《第十章靜電場(chǎng)中的能量》學(xué)習(xí)活動(dòng)設(shè)計(jì)七：電荷的儲(chǔ)存器-平行板電容器課堂教學(xué)【任務(wù)情景】平行板電容器的學(xué)習(xí)建立在電容器電容的基礎(chǔ)上，在老師的指導(dǎo)下，學(xué)生圍繞“影響平行板電容器的因素有哪些？”這一主題開展探究實(shí)驗(yàn)，相對(duì)于電容的定義式而言，平行板電容器的決定式存在一定的難度，但是通過學(xué)習(xí)的過程，體驗(yàn)到物理學(xué)科的嚴(yán)謹(jǐn)性與科學(xué)性。在課后老師引導(dǎo)學(xué)生進(jìn)一步查閱資料，了解電容器在實(shí)際生活生產(chǎn)中的應(yīng)用，感受物理學(xué)科的強(qiáng)大，使學(xué)生對(duì)于電容器有更深的了解和認(rèn)識(shí)?！緦W(xué)習(xí)任務(wù)一】通過實(shí)驗(yàn)了解影響平行板電容器的電容與哪些因素有關(guān)，了解平行板電容器的電容公式，認(rèn)識(shí)常見的電容器，知道改變平行板電容器的電容大小的方法。

問題1：電容器大小可能和哪些因素有關(guān)？預(yù)測(cè)學(xué)生回答；正對(duì)面積、電荷量、板間距離。問題2：如何設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)測(cè)量電容器兩端電壓大?。繉W(xué)生分組討論，老師引導(dǎo)并介紹如何利用靜電計(jì)的測(cè)量電勢(shì)差。教師演示：實(shí)驗(yàn)1：保持極板上的電荷量Q不變，兩極板間的距離d也不變,改變兩個(gè)極板的正對(duì)面積S，觀察靜電計(jì)指針偏角得知兩極板間電勢(shì)差的變化，判斷電容C與正對(duì)面積S的關(guān)系。實(shí)驗(yàn)2：保持Q、S不變，改變距離d，采用實(shí)驗(yàn)1的方法，判斷C與d的關(guān)系。實(shí)驗(yàn)3：保持Q、S、d都不變,在兩極板間插入電介質(zhì)，判斷電介質(zhì)的存在對(duì)電容C的影響。教師和學(xué)生總結(jié)：1.平行板電容器的電容C跟相對(duì)介電常數(shù)成正比，跟正對(duì)面積S成正比，跟極板間的距離d成反比。

2.電容器的決定式：（平行板電容器）說明：k是靜電力常量；d是板間距離S是正對(duì)面積，是相對(duì)介電常數(shù)（描述兩導(dǎo)體間絕緣介質(zhì)特性）。

【學(xué)習(xí)任務(wù)二】自主探究閱讀教材“常用電容器”的內(nèi)容，完成以下問題；問題1：常用電容器，從構(gòu)造上看，可以分為哪兩類？預(yù)測(cè)學(xué)生回答；固定電容器和可變電容器問題2：常用的固定電容器有哪些？預(yù)測(cè)學(xué)生回答；聚苯乙烯電容器和電解電容器等問題3：電解電容器與其他常用電容器相比有什么顯著特征？預(yù)測(cè)學(xué)生回答；電解電容器不能接反，不能接交流電問題4：電容器常見的損壞原因是什么？預(yù)測(cè)學(xué)生回答：電介質(zhì)被擊穿教師引導(dǎo)總結(jié)說明：電容器的擊穿電壓與額定電壓1.額定電壓：電容器長(zhǎng)期工作所能承受的電壓2.擊穿電壓：加在電容器兩極上的極限電壓。【學(xué)習(xí)評(píng)價(jià)自測(cè)】1.傳感器是智能社會(huì)的基礎(chǔ)元件。如圖為電容式位移傳感器的示意圖，觀測(cè)電容C的變化即可知道物體位移x的變化，表征該傳感器的靈敏度。電容器極板和電介質(zhì)板長(zhǎng)度均為L(zhǎng)，測(cè)量范圍為。下列說法正確的是（）

A.電容器的電容變大，物體向-x方向運(yùn)動(dòng)B.電容器的電容變大，物體向+x方向運(yùn)動(dòng)C.電介質(zhì)的介電常數(shù)越大，傳感器靈敏度越高D.電容器的板間電壓越大，傳感器靈敏度越高答案：AC解析：AB.根據(jù)電容公式可知，電容器的電容變大，兩板間電介質(zhì)部分增多，物體向-x方向運(yùn)動(dòng)，故A正確，B錯(cuò)誤；C.電介質(zhì)的介電常數(shù)越大，當(dāng)物體沿左右方向運(yùn)動(dòng)，移動(dòng)相同距離時(shí)，電容器的變化量變大，即傳感器的靈敏度變大，故C正確；D.電容器的電容和板間電壓無關(guān)，電容器的板間電壓變大，電容器的變化量不變，即傳感器的靈敏度不變，故D錯(cuò)誤。故選AC。2.研究與平行板電容器電容有關(guān)的因素的實(shí)驗(yàn)裝置如圖所示。下列說法正確的是（）

A.實(shí)驗(yàn)中，只將電容器b板向右移，靜電計(jì)指針的張角變小B.實(shí)驗(yàn)中，只將電容器b板向上平移，靜電計(jì)指針的張角變小C.實(shí)驗(yàn)中，只在極板間插入有機(jī)玻璃板，靜電計(jì)指針的張角變小D.實(shí)驗(yàn)中，只增加極板所帶電荷量，靜電計(jì)指針的張角變大，表明電容增大答案：AC解析：A.題設(shè)條件下，電容器電量不變，實(shí)驗(yàn)中，只將電容器b板向右移，板間距變小，根據(jù)及可知，電容變大，板間電壓變小，靜電計(jì)指針的張角變小，故A正確；B.實(shí)驗(yàn)中，只將電容器b板向上平移，正對(duì)面積變小，根據(jù)及可知，電容變小，板間電壓變大，靜電計(jì)指針的張角變大，故B錯(cuò)誤；C.實(shí)驗(yàn)中，只在極板間插入有機(jī)玻璃板，介電常數(shù)變大，根據(jù)及可知，電容變大，板間電壓變小，故靜電計(jì)指針的張角變小，故C正確；D.實(shí)驗(yàn)中，只增加極板所帶電荷量，，則板間電壓變大，靜電計(jì)指針的張角變大，但電容不變，故D錯(cuò)誤。3.半導(dǎo)體指紋傳感器，多用于手機(jī)、電腦、汽車等設(shè)備的安全識(shí)別，如圖所示。傳感器半導(dǎo)體基板上有大量金屬顆粒，基板上的每一點(diǎn)都是小極板，其外表面絕緣。當(dāng)手指的指紋一面與絕緣表面接觸時(shí)，由于指紋凹凸不平，凸點(diǎn)處與凹點(diǎn)處分別與半導(dǎo)體基板上的小極板形成正對(duì)面積相同的電容器，使每個(gè)電容器的電壓保持不變，對(duì)每個(gè)電容器的放電電流進(jìn)行測(cè)量，即可采集指紋。指紋采集過程中，下列說法正確的是（）

A.指紋的凹點(diǎn)處與小極板距離遠(yuǎn)，電容大B.指紋的凸點(diǎn)處與小極板距離近，電容小C.手指擠壓絕緣表面，電容器兩極間的距離減小，電容器帶電量增大D.手指擠壓絕緣表面，電容器兩極間的距離減小，電