2020-2021学年8 电容器与电容教学设计

这是一份2020-2021学年8 电容器与电容教学设计，共5页。教案主要包含了三维目标，教学重点，设计思想，教学资源，教学设计等内容，欢迎下载使用。

一、三维目标
1、知识与技能
（1）知道电容器的基本构造，了解电容器的充电、放电过程，认识常见的电容器。
（2）理解电容的物理意义，掌握电容的定义公式、单位，并能进行简单的计算。
（3）了解影响平行板电容器电容大小的因素，能利用公式判断平行板电容器电容的变化。
2、过程与方法
（1）学生通过分组实验，观察、分析电容器的充、放电过程，在进一步利用实验探究电容器容纳电荷本领的描述过程中，理解物理科学研究的常用方法：比值定义法、类比法。
（2）学生在利用“控制变量法” 自主探究影响平行板电容器电容大小因素的过程中，进一步体会科学探究的过程与方法。
3、情感、态度与价值观
（1）通过列举电容器的广泛应用，增加学生的感性认识，培养学生探究新事物的兴趣。
（2）通过教师的适时引导和学生的自主探究，促进师生之间、生生之间的合作互动，使学生在体验探究的过程中，感悟科学思想，培养科学精神，实现知识和能力的协调发展。
二、教学重点、难点
1. 教学重点及其教学策略
重点：电容器电容的概念及物理意义
策略：通过实验探究理解电容的比值定义式，进一步运用类比法加深对电容物理意义的理解。由感性到理性，符合学生的认知规律。
2. 教学难点及其教学策略
难点： 影响平行板电容器电容大小的因素
策略：由实际生活需要出发，引导学生自己提出问题，积极猜想与假设，设计实验方法，改进完善实验，总结结论简单应用，从而完成自主探究的过程，使学生感受深刻，理解透彻。
三、设计思想
本节课的设计思想是：突出学生“自主探究、合作学习、互动高效”的教学方式。
首先，本着“从生活走向物理”的理念，让学生充分了解电容器在生活中的广泛应用，从而增加学生的感性认识，激发学习热情。
在教学过程中，将教科书上电容器的充电、放电示意图改为学生的分组实验，促使学生进入自主学习的境界，增强学生之间的交流与合作。同时多媒体课件、传感器的应用又体现了现代信息技术与物理课程的有机整合。在知识讲授时，有意识地渗透物理学的研究方法，如：比值定义法、类比法，进一步加强学生对电容的物理意义的理解。
在处理“平行板电容器电容的影响因素的探究”时，注重体现教师的主导作用和学生的主体地位。引导学生主动提出问题、大胆猜想假设、设计实验方案、完善实验方案、进行实验、归纳总结，从而体验自主探究的整个过程。通过教师的适时引导和学生的自主探究，促进师生之间、生生之间的合作互动，使学生在体验探究的乐趣和曲折的过程中，完成对重点知识的建构，感悟科学思想，培养科学精神，实现知识和能力的协调发展。
最后，课堂总结以学生为主体来完成，通过学生自己对知识的总结，理清本节的知识结构；通过对方法、过程的回顾与思考，提升分析、解决问题的能力。
四、教学资源
学生：每组电容器（多个）、灵敏电流计(1个)、电阻箱（1个）、干电池（3节）、单刀双掷开关(1个)、导线若干，
教师：电容器若干个、电阻箱（1个）、 干电池（3节）、单刀双掷开关(1个)、平行板电容器实验器材（1个）、感应起电机（1台）、静电计（1个）、石蜡（2块）、导线若干、“朗威”微机辅助高级中学物理实验系统、Excel表格、多媒体课件
五、教学设计
教学反思：

教师活动
学生活动
点评
导入课题
通过对照相机闪光灯的工作原理的设疑，课件展示电容器广泛应用的图片，导入课题。
新课教学
1．介绍电容器的基本结构组成
拆开一个电容器，让学生观察电容器的基本构成，利用课件进行总结电容器的结构、符号。
2．指导学生利用实验观察电容器的充电、放电过程，加强对电容器基本工作流程的了解。
储存电荷并在需要时快速释放电荷是电容器的基本工作流程。
投影实验电路图。

