§13~8 电容器的电容【教学目的】1、知道什么是电容器以及常用的电容器2、能够从能量转化的角度认识电容器的充电和放电过程，知道什么是电场能

§13~8 电容器的电容【教学目的】1、知道什么是电容器以及常用的电容器2、能够从能量转化的角度认识电容器的充电和放电过程，知道什么是电场能 侯 军 全日制普通高级中学教科书（必修加选修）教案《电场》 ?13~8 电容器的电容 【教学目的】 1、知道什么是电容器以及常用的电容器 2、能够从能量转化的角度认识电容器的充电和放电过程，知道什么是电场能 3、知道表征电容器性能的一些物理量，理解电容的定义式和物理意义 ,S4、知道平行板电容器的电容和哪些因素相关，理解公式C = 物理意义 4,kd【教学重点】 电容的概念与定义式、平行板电容器的电容决定式 【教学难点】 作为一个“用电器”，电容器的意义何在 【教具】 各种家用电器电路图、各类电容器实物、平行板电容器、电势差计、感应起电机 【教学过程】 ?、引入 很小的时候，我们就开始学唐诗，但绝不是我们自愿的。在亲人、老师的诱导和鼓励中，我们 充其量也就感觉它们有一种朦朦胧胧的美感，至于内涵何在，我们清楚吗？ 我也可以说一说我小时候的故事：我们的小学一半时间是参加劳动，语文几乎就没（也基 本不交学费——有时候象征性地交两块五毛钱），怎么办呢？老师就教我们毛主席诗词，和你们学 唐诗一样，我们更是莫名所以（因为词这个东西，虽有音乐一般节奏，但没有古诗押韵；我记得， “数风流人物，还看今朝”我就完全不懂„），所以要弄明白，那不可能。但同样的，也觉得这个 东西很不错，值得一学——到了后来、成年后，再看这些东西，立即会觉得十分亲切，再去探询 它的准确内涵时，觉得是一种顺理成章的事情（因为有了情感的基础才会滋生一种欲望！）。 那么，当初的这种教育，我们怎样给它正确定位呢？能形成一种印象的、打下一点基础的、不 能完全到位的教育——我们把它叫做熏陶。 物理学，现在也在提倡一种熏陶式的教育。现代物理的、前沿科技的内容，要求加进一些。 前几年的教材中，加进了相对论、混沌、黑洞、宇宙大爆炸等。新的学习方式，要求先尝试一下， 如研究性学习，等等。这些加进的东西，其特点都是，要求不是很高，也不可能象静力学、运动 学一样透彻、明了。它们旨在输送一些意识、培养一定的情感，当然，知识上也作一些粗浅的铺 垫，目的是为了今后我们能更快地适应更高级别的学习。 在本节，我们要进行这样一个熏陶式的学习——电容器的电容 一、电容器 我们在初中起开始接触电路，大家能够举出一些什么电路？ ?学生列举… 设问：照明的——日光灯，学过吗？家用的——电风扇，学过吗？洗衣机，学过吗？电视机， 学过吗？通讯的，手机，我们学过吗？生产的、军事的„（神州五号的？） ?学生… 1 侯 军 全日制普通高级中学教科书（必修加选修）教案《电场》 素材展示：日光灯电路图（教材P206图16-13）；电风扇、洗衣机、电视机、手机图，等等。 ?学生观察… 启发：大家看到了和我们初中学过的电路不同的地方吗？ ?学生：很多。 诱导——大家注意看，和我们初中不同的元件有哪些 ?板图：三极管、二极管、电容器、电感器（符号） 看来，我们要真正接触实际，解决稍微高级一点的电学问题，光知道一个电源、电阻、开关什 么的，还远远不够！今天，我们就来初步接触这个元件（指图）——电容器——的基本知识。 1、电容器 说了半天，我们已经知道电容器的“出镜率”很高，但它的概念，却十分简单—— 两块导体用绝缘体隔开构成电容器。 