《电容器的电容》课堂教学 设计
《电容器和电容》教学设计

《电容器和电容》教学设计本文是《电容器和电容》教学设计的完整教案。
教学目标:1. 理解电容器的基本原理和作用;2. 掌握电容器的常见类型、特性和使用方法;3. 理解电容的概念及其与电容器的关系;4. 运用所学知识解决相关问题。
教学资源:1. 电容器示意图、图片或实物;2. 相关电路图示;3. 实验仪器和元件。
教学内容:一、电容器的概念和作用(理论授课,约20分钟)1. 引入电容器的概念,简要介绍电容器在电路中的作用。
2. 分类介绍电容器的常见类型,如电解电容器、陶瓷电容器等,并讲解各种类型的特点与应用领域。
3. 引导学生思考电容器的结构和工作原理。
二、电容器的特性和参数(理论授课,约20分钟)1. 解释电容量的概念和单位,介绍电容器的电容量与其尺寸、介质等因素的关系。
2. 介绍电容器的极间电压(额定电压)和耐压特性,以及其在电路中的保护作用。
3. 引导学生理解电容器的极性特性,区分极性电容器和非极性电容器的使用条件和注意事项。
三、电容器的连接方式和功能实现(理论授课,约15分钟)1. 介绍电容器的串联和并联连接方式,并讲解不同连接方式下电容值的计算方法。
2. 利用示意图或实物演示不同电容器连接方式对电路的影响,引导学生理解电容器在电路中的功能实现。
四、电容器的实验验证与应用(实验操作,约60分钟)1. 设计并组织实验,验证电容器的充放电过程和电荷存储能力。
2. 布置实验任务,要求学生选择不同类型的电容器,测量其电容量和极间电压,并比较它们的特性差异。
3. 引导学生运用所学知识,设计一个简单的电路实现特定功能,并通过实验验证电容器的作用。
4. 鼓励学生提出自己的观察和思考,并结合实验结果进行讨论。
五、电容的概念和计算(理论授课,约15分钟)1. 引入电容的概念,与电容器的区别进行说明。
2. 探讨电容与电荷量、电压和介质的关系,并介绍电容的计算公式及其单位。
3. 引导学生运用电容的计算公式解决相关问题。
《电容器电容》教学设计

《电容器电容》教学设计一、教材分析本节知识与生活联系比较紧密,几乎所有电气设备都要用到电容器,学生学习兴趣比较浓厚,因此,教材首先讲解了电容器的功用,通过介绍电容器的构造及使用,使学生认识电容器有储存电荷的本领,同时介绍了电容的概念、定义式,再讲解电容器的电容与哪些因素有关。
电容器的充放电现象和电容概念,是高中物理教学的重点和难点之一。
二、学情分析学生没有接触过有关电容的问题,比较抽象,所以接受起来容易觉得生硬。
因此,要充分利用实验和多媒体等直观手段,多增加一些实验来增强教学效果。
三、教学目标(一)知识与技能通过观察思考、合作探究,学生掌握电容这一概念;理解平行板电容器电容的定义公式。
(二)过程与方法1.通过对平行板电容器电容的定义公式推导的学习,学生经历科学探究、分析、归纳的思维过程;2.教育学生在处理实际问题时,如何忽略次要因素,抓住主要因素,抽象出物理模型,从而对学生进行物理研究方法的培养。
(三)情感态度与价值观在主动学习合作探究过程中,体验和谐、流畅、民主、愉悦的学习情境,在满怀热望的探究中不断获得美的感受和成功的喜悦。
四、重点和难点重点是电容的定义及定义公式,难点是学生没有接触过有关电容的问题,而读了这一段以后又要过好久才再见到它,所以接受起来容易觉得生硬。
因此,要尽可能结合实际讲,并要把道理尽可能讲明白,避免学生死背公式。
五、教学用具静电计、平行板电容器、枕形导体、有机玻璃板、有机玻璃棒、丝绸几种常见的电容器。
六、教学方法启发探究式教学、多媒体辅助教学。
七、课时安排一节课八、教学过程(一)介绍电容器图11.演示;将平行板电容器的一板a放在静电计上,将静电计外壳接地,用丝绸摩擦过的玻璃棒使a带正电,静电计张开一个角度,然后用不带电的枕形导体b接近a,看到静电计张角减小,用手摸b,张角更小,问为什么?先要弄清张角大小由什么决定,告诉学生这个仪器叫静电计,与初中见过的验电器类似,它的张角的大小由指针和外壳之间的电势差决定,这点现在不便论证。
电容器的电容 说课稿 教案 教学设计