电键偏向1，充电过程。
电键偏向2，放电过程。
3、进一步利用多媒体课件模拟充电、放电过程，进行理论分析总结。
课件演示，分析总结。
电容器所带的电荷量为一个极板所带电荷量的绝对值，用Q表示。
两个极板间存在电场，两个极板间的电势差用U表示。
保持与外电路断开时，电容器所带的电荷量不变。
4．利用传感器观察电容器的充、放电过程，引导学生进行定量分析。
利用电流传感器与多媒体相结合来演示电容器的充、放电过程，得到i-t图象。
问：由i-t图象得到电流随时间如何变化？
指出电容器是高中阶段遇到的第一个非线形元件。
问：如何由放电过程的i-t图象得到电容器释放的电荷量？
5．引导学生利用实验进行定性探究电容器容纳电荷的本领大小的表述，。
问：能用电容器所带的电荷量Q表示电容器容纳电荷的本领吗？
暗示学生改变电源电压，观察思考
进一步提示：
理论和实验表明：当放电时间很短时，电容器所带的电荷量Q与最大放电电流IM成正比。引导学生用IM 定性表示Q，继续实验，探究。
教师利用Excel表格处理实验数据。
6．通过比值定义法得到电容的概念，利用类比法进一步分析比较，加深学生对电容的物理意义的理解。
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，叫做电容器的电容。
②公式：C =
③物理意义：
电容在数值上等于使电容器的两极板间的电势差为1V时电容器需要带的电荷量。
引导学生与水容器类比：
——C表示电容器容纳电荷的本领大小。
④单位：法拉（法），符号：F
1F = 106 μF = 1012 pF
⑤比值定义法：C与Q、U无关，定义式提供了一种测量的方法。
7．由实际生活需要出发，引导学生提出问题、进行猜想假设、设计实验、自主探究影响平行板电容器电容的可能因素
问：为获得较大电容值的电容器，首先应解决什么问题？
提示：几乎所有的电容器都是平行板电容器的变形。
展示平行板电容器实物，鼓励学生大胆猜想、假设。
问：可能与那些因素有关？
引导学生对提出的各种可能因素进行评价、梳理、总结。
指导学生注意以下问题的解决：
采用什么方法进行实验？
如何给平行板电容器充电？
没有提供直接测量电容的仪器怎么办？
如何保证电容器所带的电荷量不变？
怎样测量电容器两极板间的电势差？能用电压表吗？
教师巡视，与学生共同讨论方案的科学性、可行性。
8．得出结论，指导学生应用结论，加深理解。
给出由理论分析得到的平行板电容器电容的表达式。
①平行板电容器的决定式：
--- εr 电介质的相对介电常数。
②两个公式的比较
C = ——定义式
——决定式
9．介绍常见的电容器
利用多种电容器实物和多媒体课件，向学生简要介绍常用电容器及击穿电压、工作电压的概念。
利用多媒体课件模拟过度充电现象，加强学生对击穿电压的理解。
指导学生把课前上网查找的信息资料进行讨论交流。
三．教师点评，引导学生自我小结
引导学生从以下两方面进行自我小结：
本节课学到了那些物理知识？
通过本节课的探究学习，接触到了那些物理学的研究方法？
观看图片，思考回答
观察实物，获得感性认识。

连接电路，实验观察，分析回答：
充电过程：灵敏电流计的指针猛的偏转，再慢慢变小，最后归零。
放电过程也有短时电流产生，但电流反向，放电完毕，电流消失。
观看、分析、理解。
观察、思考回答：
图线为一条曲线，电流随时间的增加在逐渐减小。
“面积”表示“电荷量”。
猜想讨论、实验探究：
增大电源电压，灵敏电流计的指针偏转角度增大，电容器所带的电荷量增大。
不能。
改变电源电压，继续实验。
汇报实验结果。
总结：
同一个电容器，电荷量Q与电势差U的比值恒定。
回顾比值定义法的应用---

指出类比的对象：
电容器 —— 柱形水容器
电荷量 Q —— 盛水量 V
电势差 U —— 水 位 H
电 容 C —— 横截面积 S
常识性了解法拉是一个很大的单位。
进行简单练习、应用。
观看图片，讨论提出探究的问题——
影响平行板电容器电容的可能因素
观察实物，大胆猜想：
可能与平行板电容器两极板的正对面积S、两极板间的距离d、两极板间插入的电介质有关

分组讨论、探究，
汇报可行的实验方案。
“控制变量法”
学生代表上台演示、操作。其他学生设计表格，记录现象，寻找规律，进行总结。
不变量
变化量
U变化
C变化
Q、d
S
大
变小
变大
小
变大
变小
Q、S
d
大
变大
变小
小
变小
变大
Q、S、d
插入电介质
变小
变大
用理论公式分析实验探究的结果。
看书，了解几种电介质的相对介电常数。
思考、讨论
定义式——提供了测量的方法
决定式——提供了控制、制作的方法
练习、应用。
观察，了解。
讨论、交流。
进行自我小结。
知识回顾。
方法回顾：比值定义法
类比法
控制变量法等
“从生活走向物理”，让学生了解电容器在生活中的广泛应用，增加对电容器的感性认识，激发学习热情，从而提出课题。
将教科书的“示意图”改为学生分组实验，促使学生进入自主学习的境界，使学生获得对电容器充、放电过程的感性认识，为后面教学做好铺垫。
利用Flash动画进行微观解释，将抽象的模型形象化，帮助学生理解。
利用“朗威”微机辅助高级中学物理实验系统得出此物理过程中的图线，形象直观，便于学生分析，同时也体现了现代信息技术与物理课程的有机整合。
教师的适时引导、暗示能让学生做到有的放矢，提高课堂效率。
利用学生分组实验，引导学生自主探究“电容的概念”，在成功突破教学重点的同时感受科学研究方法——比值定义法
将抽象的物理量用直观形象的事物来类比，不仅有利于学生的掌握，同时也让学生学会学习，体现出物理教学不仅仅是传授知识和技能，更重要的是渗透方法的功能。
在教师的引导下，学生由生活实际抽象出探究的问题，充分体现出“教师为主导，学生为主体”的理念。
引导学生对猜想与假设进行评价、梳理、总结，提高探究活动的科学性和可行性。
通过教师的引导和学生对问题探究中的相互交流、讨论，既促进了师生之间、生生之间的合作互动，又培养了学生对知识的迁移能力和创新应用能力，实现知识和能力的协调发展。
两个公式的比较，既是对本节课学生自主探究效果的检测，又进一步突显了主干知识结构。
充分调动学生学习的主动性和积极性，培养学生主动利用多种资源进行学习研究的意识和习惯，更好地发挥学生主体地位。
课堂总结以学生为主体来完成，通过学生自己对知识的总结，理清本节的知识结构；通过对方法、过程的回顾与思考，提升分析、解决问题的能力。