但是，当导体的形状不同、绝缘体的品质（种类）不同时，所构成的电容器会形成在外观、用 途上上的很大差别—— 2、常用电容器 按导体的形状分：平行板~、柱形~、球形~ 按绝缘体种类分：陶瓷~、纸质（聚苯乙烯）~、空气~ （绝缘体的属性很特别的话——还可以构成电解~） 按结构与形态是否可以调节，可以分成：固定~、可变~ ?实物展示„学生观察… 过渡：我们已经从感性的角度认识了一些电容器，那么，电容器究竟怎样工作？为了描述电容 器的性能，我们可以引进一些什么参量呢？ 二、电容 我们先看电容器的工作—— 1、电容器的工作 板图：教材P134图13-38 ：a、开关合电源——充电；b、开关在中间状态——容纳电荷；c、开关合导线——放电。 从能量的角度看这个过程，就是，充电过程：其它形式的能（看电源的性质）转化成电场能； 放电过程：电场能转化成焦耳热能。 请注意这个电场能，它是非常微妙的（a、和电势能的区别与联系„；b、非耗散性能量——可 逆向循环应用„） 2、电容器的物理量 人们对电容器作过定量地研究，发现„（充电，Q?，U?；放电，Q?，U?。但是——） 电容：电容器所带电荷量Q与电容器亮极板间的电势差U的比值。 C = Q U 它是一个标量、单位为法拉，简称法，符号为F 设问：电容的物理意义何在？ 类比“水容量”，板图；教材P134图13-40 ? 电容表征电容器容纳电荷的本领大小。 毫无疑问，（就象不同的水容器„）不同结构的电容器的电容各不相同，当然它们的用途也不 2 侯 军 全日制普通高级中学教科书（必修加选修）教案《电场》 相同，下面请大家观察—— ?实物展示?学生观察电容器的不同电容值… 除了电容之外，我们还介绍一个参量：耐压值，也称额定电压、击穿电压。 额定电压：电容器所能承受的最大电压。（简要说明„） 学生观察实物… 过渡：电容一旦做定了之后，电容值就是固定的，那么，当电容器的结构改变后，电容值会怎 样变化呢？ 三、平行板电容器 我们通过最基本的电容器来研究这个问题—— ?演示实验：教材P135“实验”„ ?学生参与实验过程„ （插叙：介电常数ε介绍„引导学生参看P135的表格） 平行板电容器的电容C跟介电常数ε成正比，跟正对面积S成正比，跟极板间的距离d成反 比 C = ,S 4,kd 至此，跟学习场强一样，对于同一个物理量，我们又在同一时间接触到了两各表达式，大家怎 样认识它们的关系？ 学生：决定式和定义式的关系复习… *介绍几种其它电容器的决定式—— ,RR,L*柱形电容器：C = 12 ；*球形电容器：C = „ Rk(R,R)2212klnR1 四、小结 今天，我们认识了一个新的电学元件，并初步知道了它怎样工作，并怎样描述它的性能。最后 又对一种比较特殊的电容器——平行板电容器做了较详细的讨论。也知道了一些公式、规律。但 不管怎么说，我们对电容器的认识还是远远不够的（在什么电路中起什么作用„）而且，我们在 今后的一个相当长的时间内也还不会涉及它。 下面还是对这些基本常识做一个小小的应用—— 教材P136“思考与讨论”。 ?师生活动… 五、作业布置 阅读教材； 教材P137（1）（2）（3）（4） 《优化设计》P94“同步练习”，做在书上 【板书设计】 注意“教学过程”的带框字符，即是板书。 【教后感】 很精彩。 3 侯 军 全日制普通高级中学教科书（必修加选修）教案《电场》 还是一分劳动一分收获。虽然备课很紧张，准备很匆忙（差不多忙了一整个上午），但计划还 算周密，备知识、备学生都还比较到位。施教时完全是按计划行事，不急不徐、有条不紊，结果 课堂气氛相当融洽，师生交流浑然一体。 但是课时计划，还是和预先猜测的一样：一课时不行。刚好到C的物理意义（容纳电荷的本领）——下课。 4