电容器的电容[学习目标] 1.知道电容器的概念,认识常见的电容器,通过实验感知电容器的充、放电现象.(重点) 2.理解电容的概念及定义方法,掌握电容的定义、公式、单位,并会应用定义式进行简单的计算.(难点) 3.了解影响平行板电容器电容大小的因素,了解平行板电容器的电容公式.(重点) 4.知道改变平行板电容器电容大小的方法.电容器和电容[先填空]1.电容器的组成两个彼此绝缘的导体,当靠的很近且之间存有电介质时,就组成一电容器.2.电容器的充放电过程过程内容充电过程放电过程定义使电容器带电的过程中和掉电容器所带电荷的过程方法将电容器的两极板与电源两极相连用导线将电容器的两极板接通场强变化极板间的场强增强极板间的场强减小能量转化其他能转化为电能电能转化为其他能(1)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,公式为C=Q U.(2)物理意义:表示电容器容纳电荷本领的物理量.(3)单位:1 F=106μF=1012pF.[再思考]1.比值定义法是物理上常用定义物体量的方法,列举你所了解的用值定义法定义的物理量.【提示】 加速度a =Δv Δt ,电场强度E =F q ,电势φ=E pq 等.2.根据公式C =QU ,能否说电容C 与电容器所带的电荷量Q 成正比,与两极板间的电势差U 成反比?【提示】 电容是用比值法定义的物理量,不能说C 与Q 成正比,与U 成反比.[后判断](1)电容大的电容器带电量一定多.(×)(2)电容的单位有F ,μF ,pF,1 F =103μF =106pF.(×)(3)电容为C 的电容器所带电荷量为Q ,若电荷量增大为2Q ,则电容变为2C .(×)(4)电容器所带的电荷量Q 是指电容器的一个极板上所带电荷量的绝对值.(√)(5)电容器放电的过程就是两极板电荷中和的过程.(√)常见电容器及平行板电容器[1.分类.⎩⎨⎧按电介质分:聚苯乙烯电容器、陶瓷电容器、 电解电容器等按电容是否可变分:固定电容器、可变电容器2.电容器的额定电压和击穿电压(1)额定电压:电容器能够长期正常工作时的电压.(2)击穿电压:电介质被击穿时在电容器两极板上的极限电压,若电压超过这一限度,则电容器就会损坏.3.平行板电容器(1)构成:由两个彼此绝缘的平行金属板构成. (2)电容的决定因素①决定因素:两板间距离d ,两板的正对面积S ,两板间电介质的介电常数εr .②关系式:C=εr S 4πkd.[再思考]1.在选用电容器时应注意什么问题?【提示】注意电容器上标的两个参数即电容和额定电压.2.如图1-8-1所示,开关S与“1”端接触后,再与“2”端接触,灯泡是否发光?怎样解释?若发光,电流方向如何?图1-8-1【提示】当电源与“1”接触,给电容器充电,上极板带正电荷,下极板带等量负电荷,当电容器上电压与电源电压相同时,充电完毕,当接“2”时,电容器通过灯泡放电,放电电流是从正极板流出沿灯向下随电荷减少电压降低、灯泡逐渐变暗,放电完毕,灯泡熄灭.[后判断](1)电容器外壳上标的是额定电压.(√)(2)电解电容器使用时,正、负极不能接反.(√)(3)平行板电容器间插入电介质时电容变大.(√)(4)平行板电容器带电量为零时,其电容为零.(×)学生分组探究一对电容的理解(深化理解)第1步探究——分层设问,破解疑难1.电容器在充、放电的过程中,能量如何转化?2.为什么说电容器的电容描述了电容器容纳电荷的本领?第2步结论——自我总结,素能培养1.对电容的理解图1-8-2(1)电容器容纳电荷的本领相当于直筒形容器容纳水的本领.电容相当于直筒形容器的底面积,底面积越大,水位每上升1个单位高度,水量就增加得越多,而对应的电容越大,类似地两极板间电压每升高1 V,两板就会容纳更多的电荷量.这里的“容纳”并不是指容器可盛的最大水量或电容器可带的最大电荷量.图1-8-3(2)通过Q-U图象理解,如图1-8-3所示,Q-U图象是一条过原点的直线,其中Q为一个极板上所带电荷量的绝对值,U为两板间的电势差,直线的斜率表示电容大小.因而电容器的电容也可以表示为C=ΔQΔU,即电容的大小在数值上等于两极板间的电压增大(或减小)1 V 所增加(或减少)的电荷 量.2.