低,其电容越小
D.电容器的电容只由它本身的性质决定
答案 D
解析 公式C=
是电容器电容的定义式,电容器的电容与U和Q均无关,只由它本身的性质决定,选项D正确.
2.(平行板电容器的两类典型问题)一平行板电容器两极板之间充满云母介质,接在恒压直流电源上.若将云母介质移出,则电容器( )
A.极板上的电荷量变大,极板间电场强度变大
B.极板上的电荷量变小,极板间电场强度变大
C.极板上的电荷量变大,极板间电场强度不变
D.极板上的电荷量变小,极板间电场强度不变
答案 D
解析 由C=
可知,当云母介质移出时,εr变小,电容器的电容C变小;因为电容器接在恒压直流电源上,故U不变,根据Q=CU可知,当C减小时,Q减小.再由E=
,由于U与d都不变,故电场强度E不变,选项D正确.
3.(平行板电容器的两类典型问题)(多选)如图4所示,用静电计可以测量已充电的平行板电容器两极板间的电势差U,现使B板带正电,则下列判断正确的是( )
图4
A.增大两极板之间的距离,静电计指针张角变大
B.将A板稍微上移,静电计指针张角将变大
C.若将玻璃板插入两板之间,则静电计指针张角变大
D.若将A板拿走,则静电计指针张角变为零
答案 AB
解析 电容器上所带电荷量一定,由公式C=
,当d变大时,C变小.再
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