高二物理電容器平行板電容器

1、電容器 平行板電容器的教案示例一、教學(xué)目標(biāo).掌握平行板電容器的電容；.掌握影響平行板電容器電容的因素；,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.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)。.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(wèn)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(guò)程（一）引入新課由上節(jié)課問(wèn)題，靠近帶電物體A的導(dǎo)體（B接地）上帶有感應(yīng)電荷。整

2、 個(gè)裝置具有儲(chǔ)存電荷的功能。我們稱(chēng)這種裝置為電容器。（二）教學(xué)過(guò)程設(shè)計(jì).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(chēng)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(guò)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(kāi)，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(kāi)?？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(jiàn)原來(lái)張開(kāi)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

3、高，負(fù)電荷一極較 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。可用導(dǎo)線(xiàn)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(xiàn)連接A、B板，用驗(yàn)電球和驗(yàn)電器檢驗(yàn)A、 B板上有無(wú)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

4、中帶正電荷一極電勢(shì)越高， 帶負(fù)電荷一極電勢(shì)越低，從而電勢(shì)差 越大?？深?lèi)比于水容器（柱形），Q電量類(lèi)比于水體積，電勢(shì)差U類(lèi)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。理論上可 證明，耳比值也不變，類(lèi)比于橫截面積，這個(gè)比值U稱(chēng)為電容。（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(lái)量度。量度c=說(shuō)明：對(duì)于給定電容器，相當(dāng)于給定柱形水容器，C （類(lèi)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（ ），皮法（pF） 1F=106pF=1012

5、pF.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?？蓮?qiáng)調(diào)一下：兩極間距d；兩極正對(duì)面積So描述一對(duì)平行板的幾何特性。注意說(shuō)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）。（2）量度C =Q是某一極板所帶電量的絕對(duì)值，（3）影響平行板電容器電容的因素：實(shí)驗(yàn)3先說(shuō)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(kāi)極板A、B與起電機(jī)連線(xiàn)，Q不變，改變A、B極板問(wèn) 距離，可見(jiàn)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。分析,段大，c1, Q不變，ui曾大，C減小。*、時(shí)，c=* U減速小，C增大。實(shí)驗(yàn)4 改變AB兩板正對(duì)面

6、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。Q不變，U減小，。=前，C增大，淵大。Q不變，E曾大，0 = 5, C減小，S減小。理論和實(shí)驗(yàn)可精確證明：C8S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(guò)程中, 靜電計(jì)指針偏角變小。分析：Q不變u變小，c變大。電介質(zhì)一般指絕緣物質(zhì)，無(wú)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降低

7、，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。k為靜電力恒量?？煽紤]給出電容公式C = 7吟為介電常數(shù), 4點(diǎn)kd這里也可以用能的觀點(diǎn)加以分析：電介質(zhì)板插入過(guò)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(jiàn)尼龍絲幾乎垂直于板且相互平行地立 起來(lái)。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=U/ dU為兩板間電勢(shì)差，d為兩板間距。場(chǎng)源關(guān)系E -U/d-cdQw s4 irkdQ不變，板間電場(chǎng)強(qiáng)度E與板間距無(wú)關(guān)U不變，電容器始終與電源兩極相連，E與d成反比，Q=C U, Q與d也成 反比。3.常見(jiàn)電容器展示，介紹紙介電容器、可變電容器與平行板電容器的 聯(lián)系。(三)復(fù)