公式C =Q U 与C =εr S4πkd 的比较公式 内容C =Q U C =εr S 4πkd 公式特点定义式决定式意义对某电容器Q ∝U ,但Q U =C 不变,反映容纳电荷的本领平行板电容器,C ∝εr ,C ∝S ,C ∝1d ,反映了影响电容大小的因素联系电容器容纳电荷的本领由QU来量度,由本身的结构(如平行板电容器的εr 、S 、d等因素)来决定第3步 例证——典例印证,思维深化一个电容器所带的电荷量为4×10-8 C ,两极板间的电压是2V ,那么这个电容器的电容是多少?如果电容器的电荷量减少了1×10-8 C ,则板间电压变成多少?【思路点拨】 电容器的电容C 可用公式C =QU 计算,且电容与电荷量无关,只由电容器本身决定.【解析】 C =Q U =4×10-82 F =2×10-8 F又因C =ΔQ ΔU 得ΔU =ΔQ C =1×10-84×10-8V =0.25 V所以U ′=U -ΔU =2 V -0.25 V =1.75 V . 【答案】 2×10-8 F 1.75 V电容器电容、电荷量、电压的分析电容器的电容只由电容器本身决定,与电荷量两极电压无关,因此,在分析电荷量、电压时电容器电容不变是分析问题的关键点.第4步 巧练——精选习题,落实强化1.电容器A 的电容比电容器B 的电容大,这说明( ) A .A 所带的电荷量比B 多 B .A 比B 能容纳的电荷量多 C .A 的体积比B 的体积大D .两个电容器的电压都改变1 V 时,A 的电荷量改变比B 大【解析】 电容是电容器的固有属性,根据电容定义C =QU ,电容的物理意义是指电容器两极板间的电压每改变1 V 时所改变的电荷量的多少,电容C 不表示电容器容纳或已容纳电荷量的多少.【答案】 D2.(多选)对于给定的电容器,下列是描述电容C 、所带电荷量Q 、电势差U 之间的相互关系的图线,正确的是( )【解析】 在电容定义式C =QU 中,C 由电容器结构决定,与Q 、U 无关,A 正确,B 、C 均错误,Q 与U 成正比,D 正确.【答案】 AD学生分组探究二 平行板电容器的两类典型问题(拓展延伸)第1步 探究——分层设问,破解疑难 1.平行板电容器电容与哪些因素有关?2.平行板电容器电荷量或电压保持不变,当d 和s 变化时会引起哪些变化? 第2步 结论——自我总结,素能培养 1.电容器两极板始终与电源两极相连此时电容器两板间电势差U 保持不变,若用“↑”表示相关物理量增大,“↓”表示减小,则:(1)电容器极板间距离变化.(2)电容器的正对面积变化.2.电容器充电后与电源断开:此时电容器所带电量Q保持不变.(1)电容器极板间距离变化(2)电容器的正对面积变化.第3步例证——典例印证,思维深化如图1-8-4所示是一个由电池、电阻R、开关S与平行板电容器组成的串联电路,开关S闭合.一带电液滴悬浮在两板间P点不动,下列说法正确的是()图1-8-4A.带电液滴可能带正电B.增大两极板距离的过程中,电阻R中有从a到b的电流,电容器中负电荷从B到AC.断开S,减小两极板正对面积的过程中,液滴将加速下降D.断开S,减小两极板距离过程中,液滴静止不动【思路点拨】液滴如何运动决定电容器两极板间的电场强度,而电场强度又与板间电压U和两板间距d有关.【解析】带电液滴在重力和电场力作用下处于平衡状态,电场力方向向上,电场方向向下,故液滴带负电,A选项错误.由C=εr S4kπd和Q=CU可知,当两极板间距离增大的过程中,C变小,所以Q变小,因此电容器放电,放电电流的方向从a到b,负电荷由B板经电源和电阻R流向A板,选项B错误.断开S,由C=εr S4kπd,Q=CU和U=Ed知E=4kπQεr S,Q不变,S减小,所以E增大,电场力大于重力,液滴加速上升,C选项错误.由E=4kπQεr S知,Q不变,d减小,E不变,液滴静止不动,D选项正确.【答案】 D电容器动态分析的思路(1)确定不变量:是电压U不变,还是电量Q不变.(2)用决定式C=εr S4πkd分析平行板电容器的电容变化情况.(3)用定义式C=QU及变形式Q=CU,分析电容器带电量或两板间电压变化情况.(4)由于U=QC=Q·4πkdεr S,故匀强电场强度E=Ud=4πkQεr S,可以分析电容器极板间场强变化情况.第4步巧练——精选习题,落实强化3.(多选)传感器是一种采集信息的重要器件,如图1-8-5是由电容器作为传感器来测定压力变化的电路,当待测压力F作用于可动膜片电极上时,以下说法中正确的是()图1-8-5A.