教学设计电容器的电容

教学电容器的电容 教学设计:电容器的电容 江苏省如皋中学物理组 张梅 226500 【教学目标】 知识与技能 1(知道什么是电容器，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，掌握电容的定义式、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 电容的决定式，知道改变平行板电容器的电容大小的方法。 过程与方法 1(学生自主合作通过小实验感知电容器的充电和放电现象。 2(教师利用DIS实验演示，引导学生得出电容的定义。 3(教师组织演示平行板电容器的实验，引导学生得出影响其电容的因素。 情感态度与价值观 通过学生对实验的观察和研究，培养学生的科学探究能力和抽象思维能力。 【实验器材】 DISLab(数字化信息系统实验室)，电容器示教板，静电计，平行板电容器，电介质板，起电机，电池组，导线，单刀双掷开关，几种不同规格的电容器 【教学流程】 实例引入 历史渊源 电容器概念的建立 充放电特点 应用与常见电容器介绍 探究平行板电容器电容 电容概念的建立与理解 【教学过程】 教学 说明 流程 通过活动一:认识电容器，了解电容器的构造 物理与生观察1(展示各种电容器的实物。 活密切联系～建建立2(拆开一个电容器，展示其内部结构 。 立物理概念应电容3(建立电容器的概念:两个相互靠近、彼此绝缘的 该从感性知识器的导体，可以构成一个电容器。 着手。 概念 活动二:通过实验，感知电容1 G 器的本领 2 学生自主实验，电路如图所 示: 1(分别用4.5V、6V的干电 池对同一电容器充电、放电，注意观察电流计指针偏转电容器的的方向及偏角的大小。 感知充电和放电具2(比较电容器在4.5V、6V电压下充、放电的过 程。 电容有抽象性～通过 3(感受电容器充电和放电过程，体会电容器的功器的学生自主实验～ 能。 充、增强感性认识～4(学生根据实验现象归纳: 放电 促进知识的生?通过电容器的充、放电～知道电容器是储存电荷 的装置。 成。 ?电容器在充、放电过程中～还伴随着能量的转化。 充电:电流从电源的正极流向正极板～电能?电场能 放电:电流从正极板流向电源的正极～电场能?其他形 式的能 ?电容器储存的电荷与两极板间的电势差有关。 5(电容器所带电荷量是指一块极板所带电荷量的绝对值。 活动三:根据实验，猜想放电电流随时间变化的关 系: 根据上面的学生自主实验，猜想放电过程中电流随 时间变化的关系，请三个同学把图象画在黑板上。 探究活动四:教师演示，验证猜想 利用DIS电容演示实验:利用DIS实验测绘出电容器的放电曲线。实验测绘图象～器的演示同一的电容器在不同电压充电后放电电流与时间的验证实验前的电荷关系，即i-t图象，电路如图所示。再换一个电容器重复探究猜想有利量与上述操作。 于调动学生的 2 1 极板积极性和求知间电E 欲望。 计算机 电流传感器 C 势差 的关讨论i-t图系 象下面所围成 1.观察演示实验现象(计算机屏幕上得到的图象形的“面积”～有 状)，与自己的猜想进行比较。 利于加深、提高 2.思考:i-t图象下面所围成的“面积”表示什么,学生利用图象 (提示:可联系v-t图象) 解决问的能 3(计算上述各次实验中电容器所带的电荷量，完成 力。 电容器1 电容器2 为了便于1 2 3 4 对比～处理电荷量Q 实验数据时利电压U 6V 12V 6V 12V 用表格形式～这Q/U 是我们实验中4.形成结论:一个电容器所带的电荷量与电容器两 常用的方法。 极板间的电压成正比，不同的电容器电荷量与电压的比 值一般不同。 活动五:归纳总结，形成概念 教师引导:这个比值反映的是电容器本身的性质， 即电容器储存电荷的能力。在此基础上由学生总结出电 容的概念及定义式。 