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1、电容器的电容一、教学设计思路 依据“从生活走向物理，从物理走向社会”的理念，本节课首先让学生观看自制的电容的充放电实验，引导学生产生探究电容器结构的兴趣；然后现场把自制的电容器打开，和学生一起认识电容器的内部结构，让学生对电容器的构造进行小结，使学生对电容器有个初步的认识。然后给学生展示在生活中的一些常见的电容器，演示电容器充放电实验，讲解电容器的工作原理。 在上述教学过程完成后，提出一个问题：一个电容器能存储多少电荷和能量呢？引导学生对电容器极板上的电荷量和极板间的电压去思考，根据现有的实验仪器（学生电源、相同的电容器，数字多用电表）设计探究性实验，探究电容器的电荷量与电压之间的关系。在学生
2、思考的过程中，适当地就电压、电量的测量和电荷分配规律来进行引导，使学生提出一个合理的实验方案。从而引出电容的定义式、单位以及电容的物理意义。 通过将电容器与水容器向对比，加深学生对电容器电容这一定义的理解，同时提出问题电容的大小由什么因素决定么？用两块相互平行的金属板、数字多用电表完成实验探究。 在知识小结这个环节，我先引导学生从知识和方法两个方面进行总结，力求更好的突出学生学习的主体性地位。但学生概况、梳理和总结的能力毕竟有限，因此我采取先让学生总结，再在他们总结的基础上，做进一步的体现结构关系的全面总结。二、背景和教学任务简介1、教材分析电容器的电容是普通高中课程标准实验教科书物理（选修3
3、-1）（人教版）第一章第8节的内容。主要包括：电容器的结构和工作原理。电容概念及其定义式，平行板电容器电容与各因素的关系，平行板电容器电容的决定式，还有电容器的应用和分类等。本节内容体现的是电场知识在生活中的一个具体应用，也是购买学习LC振荡电路、交变电流和电子线路的必备知识，在教材中起着承上启下的重要作用。2、学情分析在学习本节课之前，学生已经学习了电场的知识，为学习本节内容奠定了一定的基础。但电容器对于学生来说非常陌生，电容器的充放电过程和电容的概念也非常的抽象，还有学生对电容器的电容由哪些因素决定也需要有一个逐渐认识的过程，因此在教学中，需要增设实验，并注意从学生已有的知识出发，通过探究
4、实验、协作交流、分析论证和归纳总结等方式和过程，让学生很自然的理解和接受新知识，同时培养和提高学生实验观察、科学探究、分析论证、归纳概括诸多方面的能力。三、教学目标1、理解电容器概念及作用。2、理解电容器电容的概念及其定义式,并能用来进行有关的计算。3、知道平行板电容器的电容与哪些因素有关,有什么关系。4、知道电容决定式及其含义。四、教学重点电容的定义式及决定式。五、教学难点电容的决定因素及影响六、总体设想1.本节课的教学同生产生活实际联系较多,要多联系电容器的实际应用,提高学生的学习兴趣。2.本节课实验较多,多给学生创造亲自动手实验的机会,增加感性认识,突破教学难点。3.让学生自己探究电量与
5、电压的关系,教师引导得出电容器的公式,体现教师主导、学生主体的原则。4.结合本节课的教学实际与学生情况,增加必要的练习题,以达到巩固知识,拓宽知识的目的七、教学方法类比法、实验探究法、讨论法八、教学用具数字多用电表、电容器、平行金属板、学生电源、蜂鸣电阻、灵敏电流计、导线九、教学过程(一)引入 认识电容器,学生观察电容器实物。 实例探究 教师出示一纸质电容器并将其拆开,请大家观察它的构造。 学生汇报观察结果 该元件有两片锡箔(导体),中间是一层薄纸(绝缘)。 电容器的概念:两个相距很近的平行金属板中间夹上电介质就构成 一个平行板电容器。 学生活动 按图连接电路。 学生活动 观察现象,分析规律。