若F向上压膜片电极,电路中有从a到b的电流B.若F向上压膜片电极,电路中有从b到a的电流C.若F向上压膜片电极,电路中不会出现电流D.若电流表有示数,则说明压力F发生变化【解析】F向上压膜片电极,使得电容器极板间的正对距离变小,电容变大,电容器和电源相连电压不变,由C =QU 知Q 变大,电源对电容器充电,外电路中产生顺时针方向的瞬时电流,电流表也就有示数了,直到再次充满,B 对,A 、C 错;只要压力F 发生变化,极板间距离就变化,电容也就变化,电流表就有示数,D 对.【答案】 BD图1-8-64.如图1-8-6所示,平行板电容器与电压为U 的直流电源连接,下极板接地.一带电油滴位于电容器中的P 点且恰好处于平衡状态.现将平行板电容器的上极板竖直向上移动一小段距离( )A .带电油滴将沿竖直方向向上运动B .P 点的电势将降低C .带电油滴的电势能将减少D .若电容器的电容减小,则极板带的电荷量将增大【解析】 电容器与电源相连,电压U 不变,当上极板向上移动时,极板间距离d 增大,电场强度E =Ud 减小,静电力减小,带电油滴将向下运动,选项A 错误;由U =Ed 知,P 点与下极板间电势差减小,P 点电势降低,选项B 正确;由E p =qφ知,油滴带负电,电势能增加,选项C 错误;由C =QU 知C 减小,U 不变,Q 将减小,选项D 错误.【答案】 B平行板电容器与静电计结合问题的解决方法1.静电计指针和外壳分别与两块平行金属板相连接,使两块金属板带上等量的异种电荷,且电容器电荷量Q不变.2.由决定式C=εr S4πkd,根据所给问题中εr、S或d的变化,确定平行板电容器的电容C的变化情况.注意电容器间插入电介质时意味着εr变大,电容C变大;插入金属板时意味着d减小,电容C也变大.3.根据U=QC,可确定电容器两极板间的电势差的变化,进而可以确定静电计指针的张角变化情况.图1-8-7(多选)平行板A、B组成电容器,充电后与静电计相连,要使静电计指针张角变大,下列措施可行的是()A.A板向上移动B.B板向右移动C.A、B板间插入电介质D.减少极板上的电荷量【解析】A板向上移动,正对面积S减小,或B板向右移动,距离d增大,根据C=εr S4πkd,电容C均减小,由U=QC知电势差U变大,静电计指针偏转角度增大,A、B对;A、B板间插入电介质,相对介电常数εr增大,根据C=εr S4πkd,电容C增大,由U=QC知电势差U变小,静电计指针偏转角度减小,C错;由U=QC得,减小电荷量Q,电势差U变小,静电计指针偏转角度减小,D错.【答案】AB静电计与验电器的区别及联系(1)从结构上看,除了共同具有的金属球、金属杆和指针(或金箔)以外,静电计的外壳必须是金属制作,金属球、金属杆和指针(或金箔)连接成了一体,金属外壳与地球又连接成了一体,而这两体就组成了一个电容器.(2)从原理上看,验电器的金属杆和指针因带有同种电荷而相互排斥,从而使指针张开.而静电计的金属外壳与金属杆之间形成了电场,指针上的电荷由于受到了电场力的作用而发生了偏转.(3)从功能上看,验电器主要功能是检验导体是否带电,而静电计的功能主要是测量电势差,当然也可以检验接触的导体是否带电.。
《电容器的电容》优秀教案

第8节电容器的电容教学设计一、教学目标1.知识与技能⏹了解电容器的作用及其构造⏹感知电容器充、放电现象⏹探究电容器带电量与电压之间的关系,深刻理解电容器电容的概念⏹研究并理解平行板电容器的电容与哪此因素有关2.过程与方法⏹比值定义法是物理学中经常采用的方法,培养学生掌握用数学工具描述物理量之间的关系的方法。
⏹合理猜测→实验验证,掌握控制变量法在多因素相关实验中的使用,培养学生的迁移类推能力、动手实验能力。
⏹培养利用现代计算机技术获取、加工、分析科学实验数据的基本科学素养。
3.情感、态度与价值观⏹借助已有的知识与方法,类比迁移到解决不熟悉问题,培养学生形成自我学习能力。
⏹树立正确对待实验数据的科学态度,大胆假设,小心求证。
通过了解超级电容器、电容触摸屏的应用,感受到科学技术是第一生产力,科技改变生活的价值体验。
二、教学重点、难点重点:了解电容器的结构和工作方式,理解电容的定义。
难点:电容概念的理解。
