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1、第一章 静电场第六节、 电容器和电容（教案）西双版纳州第一中学 李玲玲一、教材分析电容器、电容是高考的热点，是电场一章的重点和难点，在教材中占有重要地位。它是学完匀强电场后的一个重要应用，也是后面学习交流电路（电感和电容对交流电的影响）和电子线路（电磁振荡）的预备知识，在教材中起承上启下的作用。二、教学目标1知识与技能 知道什么是电容器以及常用的电容器。知道电容器充和放电时的能量转换。理解电容器的电容概念及其定义。知道平行板电容器的电容与哪些因素有关。2过程与方法 知道利用比值法定义物理量。学会在实验中用控制变量法的实验方法。通过分组实验和演示实验得出电容器电容的定义式和决定式。3情感、态度与
2、价值观体会电容器在实际生活中的应用，激发学生学习物理的兴趣。三、教学重难点重点：掌握电容器的概念、电容的定义式及平行板电容器的电容决定式。难点：探究电容器电容的定义式及平行板电容器的电容决定式的过程。四、学情分析通过这一堂课的教学，让学生知道电容器的结构，明确电容器的作用，了解电容器的工作方式，重点掌握电容器的电容概念，知道它们与电量、电压无关，在本章第3节中我们刚学过电场强度的定义式，所以学生对比值定义式并不陌生，以及学习过匀强电场的概念对实验探究平行板电容器的电容奠定了基础。五、教学方法1、学案导学：见后面的学案。2启发式、探究式、演示实验法、分组实验法、类比法。六、课前准备1学生的学习准
3、备：预习电容器的定义和电容器的充放电2教师的教学准备：实验器材的准备、多媒体课件制作，课前预习学案、课内探究学案。七、课时安排：2课时（第1课时）八、教学过程：（一）情景导入、展示目标（2分钟）师：摄影时光线不足，怎么办？生：打开闪光灯。师：观察一下闪光灯发出的光有什么特点？生：发出耀眼的光芒。师：我这台照相机使用是3.6伏的锂电池，仅靠电池直接给闪光灯供电就能发出如此耀眼的光吗？生：不能。师：其实闪光灯内有一个重要的电学元件叫做电容器，这种元件在收音机、电视机、VCD、计算机等电器设备中得到广泛应用，电容器是一种能容纳电荷和电能的容器，今天我们就一起来学习电容器及描述它容纳电荷本领的物理量电
4、容。 （二）合作探究、精讲点拨一、电容器师：顾名思义电容器就是一种能够容纳电荷的容器，首先，我们一起来认识它的内部结构。1、构造： （1）、两个绝缘且相隔很近的导体极板（2）、中间夹一层绝缘物质电介质（3）、两条引线师：这就是最简单的平行板电容器的构造，几乎所有的电容器都是平行板电容器变形而来的，电容器的符号是,电容器容纳的电荷在必要的时候释放出来，这就是电容器最基本的工作原理也是刚才照相机闪光灯能发出耀眼光芒的原因。2电容器的充电、放电师：电容器是怎么进行充放电的呢？我们一起来分析这个电路图，当电建打到1电容器跟电源相连充电，充电完毕电建打到2用导线连接电容器两极板放电。G12S师：下面请同
5、学们利用桌上的实验仪器进行探究，观察实验过程中的现象思考这样几个问题（1）、观察灵敏电流计的指针变化情况，分析思考形成的原因？（2）、充电完毕，电容器极板上的带电情况如何？（3）、充电、放电过程电路中的能量如何转换？生：动手操作师：好，大家都做得差不多了吧，下面我请同学来回答一下思考与讨论。生：发现充电放电电流计指针偏转方向不一样，是因为电流的方向不一样引起的，充放电电流只存在一瞬间。师：还有补充的吗？充电过程中两极板带上了等量一异种电荷，我们一起来分析一下这个过程。师：充电过程两极板带上等量异种电荷，其中我们把任何一个极板带电量的绝对值称为电容器所带的电荷量用Q表示，那么极板间的电势差用U表
6、示。师：在充电过程中，从电源获得的电能转移到电容器中以电场能的形式储存起来，充电完毕断开开关，两极板由于带异种电荷相吸引，电荷量保持不变闭合电建2导线连接电容器两端，在这个过程中其实就是两极板电荷中和的过程，从能量的角度来说原来储存在电容器中的电能又全部释放出来转化成其他形式的能量。师：作为一个容纳电荷的容器，我们能不能用电容器所带的电荷量来描述电容器容纳电荷的本领呢？ 师：同学们看看桌子上给大家准备了3节干电池，还是刚才的实验电路，请同学么试着改变电源电压，观察灵敏电流计的指针有什么变化。师：理论和大量实验表明在电容器充放电过程中因为充放电时间很短，我们可以用电流的最大偏转值定性地代替电容器
7、所带电荷量Q的大小，下面大家开始实验同时填写学案中的表格。生：请学生代表填表电源（节数）电势差U/V电荷量Q/(格数)Q/U11.523.034.5师：那你得到什么规律？生：随着电势差的增大，电荷量也在增大，电荷量与电势差比值基本一样。师：在误差允许的范围内Q和U的比值是一个定值，表征了电容器的一个基本属性，这个基本属性我们就把它称之为电容，用符号C表示。二、电容1、定义：电容器所带电荷量Q与电容器两极板间电势差U的比值，叫做电容器的电容2、定义式：电容在数值上等于当电容器所加电势差为1V时，电容器需要带的电荷量师：从公式我们可以看到电容在数值上等于当电容器所加电势差为1V时，电容器需要带的电