6、充电后的电容再经小灯泡放电,灯泡会闪亮一 下,然后熄灭。 教师点拨,学生汇报 1电容器的作用即能储存电荷。 2.当电容器的两个极板与电源的两极相连时,电路中有电流通过,使 电容器的两个极板带上异种电荷,这个过程叫充电。 3.当用导线把已经充电的电容器两极板连接起来时,导线中也有电 流通过,最后使电容器的极板不带电,这一过程叫放电。 (二)电容 教师点拨拓展 电容器:储存电荷类比容器储水。 引申思考 水杯存水的本领大小由什么来决定?水量越多深度越大,可用水量比 深度来判断。电容器储存电荷的本领的决定因素用什么表征呢? 引入概念 电容:反映电容器储存电荷的本领,用c表示。类比引申 那电容器储存电荷
7、的特性如何表征呢?是否也同水杯储水一样?一样 的话,它涉及的是哪些物理量? 学生探究 分别用一节、两节、三节电池做上述图中实验,观察小电珠的亮度 变化情况。 用的电池越多,则充电电压越高,电容器存储电荷越多,小电珠越 亮。 师生互动归纳 1.电容器所带的电荷量q与电容器两极板间的电势差u成正比。 2.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,叫做 电容器的电容。 3.公式c=。 4.单位:法拉(f);微法(f);皮法(pf)。 1f=10f=10pf。 5.电容器的电容由本身结构决定。 q=cu?圯q,由c、u决定。 (三)平行板电容器的电容 演示 通过实验确定平行板电容器的电容同
8、什么因素有关。探究步骤 1.投影实验装置 把一已充电的平行板电容器和一静电计相连。 2.介绍静电计 静电计是在验电器的基础上制成的,用来测量电势差。使用时把它 的金属球跟一个导体相连,从指针的偏转角度就可以定性测出两个导体 间的电势差。 3.演示并观察现象 (1)保持极板上的电荷量q不变,改变两极板的正对面积s,s越大,静 电计指示的电势差越小。 (2)保持极板上的电荷量q不变,改变两极板间的距离d,d越小,静电 计指示的电势差越小。 (3)保持q、s、d都不变,在两极板中间插入电介质,静电计指示的电 势差减小。 4.分析总结 由c=可知,在q一定的情况下,u越大,说明c越小。 由a得到:s越
9、大,u越小,则c越大。 由b得到:d越小,u越小,则c越大。 由c得到:插入电介质,u减小,c增大。 理论和实验表明: 平行板电容器的电容c跟介电常量成正比,跟正对面积s成正比,跟 极板间的距离d成反比,即c=。 学生活动 了解几种电介质的介电常数。 (介电常数1) 投影分析提纲 1.继续保持电容器的两极板与电源相连接的含义。 2.切断与电源的连接(充电后)的含义。 师生互动推导 (1)充电后保持极板与电源相连接的含义是u不变。 由q=cu=?圯q=q。 由e=e。 (2)充电后切断与电源的连接的含义是电容器的电荷量q不变。 由q=cuc=?圯u= u。 由e=?圯e= e不变。 (四)常用电
10、容器 学生活动1 阅读课本认识常见电容器,了解它们的构造和特点。 学生活动2 结合自主学习实践应用辨认电容器示教板的各个电容属于哪一 类。 额定电压 指电容器长期工作时所能承受的电压,比击穿电压低。 说明:电容器上标的是额定电压。 击穿电压 加在电容器两极板上的最大限度电压,电容工作时的电压应低于击 穿电压。 (五)拓展应用 要使平行板电容器两极板间的电势差加倍,同时极板间的场强减半, 下述四种办法中应采取哪种()。 a.两极板的电荷量加倍,板间距离为原来的4倍 b.两极板的电荷量减半,板间距离为原来的4倍 c.两极板的电荷量加倍,板间距离为原来的2倍d.两极板的电荷量减半,板间距离为原来的2倍 参考答案b。 十、课后反思 整节课始终以学生为主体、教师为主导、实验为主线,学生在实验 中学到了知识,同时提高了学习兴趣,轻松突破了教学难点,收到了较好 的教学效果。
