电容器学案设计文档资料.pdf

第 1 页 电容器学案设计 一、学习目标 1.了解电容器的结构和功能，知道常见的电容器有哪些;2.了解不同的电容器电容量不同，知道哪些因素影响电容的大小;3.知道电容的单位。二、学习过程 (一)阅读故事 莱顿瓶 在十八世纪的四、五十年代，发电装置的改善和大气电现象的研究，吸引了物理学家们的广泛兴趣，1745 年，普鲁士的克莱斯特利用导线将摩擦所起的电引向装有铁钉的玻璃瓶。当他用手触及铁钉时，受到猛烈的一击。可能是在这个发现的启发下，莱顿大学的穆森布鲁克(P.Musschenbrok)在 1746 年发明了一种可储存大量电荷的小器件。这种器件以他工作的城市命名，被称为“莱顿瓶”。因为他看到好不容易收集的电却很容易地在空气中逐渐消失，他想寻找一种保存电的方法。有一天，他用一支枪管悬在空中，用起电机与枪管连着，另用一根铜线从枪管中引出，浸入一个盛有水的玻璃瓶中，他让一个助手一只手握着玻璃瓶，马森布罗克在一旁使劲摇动起电机。这时他的助手不小心将中另一只手与枪管碰上，他猛然感到一次强烈的电击，喊了起来。马森第 2 页 布罗克于是与助手互换了一下，让助手摇起电机，他自己一手拿水瓶子，另一只手去碰枪管。在一封信里他描述了这次实验结果：“我想告诉你一个新奇但是可怕的实验事实，但我警告你无论如何也不要再重复这个实验。把容器放在右手上，我试图用另一只手从充电的铁柱上引出火花。突然，我的手受到了一下力量很大的打击，使我的全身都震动了，手臂和身体产生了一种无法形容的恐怖感觉。一句话，我以为我命休矣。”虽然穆森布鲁克不愿再做这个实验，但他由此得出结论：把带电体放在玻璃瓶内可以把电保存下来。只是当时搞不清楚起保存电作用的究竟是瓶子还是瓶子里的水，后来人们就把这个蓄电的瓶子称作“莱顿瓶”，这个实验称为“莱顿瓶实验”。这种“电震”现象的发现，轰动一时，极大的增加了人们对莱顿瓶的关注。穆森布鲁克的警告起了相反的作用，人们在更大规模地重复进行着这种实验，有时这种实验简直成了一种娱乐游戏。人们用莱顿瓶作火花放电杀老鼠的表演，有人用它来点酒精和火药。其中规模最壮观的一次示范表演是法国人诺莱特在巴黎圣母院前作的。诺莱特邀请了法王路易十五的皇室成员临场观看表演。他调来了七百个修道士，让他们手拉手排成一行，全长达 900 英尺，约 275 米，队伍十分壮观。让排头的修道士用手拿住莱顿瓶，排尾的修道士手握莱顿瓶的引线，接着让莱顿瓶起电，结果七百个修道士第 3 页 因受电击几乎同时跳了起来，在场的人无不为之目瞪口呆。(二)感知电容器 富兰克林就是利用莱顿瓶收集了来自雷电的电荷，并做了许多相关实验。各种形式的莱顿瓶当今仍然被应用于各种电气设备中。不过，今天使用的这些储存电荷的新器件，其形式新颖，尺寸更小，连名字也改了，称为电容器。(展示各种各样电容器的图片)如：照相机的外置闪光灯，电脑的键盘等都是电容器。(三)认识电容器 (1)构成和分类 阅读课本 14 页和 15 页 1.构成：任何两个彼此绝缘又相互靠近的导体都可以构成电容器。这两个导体称为电容器的电极。2.分类：按电介质的不同分,有纸介电容器、陶瓷电容器、电解电容器等。(2)纸质电容器的构造 (扒开废旧的电容器)观察纸质电容器的构造，了解其组成。该元件有两片锡箔(导体)，中间是一层薄纸(绝缘体)。像这样，在两个正对的平行金属板中间夹上一层绝缘物质电介质，就构成一个最简单的电容器，叫做平行板电容器。(3)电容器的充放电 第 4 页 (演示实验)按图连结电路并实验 提示：充电过程中由电源获得的电能以匀强电场的形式储存在电场中，称为电场能;放电过程，实际上是两极板上的电荷相中和，放电过程中电场能转化为其它形式的能。(播放 flash)电容器的充放电过程 充电：使电容器的两个极板带上等量异种电荷的过程。放电：使电容器两极板上的电荷中和的过程。(4)电容器的电容 1.电容 (展示水容器)当我们向各容器灌水时，容器内水面便升高。可以看出a、b、c、d 四个容器水面都增加一个单位高度，需要灌入的水量是不同的。水面升高一个单位高度需要灌入的水量由容器本身的性质决定。电容器的电容也是一样，不同的电容器容纳电荷的本领不一样。如果一个导体的电容比另一个导体的电容大表示每当升高单位电压时，这个导体上需要增加的电量比另一个多。2.影响电容的因素 一般来说，电容器极板的正对面积越大，极板间的距离越近，电容器的电容就越大，极板间的电介质的性质也会影响电容器的电容量。3.电容的单位 第 5 页 (阅读课本 15 页)电容的单位以及单位的换算关系。(四)课堂练习 完成课本 15 页“问题和练习”。(五)小结 分组小结本节课内容。三、课后练习 1.有关电容器的单位及换算正确的是()A.电容的单位是库仑 B.电容的国际单位是法拉;C.1 法=10-6 微法;21 世纪 D.法拉是个很小的单位 2.关于电容器，以下说法正确的是()A.电容器两板正对面积变大，电容变小 B.电容器两板距离变大，电容变小 C.两板间放入电介质，电容变大 D.两板间电压增大，电容变大。3.下列电容器的说法正确的是()A.电容器由两个彼此绝缘的正对极板构成 B.电容器只能储存同种电荷;C.照相机闪光灯应用电容器放电发出强光 D.电容器既能充电，也能放电 4.如图是电容式话筒的示意图，它是利用电容器制作的传第 6 页 感器，话筒的振动膜前面镀有薄薄的金属层，膜后距膜几十微米处有一金属板，振动膜的金属层和这个金属板构成电容器的两极，在两极间加一电压，人对话筒讲话时，振动膜前后振动，使电容发生变化，导致话筒所在电路中的其它量发生变化，使声音信号被话筒转化成电信号，其中导致电容变化的原因可能是电容两极间的()A.距离变化 B.正对面积变化 C.介质变化 D.电压变化 5.据预测，21 世纪智能机器人将进入家庭。各种各样的传感器是智能机器人的核心部分，传感器是一种将感受到的物理量(如光、热、力、声等)转化成便于测量的量(一般是电学量)的转化装置。图 1-4-2 是一种测量压力的电容式传感器，当待测压力 F 作用于可动膜片电极上时，可使膜片产生压力发生形变，引起电容的变化，将电容器、灵敏电流计、直流电源串联，接成闭和电路，那么()当 F 向上压膜片电极时，电容将减小。当 F 向上压膜片电极时，电容将增大。若电流计有示数，则压力 F 发生变化。若电流计有示数，则压力 F 不发生变化。A.B.C.D.