1(概念:电容器所带电荷量与两极板间的电势差的 比值叫做电容器的电容。 概括总结～ Q回归课本。体会C,2(定义式: U电容 用比值定义法3(单位:法拉(F)，微法(μF)，皮法(pF) 的概-6-12定义的物理量～1F=1C/V， 1μF=10F， 1рF=10F 念及4(物理意义:表征电容器容纳电荷本领大小的物理反映物质本身定义量。 的属性。运用类5. 对电容的理解: 式 比法研究加深 ?用比值法定义物理量的特点 ?与水容器对比理解 对电容的理解。 VS,水容器H S V H VV2 1 Qh C,电容器U C Q U S2 S1 活动六:实验演示, 探究影响平行板电容器电容的 因素 演示实验:教师介绍实验原理及实验仪器。(重点介 绍静电计的使用) 探究猜想:根据电容器的结构,猜想平行板电容器的电容先猜想后影响可能与哪些因素有关? 验证是物理学 引导学生分析实验的方法:控制变量法. 平行研究中的常规 实验过程: 板电思维方法～控制 1(Q、d不变，改变两极板的正对面积S，观察静电容器变量法也是物 电容计指针的变化，得知两极板间电势差的变化。 U理学研究中的 Q的因重要方法。 现象分析:S?，θ?，U ?，C,，C? U 素 QS?，θ?， ?，，C? UC, U 2(Q、S不变，改变两极板间的距离d，观察静电计 指针的变化，得知两极板间电势差U的变化。 Q现象分析:d?，θ?，U ?，C,，C? U 通过实验 Q 演示～有利于学C,d?，θ?，U ?，，C? U 生对平行板电 3. Q、S、d不变，在两极板间插入电介质，观察静 容器的构造及 电计指针的变化，得知两极板间电势差U的变化。 工作原理的理 Q 解。 C,现象分析:插入电介质，θ?，U?，，C? U 根据实验现象，让学生概括影响平行板电容器电容 的因素，并定性说明与这些因素的关系。 总结规律:平行板电容器的电容与极板的正对面积 ,SrC,,S、极板距离d的关系为，其中叫相对介电常r4,kd 数，是一个与电介质性质有关的常数(无单位)。 读表1.8—1， ,空气的近似为1(一般性研究中，空气对C的影响可以忽略) r 活动七:自主阅读，认识常见的电容器 固定电容思考:1(电容器的分类 器 + 常用2.认识各种电容器的符号:(看电 容器示教板) 电容 电解电容器 3(分析可变电容器变容原理 器 4.阅读身边的电容器上的参数， 区分工作电压(额定电压)和击穿电压: 可变电容 器 由学生完成 小结 -6C的1.一个电容器，充电后所带电荷量为Q=4×10 电荷量时，它的板间电势差U=2V，由此可知，该电容器 的电容是___________F。 -6如果再充进4×10C的电荷量，其电容为 选择典型问题___________F。 作为当堂反馈～如果用导线将电容器两极相连，放电后，其电容为 有利于教师掌F。 课堂 握学生的学习2(如图所示，给电容器充电，静电计指针偏转一个反馈 角度。以下情况中静电计的指效果～也有利于 针偏角增大还是减小, 学生对所学知?把两板间的距离减小; 识的及时巩固。 ?把两板间的正对面积减小; ?在两板间插入相对介电常数 较大的电介质。 【教后反思】 电容器是一种重要的电学元件，有着广泛的应用，而其电容是一个十分抽象的概念。在教学中，借助实物展示了解其构造;通过学生自主实验了解电容器的充、放电过程;利用DIS实验演示，加深理解电容器所带电荷量与两极板间的电势差的关系，促成电容概念的形成。对影响平行板电容器电容的因素的探究，旨在通过实验让学生体会控制变量法是研究物理规律的重要方法。本节课，笔者主要采用自主学习、类比法、探究式教学模式进行课堂教学，注意了探究性与有效性、主体性与主动性、预设性与生成性，很好地完成了教学目标，培养了学生自主学习能力、科学探究能力和抽象思维能力。