8、荷量，其实我们可以将电容器跟盛水的容器比较。 C:表征电容器容纳电荷本领的大小。师：那么我们引入电容的物理意义是什么？生：表征电容器容纳电荷本领的大小。师：电容的单位法拉，1法拉等于1伏每库，法拉是一个很大的单位，如果平行板电容器中间相距1厘米，要是电容值达到1法拉，平行板的面积需要达到109平方米，一般情况下我们都是用两个比较小的单位。3、单位：法拉（F）微法（F）和皮法（pF） 1F=106F=1012pF4、C与Q和U的关系师：这是一个比值定义式，我们还学习了哪些比值定义的公式呢？生：电阻、密度、速度、电场强度等。师：C的大小与Q、U 什么关系？生：没有关系。师：这个公式提供了一种测量的
9、方法，如果现在需要一个电容值较大的电容器，我们必须先解决什么问题？生：我们必须知道电容的大小与哪些因素有关师：需要一个电容值较大的电容器，首先我们需要解决的问题就是知道影响电容器电容的因素有哪些？是如何影响的？什么样的电容器最简单？生：平行板电容器师：那么我们就选择最简单的平行板电容器来研究。这就是平行板电容器（展示）你们先仔细观察这个平行板电容器，然后大胆猜想与假设电容可能与哪些因素有关。生：讨论师：请同学说说看。生：电荷量板间距离正对面积电介质的种类师：还有其他补充吗？生：认为和Q无关，Q增大U增大比值不变。师：接着设计实验方案、完善实验方案同时注意以下问题的思考与解决（1）、利用什么仪器
10、给平行板电容器充电?（2）、没有直接测量电容的仪器怎么办？（3）、如何保证电容器所带电量不变？（4）、怎样测量电容器两极板间的电势差？生:思考与讨论师：请同学们设计并完善合理的实验方案。师：对这个实验根据老师提示的注意事项大家应该思考得差不多了，由于版纳空气潮湿探究平行板电容器电容影响因素的实验我们无法完成，下面由老师借助一个视频给同学们解说一下该实验生：填写导学案上的表格内容不变量该变量U变化C变化Q、Sd增大减小Q、dS增大减小Q、S、d电介质现象:可以看到: 保持Q和S不变，d越大，指针偏转角度越大，U越大，C越小. 保持Q和d不变， S越小,指针偏转角度越大, U越大,C越小； 保持Q
11、、d、S都不变,在两极板间插入电介质板,静电计的偏转角减小,电势差U越小，电容C增大.（2）结论:平行板电容器的电容C与介电常数成正比,跟正对面积S成正比,跟极板间的距离d成反比.师：因此我需要一个电容较大的电容器只需要减小板间距离、增大正对面积、在两极板间插入介电常数较大的电解质即可。三、行板电容器的电容平行板电容器的决定式：真空 介质 师：这节课我们学习了两个C的表达式 和，它们有什么区别？生： 为定义式C与Q和U无关，提供了一种测量电容的方法；为决定式提供了一种制造方法。师：在我们生活中电容器有很多种，那么常见的电容器有哪些大家一起来看看四、常见的电容器1、图片师：电容器上的两个数字代表
12、什么？如10F和25V生：电容和额定电压值师：额定电压为正常工作的最大电压，对于一个电容器我们不能无止境第给它充电，充满如果继续再充两极板间电解质就会被击穿，这个电压叫做击穿电压。2、电容器的种类（1）、按电介质分：纸质电容器、云母电容器、陶瓷电容器、电解电容器（2）、按是否可变分：固定电容器、可变电容器师：演示可变电容师：那么今天这节课我们的主要内容就在黑板上了。（三）课堂小结1、通过本节课的学习你学到了哪些知识？2、通过本节课的探究过程，你接触到了哪些物理学中的科学探究方法？生:(个别学生回答)电容的定义式和决定式，比值定义法和控制变量法。师：这里再明确一下电容器是一种基本电学元件，电容则
13、是描述电容器容纳电荷本领的基本物理量。通过今天的学习对电容器感兴趣的同学可以进一步加强对电容器的研究，今天的家庭作业是（四）布置作业步步高：P26例题2、针对训练2，达标检测3、4九、板书设计第6节 电容器和电容（一）、电容器 .符号： .电容器的充电、放电 电荷量：Q 电势差：U（二）电容C1、公式： 2、 单位 F（法）（三）平行板电容器的电容十、教学反思： 本节课的亮点是引入部分可操作性强，能够吸引学生的注意力，亮点还包括探究C、Q、U三者的关系的学生分组实验，学生可以通过自己动手探究出C、Q、U三者的关系,而不是老师直接给出这个关系，通过这个环节既增强了学生的动手能力又让学生感受到通过探究得出结论的真实性，而不足之处是探究平行板电容器电容的影响因素的实验由于版纳空气潮湿实验现象不明无法操作，只能用视频代替，缺乏了真实性，好在是实验员操作的视频而不是flash,这介课时电容器和电容的第一课时，课堂预设内容也在规定时间内全部完成。
