[引入]在黑板上画上水平放置的两块平行金属板,再画上电源,用导线把两金属板分别与电源的正负极连接,会在两极板上出现正、负电荷,再移除电源,由于正负电荷的相互吸引,电荷保留了下来,所以两个相互靠近的金属板这样的装置能容纳一定的电荷,这样的装置就叫做电容器。
[电容器]电容器的构造:两个导体相互绝缘且彼此靠近就成了电容器。电介质:隔开两个导体的绝缘物质叫电介质如空气、陶瓷、玻璃、云母等。工作原理:充电与放电。前者是把电能转化为电场能,后者是把电场能转化为电能。
[过渡]给电容器加上电压U,能使电容器带上一定的电量Q(什么叫电容器的带电量?任意一块极板所带电量的绝对值),设想用2U的电压,电容器能带多少电量?学生能回答出是2Q,同样如果是加电压3U,则会带3Q的电量。从而得出电量与电压成正比,关于这一点,当初在用感应起电机模似闪电时,便已作过说明。写成数学表达式便是Q=kU.此处的比例系数k具有什么样的物理意义呢?首先,学生能理解,它是一个与Q、U均无关的物理量;基次,对表达进行数学处理,学生能明白它指的是电容器带电量与电容器两极板间电压的比值;最后,通过两个电容器的Q与U的比值的比较让同学们领悟到这个比值反映了电容器容纳电荷的本领大小。这个比值,我们给它一个物理名称叫做电容,用符号“C”表示。
[电容]1、电容的定义。2、电容的表达式。3、电容的物理意义。4、电容的单位。
[过渡]通过刚才的分析,电容C是一个与Q、U无关的物理量,那C的大小由什么因素决定呢?同学们能想到由电容器本身决定。也就是说是由电容器本身的一些结构因素决定的。再提问同学们:对于一个平行板电容器,存在哪些结构上面的因素?有面积、距离、绝缘物质的绝缘能力等。我们用符号ε来表示不同绝缘物质的绝缘能力。那进一步猜想,面积增大,电容器容纳电荷的本领是变大了还是变小了?学生能回答出是变大了,也就是说C正比于面积。同样,也能猜想出C与距离成反比,与ε成正比。
[平行板电容器的电容]给出平行板电容器电容的决定式,并给出各字母所表示的物理量。要求当堂掌握,能熟练默写。
[常用电容器]先让学生阅读,之后作一简要说明:电容器的电路符号、额定电压的物理意义。
[例题分析]例一、关于电容定义的问题;例二、关于电解电容器标值的含义;例三、关于在两种状态(电路中保持与电源断开和连接)下分析电容以及电压和场强的变化的问题。