人教版高中物理选修3-1：1.8 电容器的电容(共18张PPT)

1.8 电容器的电容 选修3-1 教学流程： 1.电容器的结构；2.电容器的功能；3.电容的定义； 4.电容影响因素；5.电容器的应用 容纳电荷，存储电能。 食盐水 锡箔纸 一、引入：结构 1.这是个普通的饮料瓶子，是用来装什么？水。能否让它存储电荷呢？ 2.我带着它去化装一下，（换已经改装好的瓶子）好，变身成功。现在它就能存储电荷了。我们拭目以待。电在哪里？利用手摇起电机，利用摩擦起电使两极分别带上正负电荷。现在将电极分别连接两根金属丝。 3.好了，现在这个瓶子是否装上了电荷，你看到了吗？有电吗？我可不敢摸，那就用导线将内外连成回路。——放出火花。电火花说明正负电荷中和，这个瓶子里容纳了电荷，存储了电能。 4.这个瓶子为什么能装电，我刚才是如何将它化装的呢？请看，里面是食盐水通过金属丝带上电荷，外面是一层锡箔纸也通过金属丝带上了另一种电荷。锡箔纸和食盐水都可以导电，称之为导体，两个导体连接在一起了吗？没有它们隔着 塑料瓶子呢。这样的结构就能存储电荷了。 5.我们给“能容纳电荷的容器”取个名字，叫做电容器。(板书：电容器） 6.是否只有像瓶子状的容器才能存储电荷。（拿出两块铜板）比如这两块铜板能构成电容器，能否让它也存储电荷吗？要让它带上电荷，必须在两极板间隔着绝缘物质（放上塑料板），我们也用刚才的方法试一下。， 一、电容器结构 各种电容器元件 引线 符号 两块导体夹着绝缘层构成了电容器。 绝缘体 (电介质) 导体 （极板） C 7.可见，只要是两块导体夹着绝缘层就构成了电容器。如图，电容器的结构有：两个导体，与正负极接触，称为极板，中间夹着的绝缘物质称为电介质（板书），极板两端有引线连出，在电路中的符号为┫┣表示。 8.这些形形色色、形状各异的电子元件是正规厂家生产的电容器元件，它们的结构也是这样的吗？不妨拆开一个电容器剖去外衣，呈现出它的庐山真面目。看清楚里面的结构了吗？（拿出一个自制的锡箔夹纸的模型），正如这两张锡箔纸夹着纸一样，卷成筒状，披上外套，就成了电容器元件了。这种电容器别看它体积小，可容纳不少电荷呢。 +Q -Q 充电 放电 二、电容器的工作原理 电路图 储电 I I U=U0 + Q Q E 1.这种电容器元件放在电路中，可以利用什么对它充电？电池。请看实物图，开关向上打时，电源就对电容器充电，是否有充电？灯泡发光如何变化。灯泡为什么先亮一下，后熄灭了呢？ 2.请看电路图分析：充电前，电源两端有电压，电容器两端没电压，它们之间形成了电势差，开关连接，电路中的电荷就会定向移动，形成电流，所以灯泡会发光。 3.由于两极板聚集的电荷，在电容器内部形成了匀强电场，沿着电场线，极板两端就存在电势差。充电时，电量越大，电场就越大，根据U=Ed，极板两端的电压也越大，电容器两端的电压最终等于电源电压，这样电荷就不再移动，灯泡也不会发光了。 4.充电时电荷存储在哪里呢？正电荷跑到上极板，负电荷跑到下极板，它们到达极板后很想中和，但由于绝缘层的作用，它们只能隔江相望，无法中和，而惺惺相“惜”（吸）在极板的那一侧？ 5.充电完毕，开关达到中间位置，电荷无处可逃仅仅相吸在极板内侧，电容器就存储着电能，用手摸一下一侧电极，由于电荷的相吸不会移动，很安全，哪位同学试一下。 6.开关向下连接，相当于导线直接连接电容器两端，电荷这时候有机会中和了，电路中又有电流，灯泡会再次发光，直到正负电荷中和完毕，这个过程叫放电，放电过程电容器释放了电能。这个过程就是电容器的功能（板书：充电、储电、放电） 7.在充放电的过程中，电容器两端的电量随着电压增大而增大，它们之间存在怎样的定量关系呢？（学生回答） 探究电容器电量Q与电压U的关系 C + Q Q 恒流电源 + Q∝ t DIS实验 电流传感器 U∝ t Q∝U 电压传感器 U 1.电荷Q产生电场E，极板两端就存在电势差U与场强E的关系，根据U=Ed，猜测Q与U是否成正比关系？我们可以利用实验来探究。 2.实验中电量如何测量？首先我们将电源改造成“恒流源”，顾名思义，电源输出的电流恒定不变，即电量随时间均匀增大。只要证明电容器两端的电压随时间变化情况，就可以证明Q与U的变化关系。 3.接下去我们改造一下实验，接上电压传感器侧电压，接上电流传感器侧电流是否恒定不变。 4.将数据记录在Excel直观反映U-t的关系。 5.实验证明U∝ t，又因为Q∝ t，可得Q∝U，画成Q-U图像。说明了电容器什么特点。 6.线性关系说明对于同一电容器来说，图像的斜率不变，斜率表示什么？Q/U比值。比值与电量、电压无关。因此Q/U比值表示了电容器的某种性质。不同电容器比值相同吗？我们再做一个。U-t图像不同，比较两幅Q-U图像。 单位：法拉F 三、电容器的电容 1F=1C/V，1F=10-6F，