三、设计思想教学的真谛是“沟通”,要使学生真正理解和掌握物理知识,并内化为自身能力,最好的方法是:让学生主动参与到教学活动中来,通过师生活动、生生活动等方式,让学生在感受与体验中学习,比教师单纯传授知识更有效,思维训练也更加深刻。
学生不仅得到知识,还得到包括解决问题的科学方法、态度,独立思考的良好习惯等。
电容器是后面学习交流电路、LC振荡、无线电知识的基础,了解电容器的结构和工作方式,理解电容的概念及定义方法是这堂课的基本目标,在本节课中,体现“从生活走向物理”的新课程理念,自制的电容器把电容器比较理论的知识很形象地展现给学生,由浅入深,学生在头脑中很容易就会留下深刻的印象。
教学重点是让学生参与教学活动,通过学生实验激发学生学习兴趣,了解电容器充、放电过程。
通过学生实验理性分析电容器两极板电压和所带的的电荷量的关系来探讨电容这个物理量,用定量实验的方法来定义电容C 及平行板电容器的电容C与正对面积S、板间距离d的关系,让学生在学习过程感受到物理量的探究过程,猜想---实验设计---数据采集---数据处理---总结实验结果。
《电容器的电容》教学设计

电容器的电容【教学目标】1、知识与技能⑴知道电容器是储存电荷和电场能的装置;⑵了解常见电容器的外形、结构和符号;⑶了解电容器的充、放电过程,了解击穿电压、额定电压的概念;⑷理解电容的意义,知道其单位,并会用电容定义式进行计算;⑸了解影响平行板电容器电容的相关因素及其电容的决定式。
2、过程与方法⑴经历影响平行板电容器电容因素的探究过程,体会其中蕴涵的思想方法:控制变量法, 提出问题,定性分析、实验探究与定量分析相结合等;⑵通过实验与观察,了解电容器的构造和特点,通过类比法理解电容器的电容概念。
3、情感态度与价值观⑴通过介绍电容器的缘起、发展与应用,渗透STS教育思想;⑵渗透事物的本质是有自身的因素即内因决定,不由外因决定的观点。
【教学重点】电容的概念【教学难点】电容的引入与理解研究影响平行板电容器电容大小因素的实验探究【教学方法】问题讨论,理论探究与实验探究相结合,类比方法,动画模拟【教学用具】电容器示教板,静电计,平行板电容器,电介质板,感应起电机,电池组,导线, 单刀双掷开关,多媒体与课件【教学过程】提出课题:电容器到底是什么样的元件?它的作用、构造、原理是什么?本节课就要研究这些问题。
(一)电容器实例探究:出示一纸质电容器并将其拆开,请学生观察。
结论:有两片锡箔(导体),中间是一层薄纸(绝缘)。
1、概念:实际上,任何两个彼此绝缘又相距很近的导体都可以看成一个电容器。
问题讨论:两平行导体板夹上一层绝缘物质(空气也算)能否构成电容器?2、充电、放电演示:连接如图的电路丄E现象观察:当接a时,G偏转T当接b时,G反偏转分析:充电一一充电电流;电能=> 电场能放电——放电电流;电场能匚二> 其他形式能量(二)电容提出问题1:既然电容器是用来储存电荷的,而不同电容器容纳电荷的本领是不同的,我们应该用一个物理量表示电容器容纳电荷的能力,这应是一个怎样的物理量呢?定性分析:对一个电容器来说,其储电能力应该是一定的,我们找到的这个物理量对这个电容器来说也应该是不变的。
人教版(新教材)高中物理必修3优质教学设计3:10.4 电容器的电容教案

10.4 电容器的电容结对交流指导、倾听部分学生的交流,初步得出学生预习的效果情况就学案中教材诠释交流的内容与结对学习的同学交流。
第二层级(小组讨论小组展示补充质疑教师点评)主题1:认识电容器问题比较简单,学生能直接回答可以不讨论,注意让更多的学生参与展示。
(1)电容器的主要作用是什么?(2)电容器两极板上的电荷分布在哪里? 什么是电容器的电荷量?板间电场强度有哪些特征?(3)电容器是如何充放电的?口头表述主题2:电容器的电容教材中的水容器与电容器的类比很形象,但理解上还是有一定难度,通过小组讨论可以增进认识。
(1)为什么不用电荷量Q来表示电容器容纳电荷的本领?(2)图示是一个容器,容器内水的体积V与盛水的深度H之间有什么关系?能不能说横截面积S越大,容器盛水量V就越多?如果把电容器容纳电荷与此容器容纳水作类比,那么电容器的电容C与容器的哪一个量类似?口头表述主题3:探究影响平行板电容器电容的因素探究影响平行板电容器电容的因素是一个重点内容,有条件(1)在研究“影响平行板电容器电容的因素”实验中是否直接测量了两板间的电势差U?本实验通过观察什么来比较电势差的变化?(2)本实验并没有直接定量计算电容器的电容C,实验中又是如何知道电容C的变化的?口头表述主题4:电容概念的建立电容的定义与很多物理量一样是比值定义。
