高中物理8 电容器与电容教学设计

这是一份高中物理8 电容器与电容教学设计，共6页。教案主要包含了实物投影，图片展示，实验演示，告知学生，实验过程等内容，欢迎下载使用。

课题
电容器的电容
课型
新课教学
教
学
目
标
一．知识与技能
1．知道什么是电容器及常见的电容器
2．知道电容器充电和放电时的能量转化
3．理解电容器电容的概念及物理意义
4．掌握平行板电容器的决定式
二．过程与方法：
1．了解类比法研究问题
2．学习用控制变量法研究问题
三．情感，态度价值观：
1．培养学生互相讨论，互相协助，大胆创新的精神。
2．渗透内因决定事物本质的哲学观点
3．课件展示电容器两极带等量异种电荷，让学生体会物理学中的对称美
重点
1.电容的概念
2.电容影响因素
难点
1. 建立电容器的充放电过程的印象
2. 对电容物理意义的理解
教法
类比法、探究法、讨论法、实验法
学法
学生设计实验、讨论、练习、阅读自学
教具
多媒体、实验影片剪辑、电容器、平行板电容器、静电计等
板
书
设
计
电容器的电容
概念：
电容器
充电：电能 → 电场能
放电：电场能→其他形式能
带电量：一个
分类：固定电容器和可变电容器
击穿电压
额定电压
定义式：
电容
决定式：
单位：F、μF、pF
物理意义
教
学
过
程
教
学
过
程
教
学
过
程
教

学
过
程
教 师 活 动
设 计 意 图
引入：
【照相】学生可观察到明显的闪光效果，同时展示照相机里用的两节1.5V电池。
【提问】为什么3V的电压可以产生如此强的光？
【介绍】照相机里的一个秘密武器就是电容器。
【实物投影】：几种不同规格、型号、外型的电容器。
电容器是电气设备中的一种重要元件，在电子技术、电工技术中有很重要的应用。
【图片展示】电视机、VCD的内部电路里的电容器。
除了电视机、VCD外，电风扇、日光灯、收音机、等电器中也有广泛的应用。本节来认识电容器及其相关问题。
新课教学：
一、电容器
电容器的构造：
【出示】一个电容器，并将其拆开，让大家观察它的构造。
学生观察总结,可以得出：该元件有两片锡箔（导体），中间是一层薄膜（绝缘体）。
引申电容器的概念：类似这样，在两个相互靠近的导体中间夹上一层绝缘物质就构成一个电容器。这两个导体叫做电容器的两个极板，中间的绝缘物质叫电介质。
【思考】相邻两同学是否构成电容器？
构成。
【思考】两个平行金属板夹上一层绝缘物质能否构成一个电容器？
构成，这种电容器叫平行板电容器 ，它是一种最简单的电容器。
过渡：电容器的构造我们了解了，它又是怎样工作的？
2．电容器的充、放电
【实验演示】电容器的充、放电过程。再用模拟动画演示补充。
[实验观察]
充放电时电路中电流计有怎样的反应？
[动画演示]
有电流，意味着有电流做功，则伴随着能量的转化，那么能量在怎样转化呢？以及电流流过是电荷再怎样移动？带着这样两个问题我们一起来看一下模拟的动画。
充电：两极板分别带上等量的异种电荷。电池中的电能转化为电场能储存在电容器当中。
我们把一个极板的带电量的绝对值叫做电容器所带的电荷量。
放电：电容器当中储存的电场能转化为其他形式的能。
过渡：对于同一电容器，两板间所加的电压越大，板上所带的电荷就越多，那么电容器的带电量与充电电压到底有什么样的关系呢？
二、电容
人们通过实验研究发现：对于同一电容器，电容器所带的电荷量Q与电容器两极板间的电势差U成正比，即比值Q/U 是一个常量；对于不同的电容器，这个比值一般不同。那么这个比值表征了电容器储存电荷的特性。人们这样定义：
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，用C来表示。
2．定义式：
3．单位：法拉 简称：法 符号：F 1F＝1C/V 1F＝106μF＝1012pF
4．物理意义：描述电容器容纳电荷本领的物理量。
【提问】怎么理解呢？
引导学生类比理解：
既然电容器的作用是储存电荷，那么我们就把它与盛水的容器----水杯进行类比。
电容器 水容器
↓ ↓
容纳电荷的能力 容纳水的能力
↓ ↓
单位电压电容器所带电量 单位深度水容器所带水量
↓ ↓

