高中物理人教版 (新课标)选修3选修3-1第一章 静电场8 电容器与电容教学设计

这是一份高中物理人教版 (新课标)选修3选修3-1第一章 静电场8 电容器与电容教学设计，共6页。教案主要包含了教学目标，教学的重点，设计思路，教学资源，教学设计等内容，欢迎下载使用。
无锡市第一中学（214031） 沈志斌 高亚成
一、教学目标
1．知识与技能
（1）知道什么是电容器及常见的电容器
（2）理解电容的概念及定义式，并会应用定义式进行简单的计算
（3）掌握平行板电容器极板电容的因素
（4）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
2．过程与方法
（1）学生自主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概念
（3）教师组织平行板电容器的演示实验，引导学生得出影响其电容的因素
3．情感态度与价值观
体会到物理实验的探究中乐趣，培养学生对科学的探究精神
二、教学的重点、难点
教学重点及教学策略
重点：电容器的电容的概念是教学中的重点
教学策略：运用DIS实验通过定量实验形成结论，得出电容器的电容概念，遵循“猜测→实验探索→抽象概括→解决问题”的科学探索原则，激发学生提出问题、解决问题的兴趣。
2．教学难点及教学策略
难点：影响平行板电容器电容大小的因素是教学中的难点
教学策略：通过演示实验，逐一探究影响平行板电容器的电容的因素，体会控制变量法在物理研究中的作用。
三、设计思路
1．电容器是一个形象化的实物，而其电容是一个十分抽象的概念，教学中先上学生观察金属膜电容器的实物结构，使学生获取有关电容器的感性认识，在此基础上，让学生通过小实验，了解电容器的工作过程，即充电和放电，再进一步通过DIS实验测绘出电容器的放电曲线，计算图象下围出的“面积”即带电量，再比较不同电压下的带电量，从而得出电容的概念。
2．做好书本演示实验是研究影响平行板电容器电容的因素的前提，而实验中的思维方法，即控制变量法是实验研究中的重要方法，为了便于对比分析，建议采用表格形式记录实验现象。
四、教学资源
1、实验器材：
（1）电容为3300μF/50V ，1000μF/50V的电解电容、干电池4节、小灯泡
（2）DIS演示实验器材：包括电流传感器（-1A~+1A）、“DISLab”数据采集器、J2362~1型电阻箱（0~99999Ω）、电容为2200μF/50V，1000μF/50V的电解电容、J1202高中学生电源、单刀双掷开关S、计算机安装DISLab软件。
（3）平行板电容器演示实验仪器一套、含起电器、静电计、介质等。
2．多媒体投影仪
五、教学设计
教 师 活 动
学 生 活 动
点 评
通过观察建立电容器概念
1、展示各种电容器的实物。
2、拆开一个金属膜电容器，展示其内部结构。
3、建立概念：两个相互靠近、导体彼此通过介质绝缘的导体，可以构成一个电容器。
听课、观察、思考
物理与生活密切联系，建立物理概念应该从感性知识开始。
做一做感知电容器的充电和放电
学生自主小实验，电路如图所示：
1、分别用4.5V 、6V干电池对同一电容器，充电后对同一小灯泡放电。
2、感受电容器的充电和放电过程，体会电容器的功能和特性。
3、比较电容器在6v,4.5v电压下的充电和放电过程。
4、实验归纳：
通过电容器的充电和放电,知道电容器能容纳电荷,存储电能。
电容器容纳电荷的多少与两极板电压有关。
1、学生两人一组进行实验
2、体验电容器的充电和放电
3、归纳实验现象
电容器的充电和放电具有抽象性，通过学生自主实验的体验，增加感性认识，加强知识的发生过程教学，有利于形成稳定的知识。
探究电容器的电量与两极板电压的关系
猜一猜:电容器放电电流随时间变化关系。
演示实验：应用DIS实验系统演示不同电容器不同电压时放电i-t图象，电路如图。
电容器的电容为1000μF、电压为8V、放电
1、叫一个或几个学生猜一猜其图象的形状，也可以上黑板画一画
2、观察演示实验现象（DIS图象形状）
3、思考图象下“面积”的表示物理意义
4、师生一起来算一算“面积”值
5、分析数据找规律
探究前的猜测有利于调动学生的积极性和求知欲，DIS实验是真实实验，可信度大。电流随时间变化的图象下的“面积”讨论有利加深学生利用图象处理问题的能力提高。
电阻为100Ω
(2)电容器的电容为2200μF、电压为8V、放电电阻为100Ω
(3)电容器的电容为2200μF、电压为16V、放电电阻为100Ω
(4)电容器的电容为2200μF、电压为16V、放电电阻为200Ω
3、想一想：i-t图象的面积表示什么呢？
4、计算上述实验中各次电容器的带电量。
5、想一想:电容器的电荷量与电压的关系．
6、形成结论：一个电容器所带的电荷量与电容器两极电压成正比,不同电容器电荷量与电压的比值一般不同。
电容的概念及定义式
1、概念：电容器的带电荷量与两极板电势差之比叫电容器的电容．电容是描述电容器容纳电量特性的物理量．
2、定义式:
3、单位:1C/V=1F
1F=106μF
1μF =106pF
4、出示并认识常用的电容器
介绍固定电容器、可变电容器、介绍击穿电压，让学生观看各种电容器实物，并阅读电容器上的参数
听讲、笔记、观察、
及时概括结论，返回到书本。
影响平行板电容器电容的因素
1、猜一猜平行板电容器的电容与那些因素有关，是什么关系。
2、演示实验研究：
（1）只改变正对面积S
静电计指针偏角变
___，说明电容器两板间的电势差U变____。分析电容变化情况。
（2）只改变电介质
静电计指针偏角变_______，说明电容器两板间的电势差U变______。分析电容变化情况。
（3）只改变正对面积
静电计指针偏角变_______，说明电容器两板间的电势差U变______。分析电容变化情况。
3、总结规律：平行板电容器电容的因素：电容C与极板的正对面积S 、极板距离d的关系为：
，式中K为静电力常量
1、猜测及说明猜测的初步依据
2、观察实验现象并做好记录
3、逻辑推理得出结论
4、阅读书本内容，明确实验结论
先猜后实验研究是物理学研究中的常规思维方法。
采用控制变量法分别研究一个自变量对应变量的作用是物理学研究的重要方法，采用预先设计的表格有利于形成结论。
课堂练习
1、对于给定的电容器，其电容C、电荷量Q、电压U.请画出其C-Q 、Q-U 图象.
2、一个电容器当带电荷量为Q时，板间电势差为U，当它的电量减少3×10-6C时，板间电势差降低2×102V，此电容器的电容为________μF．
3、如图所示，平行板电容器两板间距为d，电源电压为6V．闭合S后将板间距离减为d／4，再断开S，又将两板间距离恢复到d，此时电容器两极间电压为_____V．
*4、推导平行板电容器内电场场源关系
学生练习、讨论与交流
选择典型性问题作为当堂反馈的素材，及时总结新课知识，及时反馈，有利于教师把握教学效果，也有利于学生养成良好的学习习惯。
布置作业：
书本P31-32第1-4题