电容器与电容教学设计

《电容器与电容》教学设计湖北省监利县柘木高级中学易国平【学习任务分析】本节知识与生活联系比较紧，几乎所有电气设备都要用电容器，学生学习兴趣比较浓厚，且本节知识对学生逻辑推理能力要求较高，因此，本节知识在许多题目中出现频率很高，甚至是高考的热点问题，这也体现了对本节知识的教学也尤为关键。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。整个这一节的内容，是后面学习LC振荡电路的必备知识，是学习交变电路和电子线路的基础，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，又比较抽象，因此，可多增加一些实验会有更好的教学效果。【学习者分析】学生对本节知识是个全新的，陌生的情景，同时对本节知识也充满了好奇与期待，学习也很主动，在本节中还配合有物理实验，也会进一步激发学生学习物理的兴趣。【教学目标】1．知识与物理原理①知道什么是电容器以及常用的电容器。②理解电容器的电容概念及其定义，并能用来进行有关的计算。③知道公式及其含义，知道平行板电容器的电容与哪些因素有关。④会对平行板电容器问题的动态分析。2．能力目标①知道利用比值法定义物理量。②学会在实验中用控制变量法的实验方法，提高学生综合运用知识的能力。3．情感目标结合实际，激发学生学习物理的兴趣。【教学重点】电容的概念。【教学难点】电容的定义和引入。对平行板电容器的动态分析。【教学方法】启发式、探究式、类比法。【教学用具】静电计、平行板电容器、多媒体、电源、导线、电键。【教学过程】感知电容器（展示各种各样电容器的图片）CBB60型金属化聚丙烯薄膜电容器CBB61型金属化聚丙烯薄膜电容器CBB65型金属化聚丙烯薄膜电容器（创设情境，引入新课）电容器在我们当今生活中随处可见，如电脑、电视机、收音机等几乎所有用电器中都有电容器。电容器的工作分为充电和放电过程。放影幻灯片，认识充放电过程的特点。请学生归纳：充电：极板带电量Q增加。放电：带电量Q减小。介绍充电和放电过程中能的相互转化情况，并强调电容器是指一个极板所带电量是指一个极板所带电量的绝对值。请同学讨论电容器工作的特点，并归纳指正，电容器充电时是将电荷贮存，放电时是将正负电荷中和，即放电。（设计说明：这样让学生更加清楚认识电容器是一种贮存电荷的容器，也是一个储能的元件。）放影幻灯片：照相机的外置闪光灯，电脑的键盘等都是电容器。提出问题：电容器储存电荷本领的强弱如何呢？从而引出电容的概念。二、电容介绍电容器的电容的定义，并给出电容的定义式，让学生知道这是一种按比值定义物理量的方法。请向前面学到过哪些按比值定义的物理量（如，均是按比值定义的）请学生回答，并给予指正和评价。（设计说明：要让学生知道这是一种定义物理量的方法，让学生知道这样对比、归纳地学习物理知识。）对电容的理解，可以比喻用水桶装水。提出问题，引导学生思考讨论：电容器带电时有电容，不带电就没有电容。这种说法正确吗？引导学生思考讨论后，介绍水桶装水时有装水的本领，不装水时也有装水的本领。如同电容器带电时有贮存电荷的本领，不带电时也贮存电荷的本领。因此电容就是用来描述电容器贮存电荷本领的强弱的，与电容器是否带电无关的。就像不同的水桶需要注入不同的水量才能达到相同的水位一样，不同电容的电容器充电到相同电压需要的电荷量也不同。水桶中的水位随水量的增加而升高，电容器两端的电压随电容器的极板带的电荷量的增加而升高。（设计说明：通过比喻让学生对电容的物理意义理解更加深刻，比直接介绍式灌输效果更好。再介绍电容是标量，和电容的单位以及单位的换算关系。（直接通过幻灯片放出）⑴定义：电容器所带的电荷量跟它的两极板间的电势差的比值，叫做这个电容器的电容。⑵定义式：⑶单位换算：三、实验探究电容与哪些因素有关先介绍静电计的装置，并让学生观察静电计与验电器的区别，弄清楚静电计是干什么用的仪器。有同学提问：为什么不直接用伏特表测电容器的两极的电压呢？给予正面回答：如果直接用电压表来测量，那么电容器两极板就要放电，正负电荷会中和，故不能用电压表来测量。（设计说明：这样创设情境、提出问题、引发思考，经过这样的过程让学生知道静电计的构造及用途。）开始做这个实验，强调所用的实验的方法是控制变量法。请两个同学上讲台，一个同学按书本要求操作，一个同学在近处观察静电计的变化情况，然后再找同学分析、归纳实验结论。最后老师作评价并将实验结论归纳出来。此实验分为三步，第一步只改变正对面积S，第二步只改变板间距离d，第三步在两板插入介质，实验结束，要强调该实验受环境影响较大，要注意保持实验环境干燥。保持Q和d不变，S越小，电势差U越大，表示电容C越小。保持Q和S不变，d越大，电势差越大，表示电容C越小。插入电介质后，电势差U减小，电容C增大。综上所得结论：（设计说明：这样让学生自己探究，进一步掌握利用控制变量法的实验方法，同时培养了学生认真观察，团结协作的科学精神。）应用举例：（利用幻灯片直接将题目放出）例1：将一个电容为12PF的平行板电容器接在一个3V的电池上。⑴电容器每个极板所带的电荷量是多少？⑵保持与电池的连接，使两极板间的距离减半，每个极板的电荷量以是多少？⑶断开与电池的连接后，使两极板之间的距离减半，两极板间的电势差是多少？讲解分析过程。并在幻灯片上放出正确解答过程。并强调高考中出现的热点的问题，可能出现类似的题型，请同学们掌握方法，并归纳电容器的两种接法，以及处理方法。再介绍一下电容器的分类，以及额定电压和击穿电压的概念。【课堂小结】本节课我们学习了电容的概念，以及用实验方法探究了电容与哪些因素有关。【教学反思】本节课学生又见到了用比值法定义物理量，以及用科学的实验探究式的方法研究电容与哪些因素有关，并且实验用到了控制变量法，这些都有利于培养学生的科学品质，以及认真观察、勤于思考、团结协作的科学精神，较常规的讲授或灌输知识的方法效果要好的多，有利于提高学生实验技能，但在实验中，若环境较潮湿，产生静电的效果会不好，在实验中要注意并防止，以确保实验的成功。