視頻標(biāo)簽：電容器的電容

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視頻課題：人教版高中物理選修3-1第一章第8節(jié)電容器的電容-阜陽

教學(xué)設(shè)計(jì)、課堂實(shí)錄及教案：人教版高中物理選修3-1第一章第8節(jié)電容器的電容-阜陽市第三中學(xué)

第一章 靜電場 
 第8節(jié)  電容器的電容的教學(xué)設(shè)計(jì) 
教案背景： 
在本節(jié)課的活動中，教師將單純的知識傳授轉(zhuǎn)換為以教師為主導(dǎo)，以學(xué)生為主體的雙主課堂。教師在教學(xué)中，努力創(chuàng)設(shè)適宜學(xué)生活動的環(huán)境和條件，引導(dǎo)學(xué)生分析問題、解決問題，并教會學(xué)生學(xué)會利用網(wǎng)絡(luò)學(xué)習(xí)。 
教材分析： 
本節(jié)學(xué)生會認(rèn)識電容器這個(gè)電學(xué)的元件。知道電容器的構(gòu)成要素、特點(diǎn)和描述電容器的物理量，及常見的電容器，其中平行班電容器的電容在高考中出現(xiàn)的頻率最高。另一方面，實(shí)際生活中許多電器中都會用電容器，所以本節(jié)內(nèi)容是教學(xué)的關(guān)鍵。 
根據(jù)本節(jié)內(nèi)容的特點(diǎn)和學(xué)生的思維認(rèn)知特點(diǎn)，本節(jié)的教學(xué)重點(diǎn)定位于對電容概念的理解應(yīng)用上，先通過DIS實(shí)驗(yàn)演示電容器的充電和放電過程，然后用類比的方法提出電容的概念，教學(xué)難點(diǎn)定位于，研究影響平行板電容器電容大小因素的實(shí)驗(yàn)探究。 
教學(xué)方法： 
為了提高學(xué)生學(xué)習(xí)的興趣，本節(jié)從實(shí)際出發(fā)引入新課，同時(shí)在本節(jié)的教學(xué)中采用觀察法、講授法、類比法、探究實(shí)驗(yàn)法、互動探究法、網(wǎng)絡(luò)搜索法使學(xué)生從各個(gè)角度充分認(rèn)識電容器，可以很好地突出教學(xué)重點(diǎn)、突破教學(xué)難點(diǎn)。 
教學(xué)目標(biāo) 
（一）知識與技能 
     1、了解電容器的構(gòu)造和常用電容器。 
     2、知道電容器充電和放電過程是能量轉(zhuǎn)化的過程。      3、理解電容的定義式，并會進(jìn)行相關(guān)計(jì)算。 （二）過程與方法 
1、通過影響平行板電容器電容因素的實(shí)驗(yàn)探究過程，體會其中蘊(yùn)涵的物理方法：控制變量法，能夠?qū)�問題進(jìn)行定性分析、定量分析等； 
2、能夠利用互聯(lián)網(wǎng)搜索學(xué)習(xí)新知識。 （三）情感態(tài)度與價(jià)值觀 
體會電容器在實(shí)際生活中的廣泛應(yīng)用，培養(yǎng)學(xué)生探究新事物的興趣。  
教學(xué)過程： 
【引入新課】教師用課件展示互聯(lián)網(wǎng)鏈接圖片電腦主板、音響主板等。這么多的電器中用到了電容器，電容器是什么樣的元件？實(shí)際展示一個(gè)電容器，它到底有什么功能呢？請兩個(gè)男生到講臺，手拉手體驗(yàn)電容器放電過程。從而得出電容器是可以儲存電荷的容器。 
（一）電容器 
 
                    
             
