2、定性分析
①电容是表征电容器容纳电荷本领的物理量,因此它只与电容器自身的内部结构有关,与其它量(Q、U)应该无关,环境因素也可不予考虑
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②研究电容器内部的结构因素:
③方法分析:控制变量法
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④实验装置分析:
1、提出课题:平行板电容器是最简单,也是最基本的电容器,几乎所有的电容器都是平行板电容器的变形,所以我们从研究平行板电容器入手,探究决定其电容大小的因素。
问题:决定平行板电容器电容的那些因素从哪儿去找?
2、与水容器对比理解
水容器H S V
电容器U C Q
[例题1]一个电容器,充电后所带电荷量为Q=4×10-6C的电荷量时,它的板间电势差U=2V,由此可知,该电容器的电容是___________F。
如果再充进4×10-6C的电荷量,其电容为___________F。
如果用导线将电容器两极相连,放电后,其电容为___________F。
学生活动:(略)
小结:C取决于电容器自身结构而与是否带电无关。类比:水桶的储水能力在设计好后就确定了,与是否使用无关。
过渡:通过上面的学习我们知道电容是电容器储存电荷本领的物理量,与U和Q 都没有关系,只与电容器的本身的构造有关。那么和什么因素有关?有什么知道呢?我们下面研究平行板电容器的电容与什么因素有关
1、用比值法定义物理量的特点
5、对电容的理解:
4、单位:在国际单位制中单位是法拉(F),1F=1C/V
1μF=10-6F, 1рF=10-12F
常见电容器,一般是几十pF到几千μF之间
类比理解:
3、物理意义:C是表示电容器容纳电荷本领的物理量。
2、定义式:,或者 (比值定义)
提出问题1:既然电容器是用来储存电荷的,而不同电容器容纳电荷的本领是不同的,我们应该用一个物理量表示电容器容纳电荷的能力,这应是一个怎样的物理量呢?
定性分析:对一个电容器来说,其储电能力应该是一定的,我们找到的这个物理量对这个电容器来说也应该是不变的。
问题2:对一个结构一定的电容器,给它带上一定的电荷量Q,两极间也就有了一定的电势差U,Q与U能用来表示电容器的储存能力吗?
学生:(不能,原因分析)
进一步研究:
①实验表明,Q增加为原来的几倍,U也增加为原来的几倍,而两者的比值Q/U,对同一电容器是一定的(这符合我们的要求)。
②比值大,意味着在相同的电压情况下,能带的电荷量越大,这正能说明其储电能力强。
对电容概念的总结:
1、定义:电容器所带的电荷量Q与电容器两极板间的电势差U的比值
2、充电、放电
演示:连接如图的电路
现象观察:当接a时,G偏转
当接b时,G反偏
分析:充电-- 充电电流; 电流的方向:流向正极 能量的转化:电能 电场能
放电-- 放电电流; 电流的方向:流出正极 能量的转化:电场能 其他形式能量
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