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1、 电容器的电容张静（徐州高级中学 张静- 省创新大赛） 2009-7-9 浏览(1080) 【大 中 小】 “电容器的电容”教学设计（人教版 选修31）徐州高级中学 张静一、教学目标1、知识与技能（1）知道电容器的基本构造，了解电容器的充电、放电过程，认识常见的电容器。（2）理解电容的物理意义，掌握电容的定义公式、单位，并能进行简单的计算。（3）了解影响平行板电容器电容大小的因素，能利用公式判断平行板电容器电容的变化。2、过程与方法（1）学生通过分组实验，观察、分析电容器的充、放电过程，在进一步利用实验探究电容器容纳电荷本领的描述过程中，理解物理科学研究的常用方法：比值定义法、类比法。（2）学
2、生在利用“控制变量法” 自主探究影响平行板电容器电容大小因素的过程中，进一步体会科学探究的过程与方法。3、情感、态度与价值观（1）通过列举电容器的广泛应用，增加学生的感性认识，培养学生探究新事物的兴趣。（2）通过教师的适时引导和学生的自主探究，促进师生之间、生生之间的合作互动，使学生在体验探究的过程中，感悟科学思想，培养科学精神，实现知识和能力的协调发展。二、教学重点、难点1. 教学重点及其教学策略重点：电容器电容的概念及物理意义策略：通过实验探究理解电容的比值定义式，进一步运用类比法加深对电容物理意义的理解。由感性到理性，符合学生的认知规律。2. 教学难点及其教学策略难点：影响平行板电容器电
3、容大小的因素策略：由实际生活需要出发，引导学生自己提出问题，积极猜想与假设，设计实验方法，改进完善实验，总结结论简单应用，从而完成自主探究的过程，使学生感受深刻，理解透彻。三、设计思想本节课的设计思想是：突出学生“自主探究、合作学习、互动高效”的教学方式。首先，本着“从生活走向物理”的理念，让学生充分了解电容器在生活中的广泛应用，从而增加学生的感性认识，激发学习热情。在教学过程中，将教科书上电容器的充电、放电示意图改为学生的分组实验，促使学生进入自主学习的境界，增强学生之间的交流与合作。同时多媒体课件、传感器的应用又体现了现代信息技术与物理课程的有机整合。在知识讲授时，有意识地渗透物理学的研究
4、方法，如：比值定义法、类比法，进一步加强学生对电容的物理意义的理解。在处理“平行板电容器电容的影响因素的探究”时，注重体现教师的主导作用和学生的主体地位。引导学生主动提出问题、大胆猜想假设、设计实验方案、完善实验方案、进行实验、归纳总结，从而体验自主探究的整个过程。通过教师的适时引导和学生的自主探究，促进师生之间、生生之间的合作互动，使学生在体验探究的乐趣和曲折的过程中，完成对重点知识的建构，感悟科学思想，培养科学精神，实现知识和能力的协调发展。最后，课堂总结以学生为主体来完成，通过学生自己对知识的总结，理清本节的知识结构；通过对方法、过程的回顾与思考，提升分析、解决问题的能力。四、教学流程
5、四、教学流程五、教学资源学生：每组电容器（多个）、灵敏电流计(1个)、电阻箱（1个）、干电池（3节）、单刀双掷开关(1个)、导线若干，教师：电容器若干个、电阻箱（1个）、 干电池（3节）、单刀双掷开关(1个)、平行板电容器实验器材（1个）、感应起电机（1台）、静电计（1个）、石蜡（2块）、导线若干、“朗威”微机辅助高级中学物理实验系统、Excel表格、多媒体课件六、教学设计教师活动学生活动点评一. 导入课题通过对照相机闪光灯的工作原理的设疑，课件展示电容器广泛应用的图片，导入课题。二. 新课教学1介绍电容器的基本结构组成拆开一个电容器，让学生观察电容器的基本构成，利用课件进行总结电容器的结构、
6、符号。2指导学生利用实验观察电容器的充电、放电过程，加强对电容器基本工作流程的了解。储存电荷并在需要时快速释放电荷是电容器的基本工作流程。投影实验电路图。电键偏向1，充电过程。电键偏向2，放电过程。3、进一步利用多媒体课件模拟充电、放电过程，进行理论分析总结。课件演示，分析总结。电容器所带的电荷量为一个极板所带电荷量的绝对值，用Q表示。两个极板间存在电场，两个极板间的电势差用U表示。保持与外电路断开时，电容器所带的电荷量不变。4利用传感器观察电容器的充、放电过程，引导学生进行定量分析。利用电流传感器与多媒体相结合来演示电容器的充、放电过程，得到i-t图象。问：由i-t图象得到电流随时间如何变化
7、？指出电容器是高中阶段遇到的第一个非线形元件。问：如何由放电过程的i-t图象得到电容器释放的电荷量？5引导学生利用实验进行定性探究电容器容纳电荷的本领大小的表述，。问：能用电容器所带的电荷量Q表示电容器容纳电荷的本领吗？暗示学生改变电源电压，观察思考进一步提示：理论和实验表明：当放电时间很短时，电容器所带的电荷量Q与最大放电电流IM成正比。引导学生用IM 定性表示Q，继续实验，探究。教师利用Excel表格处理实验数据。6通过比值定义法得到电容的概念，利用类比法进一步分析比较，加深学生对电容的物理意义的理解。定义：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。公式：C
