《电容器的电容》教学设计_电容器的电容教案

2020-02-26 教学设计 下载本文

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《电容器的电容》说课稿

一.教材分析

《电容器的电容》是人教版高中物理选修3-1第一章静电场中第8节内容。其主要内容包括:电容器、电容、平行板电容器的电容和常用电容器。本节中包含两个考纲中的Ⅰ级知识点,即常用的电容器,电容器的电压、电量和电容的关系,是高考中的重要知识点,也是电场一章的重点。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流的影响)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.学情分析

由于本节要用到静电场中电荷、电势差的知识,若学生对这部分知识理解不够,分析起问题来就会显得吃力。同时,在学习电容器的充、放电过程时,需要学生具备较好的概括及抽象思维能力,而高中生抽象思维能力水平不高,所以此处易成为学习本节的难点。探究影响平行板电容器电容大小的因素,需学生猜想、设计实验并验证,学生的探究能力和较弱的动手能力会影响实验过程。三.教学目标 1.知识与技能

⑴.知道电容器的概念及构造,认识常见的电容器;

⑵.理解电容的概念及定义方法,掌握电容的定义式、单位,并会用定义式进行简单的计算;

⑶.通过探究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。2.过程与方法

⑴.通过实验感知电容器的充、放电过程;

⑵.通过电容与水容器的类比,体会电容是表示电容器容纳电荷本领的物理量; ⑶.通过探究试验找出影响平行板电容器电容大小的因素。3.情感态度与价值观

通过本节学习,让同学体会电子元件的奇妙,增强探索物理世界的奥秘的好奇心,通过探究试验,增强学生设计实验、处理实验数据的能力,并在实验中体会探索规律的艰辛以及获得成功的喜悦。四.教学重点和难点

本节的重点内容是常用的电容器,电容器的电压、电量和电容的关系。其难点一是电容器的构造和充、放电;二是对电容概念的理解和定义式,为突破该点我首先利用传感器形象展示电容器的电量和电压,再用水容器和电容器类比,理解电容;三是如何探究影响平行板电容器电容的相关因素,针对操作难点我对实验器材进行改进以降低实验难度。五.教学方法

针对学生情况和教材的重、难点,设计了如下教学方法: 1.启发式教学

针对问题创设情境,学生在教师的启发下解决问题,可以充分体现学生的主体地位。2.类比法教学

本节利用水容器水量与水面高度关系来类比电容器带电量与电压的关系,帮助学生对电容的理解。

3.探究式实验教学

引导学生自主探究平板电容器的电容与极板正对面积、极板距离、介电常数三者之间的关系,使学生在探索中加深对知识的理解,找出自己渴望得到的答案。六.教学过程

1.课堂引入(2分钟)

利用家中的洗衣机故障为例引入电容器,洗衣机通电后不工作,用手启动旋转桶后能工作,经检修更换启动电容器后正常工作,可见电容器是一个重要的元件。

在大量的用电器中都用到电容器,让学生观看收音机、电视机、VCD和计算机线路板上的电容器,形成直观的认识。

2.电容器的构造(5分钟)

电容器的外形多种多样,以纸质电容器为例介绍电容器的构造。让学生拆开纸质电容器,观察电容器的基本构造,并总结电容器的构造。

思考:两个叠放在一起的金属盆,中间用绝缘的塑料隔开,能否构成一个电容器?两个相互靠近的人,能否构成一个电容器?

由学生总结: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。

3.电容器的作用(5分钟)

由水容器能盛水引出电容器能储存电荷,让学生思考一下如何将电荷“倒入”电容器中,学生能分析出将电容器接到电源上给电容器充电。以动画为例帮助学生理解电容器充、放电的过程,引导学生注意“电容器所带电量为一个极板电荷量的绝对值”,还应注意电容器储存电荷的同时,两极板间有电压,也储存了电场能。

提出问题:电容器储存电荷与两板间的电压有什么关系?

因为我们无法直观的观察电容器储存电荷的多少,我们利用计算机和电流、电压传感器辅助设备,展示充电电流的波形图线,得出电容器充电电压与电荷量的关系图线,由图线可直观的看出电压与电荷量成正比。不同的电容器在相同的电压下充电电荷量不同,但电压与电荷量仍成正比。4.电容

不同的电容器使两极板间的电压均为1V时,所带电荷量不同,与此类同,不同的容器使其中的水位均为1cm时,水的体积不同。但同一个容器,使水位每升高1cm,所加入水的体积相同。升高的水位与加入水的体积成正比,提出问题:加入水的体积与水位升高的高度之比表示什么?学生能总结出比值为容器的底面积,与容器中有无水和水量的多少无关,由容器本身决定。

进一步对比:同一个电容器,每使板间电压增加1V,所需电荷量相同,提出问题:电容器的电荷量与板间电压的比值表示什么?因为两者成正比,比值用常数C表示,即电容器的电容。与电容器是否带电及所带电荷量的多少无关,由电容器本身决定。

5.合作探究

电容器的电容由电容器本身决定,我们以平行板电容器为例,探究影响电容的相关因素。

阅读P30演示实验,讨论以下问题:

(1)影响平行板电容器电容有哪些因素?

(2)当平行板电容器的电容与多个因素有关时,应如何探究?

(3)无法直观的比较电容的大小,应通过什么方法判断电容的变化?(4)如何根据静电计判断电压的变化?

通过以上问题让学生猜想影响电容器电容的因素,并能用控制变量法进行实验探究,又因为无法直接观察到电容的变化,应保持电量不变,通过电压的变化来反映电容的变化,还应学会如何利用静电计来测量电容器两极板的电压。

课本上实验器材较难操作,主要存在以下几个问题,一是板间距离不能太大,距离较大时,改变板间距离,电压变化不明显;二是改变两板的正对面积时,很难保证板间距离的不变;三是向两板间加入电介质时,容易使介质与极板相碰;四是很难保证电容器电荷量不变。通过对实验的改进解决以上问题。

学生实验

总结,6.常用电容器

让学生了解常用的电容器,分为固定电容器和可变电容器,了解电容器使用时应注意的问题,如击穿电压、工作电压等。七.板书设计 八.课堂达标 九.课下作业

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