可以让学生列举以前相似的物理量的定义。
(1)说说你对电容器电容的理解,总结电容器电容的物理意义,(2)电容的定义式为C=,怎样板书理解这三个量之间的关系?为什么电容的定义式又可写作C=?第三层级基本检测根据具体情况与部分同学交流,掌握学生的能力情况. 全体学生独立思考,独立完成,小组同学都完成后可交流讨论。
PPT课件技能拓展视学生基础和课堂时间、教学进度决定是否作要求教师未提出要求的情况下学有余力的学生可自主完成PPT课件记录要点教师可在学生完成后作点评学生在相应的位置做笔记。
PPT课件第四层级知识总结教师可根据实际情况决定有没有必要总结或部分点评一下。
《电容器和电容》教学设计

《电容器和电容》教学设计一、教材分析1.教材的地位和作用:本节课的教学内容是教科版高中物理选修3-1,第一章静电场,第六节的电容器和电容,主要包括电容器的结构、功能、电容器的充放电电容器的电容,平行板电容器的电容及常见电容器。
它是学习完匀强电场后的一个重要应用,强化所学过的知识并加以深化,同时也为后面学习交流电路(电感和电容对交流电的影响)和电子线路(电磁振荡)做预备知识,在教材中起承上启下的作用,同时电容器和电容的知识与人们的日常生活、生产技术和科学研究有着密切的关系,因此学习这部分知识有着广泛的现实意义。
2.课程标准要求(1)观察常见电容器的结构,了解电容器的电容。
(2)通过实验,理解影响平行板电容器电容大小的因素,能解释生活中的一些现象。
3.教材内容安排首先引出电容器的概念,以及什么样的物体可以构成电容器,然后通过电路图分析电容器的充电与放电过程。
接着通过量筒与电容器类比得到电容的概念,定义式,物理意义,以及电容与电荷量、电势的关系。
探究影响平行板电容器电容大小的因素。
最后,讲授常用电容器、三种可变电容器、电容器上标注的信息。
二、学情分析1.学生的逻辑思维:高二学生认知水平提高,好奇心强,有较强的探究欲望,同时也有过较多的小组合作经验,具备一定的观察能力,分析能力,和实验能力,但在理解问题时,缺乏思维变通能力和知识迁移的能力。
在教学过程仍需以一些感性认识作为依托,可以借助实验或多媒体电教手段,加强直观性和形象性,以便学生理解和掌握。
2.学生的知识基础:学习本节课之前,学生已经学习了电场力和电场能的知识,为学习本节内容奠定了一定的基础。
3.学生的认识困难:学生对于电容器这样的非线性元件是第一次学习遇到。
由于电学概念比较抽象,学生对电磁现象的感性认识又较少就使得学生在学习电学时普遍感到比较困难,所以电容器概念的教学成为本节的难点之一。
在静电场的学习中学生已经很明确的知道验电器是用于检验电荷的存在及多少的,但本节内容中的验电器却变身为静电计,这需要学生在理解电容的知识的基础上才能理解其中的原理,给学生在探究影响平行板电容器电容大小的因素是设立了很大的障碍。
【教学设计】《1.8电容器的电容》(人教)

《1.8电容器的电容》本课编写:泾川县第三中学 王小平老师电容器是一种重要的电学元件,有着广泛的应用。
学生已经学习了研究电容器需要涉及的电势差、电场强度、电荷量等物理量,所以,本节教学的核心是应用静电场的有关知识研究电容器。
整个这一节的内容,关于电容器的充放电现象和电容概念,是高中物理教学的重点和难点之一,比较抽象。
因此,可多增加一些演示实验会有更好的教学效果。
【知识与能力目标】l .知道电容器的概念,认识常见的电容器,通过实验感知电容器的充放电现象。
2.理解电容的概念及定义方法,掌握电容的定义公式、单位、并会应用定义式进行简单的计算。
3.通过实验了解影响平行板电容器电容大小的因素,了解平行板电容器的电容公式,知道改变平行板电容器的电容大小的方法。
【过程与方法】结合实物观察与演示,在计算过程中理解掌握电容器的相关概念、性质。
【情感态度与价值观】体会电容器在实际生活中的广泛应用,培养学生探究新事物的兴趣。
教学重点:掌握电容器的概念、定义式及平行板电容器的电容。
教学难点:电容器的电容的计算与应用教学方法:类比法、实验探究法。