【结论】
电容在描述电容器的储存本领时就如同水杯的底面积。
【演示】水杯存满水和只存一点水。再把水全倒掉。
【提问】水杯自身的储水本领变了吗？
学生回答：没有。
【类比】那电容器储存100C的电荷和只储存10C的电荷，电容器自身的储存本领变了吗？不储存电荷呢？
学生类比后回答：没有。
【提问】电容C与Q、U有关吗？
电容C是电容器本身的特性，不由Q、U这些外界因素决定。
老师强调：这是比值定义法。
回顾：前面我们刚学了一个也是用比值定义法定义的物理量是什么？
过渡：通过前面的学习我们知道电容C有自身的因素决定，那它有自身的哪些因素决定呢？
三、平行板电容器的电容
【猜想】既然电容C由自身因素决定，那么平行板电容器的电容的大小可能由哪些因素决定呢？
学生根据电容器内部构造可能会猜想到：平行板电容器的电容大小可能与两极板正对面积、绝缘电介质、两极板间距离有关。
【思考】
怎样来验证我们的猜想呢？
老师提示：
大家肯定会想到：我们要检验电容C是否和上面三个因素有关，可以改变任意一个看电容C变不变就行了。但现在的问题是C的变化我们没有专门的仪器可以检测出来怎么办呢？
学生再讨论，可能得出：
由得：当Q不变时，C的变化可由U的变化反映出来，例如：U变大时，表示C一定减小了。
【思考】怎样设计实验呢？
老师提示：设计实验的过程中我们会遇到这样几个问题：
①怎样使电容器所带的电荷量不变呢？
老师提示：将电容器充电后与电源断开，仅仅移动极板，猜想分析电荷量Q会不会变？
给电容器充电后断开电源，电源不再继续对电容器充电，同时也没有导线将两板相连，电容器也不会放电，电容器所带电荷量不变，而且正负电荷相互吸引，总是聚集在正对的面积里。
②怎样测电容器两极板间的电势差的大小呢？
【告知学生】有一个这样的仪器：既可以测两极板间的电势差又可以让两极板未连接，这就是静电计。它是由验电器改装而成的，它的金属球接一导体，金属外壳接另一导体，从指针的偏角可测出两导体间的电势差。
【实验过程】
用控制变量法，分别改变以上三个量，观察指针张角的变化，完成下面的表格：
电势差U
电容C
两板间距d
增大
减小
正对面积S
增大
减小
电介质
插入
拔出
过渡：是不是向板间插入电介质，电容一定会增大呢？科学家们经过大量的实验得出：
[告知学生]：板间充满某种介质时，C会变为板间为真空时的若干倍，这一倍数叫这种介质的介电常数，用ε表示。课本中给出几种电介质的介电常数。
【总结】理论和实验可证明：平行板电容器的电容C跟介电常数成正比，跟正对面积S成正比，跟两极板间距离d成反比。
公式：，k为静电力常量。（C只由、S、d决定）
回顾：前面我们刚学的电场强度E也有两个公式，、。
四、常用电容器
学生带着下面几个问题阅读常用电容器部分：
常用电容器，从构造上看，可以分为哪些类型？
常用的固定电容器有哪些？
电解电容器与其他常用电容器相比有什么显著特征？
图13－42的电容器上标的“0.002μF，400V”指的是什么？
击穿电压：加在电容器两极板上的最大限度电压，超过这个电压电介质将被击穿。
额定电压：电容器长期工作时所能承受的电压，比击穿电压低。
强调：电容器上标的电压是额定电压。
学以致用
1.下列有关电容器的说法中，正确的是（ ）
A.只有两块互相靠近且彼此绝缘的导体带电才能组成电容器
B.两块互相靠近且彼此绝缘的导体即组成电容器
C.充电后的电容器两极板可能带有不等量的异种电荷
D.电容器的带电量是指两极板带电量的总和
2.对于给定的电容器，在描述电容量C、带电量Q、两板间电势差U的相互关系中，下列图中正确的是（ ）

实物的展示与实际生活的联系使学生对电容器充满兴趣。
实验过程无法详细演示电荷移动情况及电场的变化过程，需要flash动画配合
进行类比法这种物理思想的灌输与训练
实物的演示让学生的认识从感性升华到理性。
重温比值定义法
让学生体验每一个真理的得出都经过了猜想→验证的过程，培养学生大胆创新的精神和和研究问题的习惯
老师的提示让学生思考的帆船驶向正确的方向
训练学生设计简单实验的能力以及培养思维习惯
由于该实验受天气变化的影响很大，而且现象也不是特别明显，所以用事先拍好的影片代替。
对控制变量法这一物理方法的再一次训练
将知识进行串联。
培养学生的自学能力。
课堂小结
今天这节课我们在知识上学习了电容器、描述电容器储存电荷本领大小的物理量----电容；在研究方法上我们首次接触了类比法研究问题，又重温了比值定义法和控制变量法。
作业
阅读本节内容。
练习七：（3）（4）。
预习下节内容：带电粒子在匀强电场中的运动。