Конспект урока "Электрическая емкость. Конденсаторы. Энергия электрического поля" 11 класс


Электрическая емкость. Конденсаторы. Энергия
электрического поля.
Ошмарина Л.И.
учитель физики
МБОУ Павловская СОШ №2
2013 -2014 учебный год
План – конспект урока
11 класс
Тема урока: Электрическая емкость. Конденсаторы. Энергия
электрического поля.
1. Цели и задачи: Способствовать формированию информационной
и коммуникативной компетенций.
2. Способствовать формированию умения выдвигать гипотезы,
работать с лабораторным оборудованием, делать выводы.
3. Способствовать формированию понятий: электроемкость
конденсатора, энергия конденсатора; умений решать задачи.
УМК: Конденсатор, электрометр, пластина из
диэлектрика, набор конденсаторов.
Ход урока:
I. Организационный момент.
II. Изучение нового материала.
В радиотехнике часто применяется система проводников очень большой
электроёмкости. Называется она конденсатором. Сегодня мы должны
узнать, как устроены подобные системы и от чего зависит их
электроемкость.
Конденсатор представляет собой два проводника, разделенные слоем
диэлектрика, толщина которого мала по сравнению с размерами
проводников. Проводники называются обкладками конденсатора.
Простейший плоский конденсатор состоит из двух одинаковых
параллельных пластин, находящихся на малом расстоянии друг от друга.
Если заряды пластин одинаковы по модулю и противоположны по знаку,
то силовые линии электрического поля начинаются на положительно
заряженной обкладке конденсатора и оканчиваются на отрицательно
заряженной. Поэтому почти все электрическое поле
сосредоточено внутри конденсатора и однородно.
Заряд конденсатора – это абсолютное значение заряда одной из обкладок.
Электроемкость конденсатора определяется формулой: С = .
Различные типы конденсаторов.
Обычный технический бумажный конденсатор состоит из двух полосок
алюминиевой фольги, изолированных друг от друга и от металлического
корпуса бумажными лентами, пропитанными парафином. Полоски и
ленты туго свернуты в пакет небольшого размера.
Слайд 1.
Слайд 2.
Слайд 3.
Слайд 4.
В радиотехнике широко применяют конденсаторы переменной емкости.
Такой конденсатор состоит из двух систем металлических пластин,
которые при вращении рукоятки могут входить одна в другую. При этом
меняются площади перекрывающихся поверхностей пластин и их емкость.
Диэлектриком в них служит воздух.
Вопрос: Как вы думаете от чего может зависеть электроемкость
конденсатора?
Учащиеся выдвигают гипотезы
Работа в группах
1 группа: Исследование зависимости электроемкости от расстояния между
обкладками конденсатора.
2 группа: Исследование зависимости электроемкости от диэлектрика.
3 группа: Исследование зависимости электроемкости от площади
обкладок конденсатора.
4 группа: Исследование зависимости электроемкости от материала
обкладок
Вывод:
Емкость плоского конденсатора определяется площадью его пластин и
расстоянием между ними. Кроме того емкость конденсатора зависит от
свойств диэлектрика между пластинами. Так как диэлектрик ослабляет
поле, то электроемкость при наличии диэлектрика увеличивается.
Электроемкость плоского конденсатора равна
Энергия электрического поля. Согласно теории близкодействия вся
энергия взаимодействия заряженных тел сконцентрирована в
электрическом поле этих тел. Значит, энергия может быть выражена через
основную характеристику поля - напряженность.
Так как напряженность электрического поля прямо пропорциональна
разности потенциалов (U=Ed, то согласно формуле энергия конденсатора
прямопропорциональна квадрату напряженности электрического поля
внутри него:
Слайд 5.
Слайд 6.
Слайд 7.
Слайд 8.
III. Решение задач.
Расстояние между пластинами квадратного плоского
конденсатора со стороной 10см равно 1мм. Какова разность
потенциалов между пластинами, если заряд конденсатора
1нКл.
IV. Самостоятельная работа.
При изготовлении конденсатора ёмкостью 200 пФ на
пропарафиненную бумагу толщиной 0,2 мм наклеивают с
обеих сторон по кружку алюминиевой фольги. Каким должен
быть диаметр кружков? Диэлектрическая проницаемость
парафина 2,1.
V. Итог урока.
Задание на дом: параграфы 101-103