教学用具:静电计、平行板电容器、铁架台、电介质板、电池组、导线(若干)等.课时安排:l课时一.情景导入1、拿一个饮料瓶让大家观察分析,思考:饮料瓶是干什么用的?饮料瓶上的500ml指的是什么?2、展示各种电容器,并做解释:这是一种能容纳电荷的容器,今天我们来学习它——电容器以及描述它容纳电荷本领的物理量——电容。
电容器:任何两个彼此绝缘又相隔很近的导体都可以看成一个电容器。
做一做:把两个金属板平行放置,大约相距10cm,提出思考问题:这套装置能否构成一个电容器?学生思考后回答:能,两金属板是导体,中间的空气是绝缘物体。
二、新课教学:1.电容器的充电、放电演示:按找课本图1.8-1连接电路,提示学生注意观察实验现象:当S接左端和右端时,电流表指针的偏转情况。
现象:当S接右端时,电流表指针发生偏转;当S接左端时,电流表指针反向偏转。
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通过演示实验,让学生观察充电过程和放电过程中电势差和电流的 变化。获得具体形象的感性认识。
根椐观察和分析,总结充电过程和放电过程的特点。(师生一起总 结)
②充电过程和放电过程的特点 充电过程的特点 1、充电的时间很短。 2、充电电流电流由大变小,瞬间变为0,电容器两极板间电势差随 电荷量的增加而增大,最后和电源电压相等,充电过程结束。 3、从电源中获得能量以电场能的形式储存在电容器中,极板间形成 电场。 放电过程的特点:(学生总结)
上述教学过程完成后,接着提出一个问题:电容器两极板所带的电 荷,和两极板之间的电势差有没有一种定量的关系呢?通过这个问题, 引导学生再进行下一个探究电势差和电荷量关系的实验,并从该实验中 得出结论:电荷量和电势差的比值,对于确定的电容器来讲是一个定 值。根据这一结论,引入电容这个物理量。为了让学生明确电容的物理 意义,依椐教材的安排,我采取把电容器和水容器的情况放在一起,运 用类比法进行了处理。
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 学生观察电容器充电和放电的现象,引导学生产生探究电容器结构的兴 趣;然后现场把一电容器打开,和学生一起认识电容器的内部结构。在 此基础上对照电路示意图,理解电容器的充电过程和放电过程,并再次 设计演示实验,让学生观察和总结充电过程和放电过程中,电流、电势 差、电场能等物理量的变化。
在学习电容单位的时候,考虑到学生对于电容的单位认识有一定难 度,再加上电容的单位之间的换算也比较特殊,所以在处理这部分内容 的时候,第一是要讲清楚电容单位“法拉”的物理意义,第二是要让学 生进行一定的单位换算练习,最终做到学生掌握这个知识点。
在处理“平行板电容器电容的影响因素的探究”时,原本有个设 想,就是也采取学生分组实验的方案,但真正去试做这个实验的时候才 发现,这个实验受天气、温度的影响很大,还有在操作的时候,一不小 心让两极板接触或手接触到金属板,都会出现电荷很快消失的情况,造 成实验很难进行下去。为了让这个实验简单一些,我也考虑过用电容表 来直接把数读出。但在仔细研究教材之后,我又把这些想法都否定了。 教材的安排可以说是非常科学的,在学生得出了电容的定义式之后安排 这个实验,在电容表早就已被普遍使用的情况下,教材还保留让学生用 静电计去分析这个实验的安排,其实就是为了让学生去用学过的电容的 定义式,去分析和解决实际的问题。既探究了新知识,又巩固了新学的 知识。而且这个实验,课本上也是把它安排为一个演示实验,所以最后 处理时,我采取了由教师来操作演示,学生观察分析总结的方式。
(2) 电容是电容器的一种属性,由自身的因素决定 (3)适用于任何电容器电容的计算 3.电容的单位 基本单位:法拉(F) 1F=1C/V 常用单位:微法(uF) 、皮法(pF) 换算关系: 1F = 106 = 1012pF 请完成下面的一道练习 两个不同的电容器C1、C2,所带的电荷量均为6×10-6C,两 极板电势差分别为2V、3V,则这两个电容器的电容大小分别为 ______________(单位用μF表示) 猜想:电容是电容器本身的一种属性。不同的电容器电容为什么不 同?它到底又和哪些因素有关呢?
