【K12学习】《磁场与电容》学案

《磁场与电容》学案
教学目标
.了解电容器的连接形式，理解电容器串、并联时总电容与分电容、总电压与分电压、总电量与分电量等物理量的关系。

2.能理解电容器串、并联时等效电容量减小或增大的根本原因。

3.电容器混联时，能理顺求解思路，会正确选取电容器的耐压值。

教学重点
.电容器的连接形式。

2.电容器串、并联时总电容与分电容、总电压与分电压、总电量与分电量等物理量的关系。

3.电容器串、并联时等效电容量减小或增大的根本原因。

4.电容器混联时电容、电压、电量的关系。

教学难点
.电容器串、并联时总电容与分电容、总电压与分电压、总电量与分电量等物理量的关系。

2.电容器串、并联时等效电容量减小或增大的根本原
因。

3.电容器混联时电容、电压、电量的关系。

教学方法
教学手段
利用多媒体讲解电容器的串并联关系，通过做练习题加深对电容器串并联特点、混联时的计算等方面的理解。

学时安排
1月23日
电容器的串联
1月24日
电容器的并联
教学条件
电容器
课外作业
总结电容器的串并联与电阻的串并联的异同点。

检查方法
随堂提问
德育点
有容乃大，博大胸怀，串联分压
任务引入
通过讲解电容器在实际使用时，常常把几个电容器组合起来使用用以满足电路所需要的电容值或耐压值引入新课。

知识链接
不同的连接方式，可以得到不同的等效电容量。

我们知道，决定电容器电容量大小的因素有S、d和ε。

把电容器进行串、并联的时候，总电容量会发生怎样的变化呢？
一、电容器的串联
定义：将几个电容器的极板依次首尾相连、中间无分支的连接方式，叫做电容器的串联。

特点：
.串联电容器时，每个电容器所带电量都是Q，串联电容器组的总电量也是Q，即
教学设计——2.2.3认识电容器的连接关系
2.串联电容器的总电压等于各电容器端电压之和，即
教学设计——2.2.3认识电容器的连接关系
注意：串联电容器时，电容器实际分配的电压与其电容量成反比，若只有两只电容器，则每只电容器上分配的电压为：
教学设计——2.2.3认识电容器的连接关系
教学设计——2.2.3认识电容器的连接关系
3.串联电容器的等效电容量（总电容）的倒数等于各电容器的电容量的倒数之和，
即：
教学设计——2.2.3认识电容器的连接关系
当两个电容器串联时，其等效电容量为：
教学设计——2.2.3认识电容器的连接关系
若有n只相同容量的电容串联，且容量都是c0，则等效电容量为：
教学设计——2.2.3认识电容器的连接关系
结论：电容器串联之后，等效电容小于每个电容器的电容，这是因为串联后的电容器相当于加大了两极板间的距离，使总电容量减小。

【例2.7】
现有两只电容器，其中一只电容器的电容量c1=60μF，额定工作电压为50V，另一只电容器的电容量c2=40μF，额定工作电压为50V，若将这两个电容器串联起来，接在100V 的直流电源上，问每只电容器上的电压是多少？这样使用是否安全？
解析过程略。

二、电容器的并联
定义：将几只电容器的一个极板连接在一起，另一个极板也连接在一起的连接方式，称为电容器的并联。

特点：
.电容器并联后，电源要给每个电容器充电，使每个电
容器的极板上都带有电荷。

因此，总电荷量等于每个电容器上电荷量之和，即：
教学设计——2.2.3认识电容器的连接关系
2.电容器并联时，每个电容器的两个极板都是与电源直接相连的，所以每个电容器两端承受的电压都相等，并且都等于电源电压，即：
教学设计——2.2.3认识电容器的连接关系
3．并联后的等效电容量教学设计——2.2.3认识电容器的连接关系等于各个电容器的电容量之和，即：
教学设计——2.2.3认识电容器的连接关系
结论：电容器并联之后，等效电容大于每个电容器的电容，这是因为并联后的电容器相当于加大了两极板的正对面积，使总电容量增大。

【例2.8】
电容器c1=0.004μF，耐压值为120V，电容器c2=6000pF，耐压值为200V，现将它们并联使用，试求：它们的等效电容量；它们的耐压值；若将它们接入电压为100V的电路中，每个电容器所带的电荷量和总电荷量是多少？
解析过程略。

注意：在应用电容器并联增大电容量时，任一电容器的耐压值都不能低于外加工作电压，否则该电容器会被击穿。

所以，并联电容器组的耐压值应取电容器中耐压值小的那一电压值。

三、电容器的混联
定义：三个或三个以上的电容器进行连接时，既有串联又有并联的连接方式，叫做电容器的混联。

【例2.9】
如图2-63所示，c1=120μF，c2=40μF，c3=80μF，电容器c1、c2的耐压为50V，电容器c3的耐压为60V，试求：等效电容量；最大安全工作电压。

解析过程略。

任务小结
回顾本次任务所学知识，强调本节课的重点与难点，加深理解与记忆。

学习评价
让同学独立完成学后测评试题，检验同学掌握情况，并计入平时成绩。

课后作业
．简述电容器串联的特点。

2.简述电容器并联的特点。

3.说一说电容器串联和并联后总电容量变化的根本原
因。

教
学
后
记
.首先组织学生复习电容的决定性因素，知道电容大小与电容的正对面积和距离有关，并复习电阻大小与哪些因素有关，电阻串联和并联后的变化。

2.串联电路根据电荷量量相等和分压推导电容的计算公式，并联电路则根据电压相等和电荷分配推导并联等效电容的计算公式，推导过程比较顺利。

但是学生的数学基础实在太差了，等效代换、等式约分这些初一甚至小学就掌握的技能都很生疏，只好把电工上成数学了。

老师引导着做完了串联电路，然后学生自己再推导一次，效果好了些。

然后并联的推导基本由学生自己完成。