8、= 物理意义：电容在数值上等于使电容器的两极板间的电势差为1V时电容器需要带的电荷量。引导学生与水容器类比：C表示电容器容纳电荷的本领大小。单位：法拉（法），符号：F1F = 106 F = 1012 pF比值定义法：C与Q、U无关，定义式提供了一种测量的方法。7由实际生活需要出发，引导学生提出问题、进行猜想假设、设计实验、自主探究影响平行板电容器电容的可能因素问：为获得较大电容值的电容器，首先应解决什么问题？提示：几乎所有的电容器都是平行板电容器的变形。展示平行板电容器实物，鼓励学生大胆猜想、假设。问：可能与那些因素有关？引导学生对提出的各种可能因素进行评价、梳理、总结。指导学生注意以下问题
9、的解决：采用什么方法进行实验？如何给平行板电容器充电？没有提供直接测量电容的仪器怎么办？如何保证电容器所带的电荷量不变？怎样测量电容器两极板间的电势差？能用电压表吗？教师巡视，与学生共同讨论方案的科学性、可行性。8得出结论，指导学生应用结论，加深理解。给出由理论分析得到的平行板电容器电容的表达式。平行板电容器的决定式：- r 电介质的相对介电常数。两个公式的比较C = 定义式决定式9介绍常见的电容器利用多种电容器实物和多媒体课件，向学生简要介绍常用电容器及击穿电压、工作电压的概念。利用多媒体课件模拟过度充电现象，加强学生对击穿电压的理解。指导学生把课前上网查找的信息资料进行讨论交流。三教师点评
10、，引导学生自我小结引导学生从以下两方面进行自我小结：本节课学到了那些物理知识？通过本节课的探究学习，接触到了那些物理学的研究方法？观看图片，思考回答观察实物，获得感性认识。连接电路，实验观察，分析回答：充电过程：灵敏电流计的指针猛的偏转，再慢慢变小，最后归零。放电过程也有短时电流产生，但电流反向，放电完毕，电流消失。观看、分析、理解。观察、思考回答：图线为一条曲线，电流随时间的增加在逐渐减小。“面积”表示“电荷量”。猜想讨论、实验探究：增大电源电压，灵敏电流计的指针偏转角度增大，电容器所带的电荷量增大。不能。改变电源电压，继续实验。汇报实验结果。总结：同一个电容器，电荷量Q与电势差U的比值恒定
11、。回顾比值定义法的应用-指出类比的对象：电容器 柱形水容器电荷量 Q 盛水量 V电势差 U 水 位 H电 容 C 横截面积 S常识性了解法拉是一个很大的单位。进行简单练习、应用。观看图片，讨论提出探究的问题影响平行板电容器电容的可能因素观察实物，大胆猜想：可能与平行板电容器两极板的正对面积S、两极板间的距离d、两极板间插入的电介质有关分组讨论、探究，汇报可行的实验方案。“控制变量法”学生代表上台演示、操作。其他学生设计表格，记录现象，寻找规律，进行总结。不变量变化量U变化C变化Q、dS大变小变大小变大变小Q、Sd大变大变小小变小变大Q、S、d插入电介质变小变大用理论公式分析实验探究的结果。看书
12、，了解几种电介质的相对介电常数。思考、讨论定义式提供了测量的方法决定式提供了控制、制作的方法练习、应用。观察，了解。讨论、交流。进行自我小结。知识回顾。方法回顾：比值定义法类比法控制变量法等“从生活走向物理”，让学生了解电容器在生活中的广泛应用，增加对电容器的感性认识，激发学习热情，从而提出课题。将教科书的“示意图”改为学生分组实验，促使学生进入自主学习的境界，使学生获得对电容器充、放电过程的感性认识，为后面教学做好铺垫。利用Flash动画进行微观解释，将抽象的模型形象化，帮助学生理解。利用“朗威”微机辅助高级中学物理实验系统得出此物理过程中的图线，形象直观，便于学生分析，同时也体现了现代信息
13、技术与物理课程的有机整合。教师的适时引导、暗示能让学生做到有的放矢，提高课堂效率。利用学生分组实验，引导学生自主探究“电容的概念”，在成功突破教学重点的同时感受科学研究方法比值定义法将抽象的物理量用直观形象的事物来类比，不仅有利于学生的掌握，同时也让学生学会学习，体现出物理教学不仅仅是传授知识和技能，更重要的是渗透方法的功能。在教师的引导下，学生由生活实际抽象出探究的问题，充分体现出“教师为主导，学生为主体”的理念。引导学生对猜想与假设进行评价、梳理、总结，提高探究活动的科学性和可行性。通过教师的引导和学生对问题探究中的相互交流、讨论，既促进了师生之间、生生之间的合作互动，又培养了学生对知识的迁移能力和创新应用能力，实现知识和能力的协调发展。两个公式的比较，既是对本节课学生自主探究效果的检测，又进一步突显了主干知识结构。充分调动学生学习的主动性和积极性，培养学生主动利用多种资源进行学习研究的意识和习惯，更好地发挥学生主体地位。课堂总结以学生为主体来完成，通过学生自己对知识的总结，理清本节的知识结构；通过对方法、过程的回顾与思考，提升分析、解决问题的能力。