四、重点和难点
重点:1.电容器工作原理、 2.电容的概念的理解和电容定义式的得出 3.平行板电容器电容与它自身因素关系的探究 4.电容定义式和决定式的应用
难点:1.电容器充电过程和放电过程的理解 2.电容容电容概念的理解 3.平行板电容器电容与它自身因素关系的探究
五、教学方法
比值定义法、类比法、实验探究法、、控制变量法等
电容定义的过程以及平行板电容器电容与它自身因素关系的过程,从而 更深层次的理解概念,巩固知识。
2.掌握讨论法、实验法、类比法、比值定义法,控制变量法等研 究问题的方法。
情感、态度与价值观 1.在教学过程中渗透事物本质是自身的因素,即内因决定外因, 不由外因决定观点 2.培养学生实事求是的科学精神。 3.进一步形成研究和解决问题的物理思维。
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。但学生概括、梳理和总结 的能力毕竟有限,因此我采取了先让学生总结,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。这样,也就形成了本节的知 识结构。
学以致用,点题对应的训练是必不可少的。在这个方面,除了中间 进行的电容单位换算的练习,一起认识常用的电容器,并对常用电容器 进行分类外,我最后还安排了两个需要运用三个公式才能解决的综合题 目,以此来巩固、强化课堂上所学的知识,提高学生运用所学的知识解 决问题的能力,达成教学目标。
3、 教学目标
知识与能力 1.知道电容器及其结构。知道电容器充电过程和放电过程中电 流、电压与能量的变化特点 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应 用。学会用类比法、实验探究法,比值定义法研究和处理问题。 3.知道平行板电容器的电容与哪些因素有关,有什么关系。进一
步熟悉控制变量法的使用。 4.理解公式及其含义,关能用它来分析问题。 过程与方法 1.让学生经历研究电容器充电和放电的过程,经结论。
根据公式,电量Q一定时,电势差U的变化可反应出电容器电容C的
变化
U越大,C越小, U越小,C越大
3.实验器材
两块金属板(组成平行板电容器)
静电计(使用时金属球与金属外壳分别与电容器两极板连接,指针
张角可反映出两极板间的电势差,张角越大,则两极板间电势差越大)
实验分析 实验电路图如图所示,电容器1、2为相同的电容器。当单刀双掷开
关打到a点时,电源给电容器1充电,打开开关S1,电容器1充电结束, 保持开关S2断开,将开关S1打到b点时,电容器1会给电容器2充电,充 电结束后,因为两电容相同,电量会平分,则此时电容器1所带的电荷 量为最开始的一半,再将开关S1断开,将S2闭合,此时电容2被短接放 电。放电结束,断开S2,再将开关S1打到b点,电容器1会再次给电容器 2充电,充电结束后,电容器1的电量会变为原来的1/4。
通过 分析 得出 结论
电容C
(1).电容器的电容随两极板间距离的增大而______, 随两极板 间距离的减小而_______。
(2).电容器的电容随两极板间正对面积的增大而_____, 随正对 面积的减小而________。
(3).电容器的电容随电介质相对介电常数的增大而______,随电 介质相对介电常数的减小而_______。
六、教学资源
多媒体教学设备、闪光灯、电容器、静电计、起电机、平行板电容 器、电介质、铁架台、电路示教板、电源、电容器若干、导线若干、电 脑、实物投影仪。
七、教学流程
8、 教学过程
通过演示让闪光灯闪光的过程,激发学生探究电容器能够储存电荷 和产生电火花的原因,从而开始第一知识环节的探究。
一、电容器 1. 结构
起电机(用来感应起电,接触极板可使极板带电)
电介质(刀形云母,相对介电常数大于空气)
4.进行实验
根据指针张角的大小变化,将电势差的变化填入下面的表格中,
并分析出电容C的变化(注意先记录张角变化,再进行电势差与电容的
变化分析):
实验操 d增大 d减小 S增大 S减小 插入电
作
介质
电势差 U
拔出电 介质
通过改变两极板间的正对面积或距离来改变电容。 3.电容器使用时需要注意
1. _____________________________________________________________ 2. _______________________________________________________________ _________________________________________________________________ 3.(从能量转化的观点) __________________________________________ 二、电容 C 1.物理意义的探究
5.平行板电容器的定义式: 教师引导学生进一步总结:这个公式反映了电容器的电容与电介质的介
电常数成正比,与极板正对面积成正比,与它的板间距离成反比,。也 进一步的说明了电容器电容与电量、电势差无关。就由它本身的性质决 定。因此,也将这个式子称之为电容的决定式。
四、常用电容器 1.固定电容器:电容固定不变. 2.可变电容器
一个电容器两极板间的电势差随电容器所带电荷量的减少而减小, 成_________,比值是一个_______,我们用常数C来表示。
探究常数C的物理意 义:________________________________________
2.电容的定义式
_________________________________________________________________ 注意:(1)根据C=Q/U ,对不同的电容器,Q相同,U大,C小,或者U相 同时,Q大,C也大.但不能认为C与Q 成正比,与U 成反比。
实验操作 将电容器两端接电压表,按照上面的分析进行操作,观察电压表的
示数,并记录在下面的表格内。
电容器1所 电容器1充电结
带的 电荷 束后
量
Q
电容器两 极板间的 电势差
电容器1第一次给 电容器2充电结束 后为Q/2
电容器1第二次给 电容器2充电结束 后为Q/4
通过观察演示实验中电压表示数随两极板间电荷量的改变情况,总 结得出:
2. 充电和放电 在学生了解了电容器结构的基础上,探究电容器充电过程和放电过 程的特点。
①充电过程和放电过程的概念 充电过程:我们把电容器接入电源,两极板带上等量异种电荷的过
程称之为充电电程,并且把电容器充电后,任意一个极板带电量的绝对 值叫电容器的带电量,用“Q”表示。
放电过程:用导线把充电后的电容器的两极板相连,使两极板上 正、负电荷中和的过程。