                    
                            [教師活動] 出示一紙質(zhì)電容器并將其拆開，請大家觀察它的構(gòu)造。 學(xué)生匯報(bào)觀察結(jié)果：該元件有兩片錫箔(導(dǎo)體)，中間是一層薄紙(絕緣)。  課件展現(xiàn) 
[教師板書] 任何兩個(gè)彼此絕緣又相隔很近的導(dǎo)體，組成一個(gè)電容器。 
[教師活動] 為什么剛才展示的電容器的錫箔紙那么長，兩錫箔紙之間的絕緣紙那么薄？設(shè)置懸念。 
[教師演示] 利用直流電源、電路板上的電容器、單刀雙擲開關(guān)、數(shù)據(jù)采集器、電流傳感器以及DIS軟件，展現(xiàn)電容器充放電過程中的電流隨時(shí)間的變化關(guān)系 
 
讓學(xué)生觀察充電和放電過程中的電流特征 
 
[學(xué)生總結(jié)] 充電過程，電流是短暫。 
 [教師點(diǎn)撥 并進(jìn)行原理說明] 
    1．將電容器兩個(gè)極板帶上等量異種電荷的過程，這個(gè)過程叫充電。 
    2．用導(dǎo)線將充電后的電容器兩極接通，兩極失去電荷的過程，這一過程叫放電。 
注意：我們把一個(gè)極板所帶電荷量的絕對值叫電容器的所帶電荷量Q。 
[問題討論] 電容器能夠儲存電荷，如何表示電容器儲存電荷的本領(lǐng)？不同的電容器儲存電荷的本領(lǐng)是否相同？ 
[類比探究] 水杯可以盛水，可稱為水容器。物理學(xué)中用電容表示電容器儲存電荷的本領(lǐng)。 【教師板書】 
（二）電容 
1.電容的物理意義：表示電容器儲存電荷本領(lǐng)的物理量。 
[學(xué)生活動] 如何分析水杯存儲水的本領(lǐng)，先獨(dú)立思考，然后再小組討論回答下題。          學(xué)生思考后回答：可用水量比深度來判斷水杯存水的本領(lǐng)。 
[學(xué)生活動] 先猜想如何表示電容器的電容，然后閱讀課本相關(guān)內(nèi)容。 學(xué)生回答：電荷量與電壓的比值來表示。 
[教師總結(jié)] 可用電容器所帶電量與兩板間電壓的比值來描述電容器容納電荷的本領(lǐng)。 學(xué)生活動：利用互聯(lián)網(wǎng)搜索學(xué)習(xí)電容器的電容與容器所帶電荷量Q、電容器兩極板間的電勢差U的關(guān)系是怎么得出來的。思考C與Q、U有關(guān)嗎，C由Q、U決定嗎？ 學(xué)生思考后回答：C不由Q、U這些外界因素決定，因?yàn)镃由電容自身決定。 [教師板書] 
電容器所帶電荷量Q與電容器兩極板間的電勢差U的比值，叫做電容的電容。 比值定義式：C=Q/U，C不由Q、U決定 
物理意義：電容是表示電容器容納電荷本領(lǐng)的物理量 單位：法拉     符號：F    1F＝C/V 1F＝106
μF＝1012
pF 
[學(xué)生活動] 電容器的電容與極板間的電壓、極板所帶的電荷量無關(guān)，那與什么因素有關(guān)呢？下面我們以平行板電容器為例來研究一下。 [教師板書] 
(三)平行板電容器的電容 
[學(xué)生活動] 猜想平行板電容器的電容可能與什么因素有關(guān)？ 
學(xué)生回答：可能與極板面積、板間的距離、兩板間的絕緣物質(zhì)有關(guān)。  [學(xué)生活動] 思考用實(shí)驗(yàn)如何來探究電容跟這些因素間的關(guān)系？ [師生總結(jié)] 采用控制變量法。 
介紹靜電計(jì)：靜電計(jì)是在驗(yàn)電器的基礎(chǔ)上制成的，用來測量電勢差。使用時(shí)把它的金屬球跟一個(gè)導(dǎo)體相連(或者同時(shí)接地)，從指針的偏轉(zhuǎn)角度就可以測出兩個(gè)導(dǎo)體問的電勢差。 
 
                    
             
                    
                            [學(xué)生分組實(shí)驗(yàn)探究] 
 
甲、保持極板上的電荷量Q 、S不變，改變平行板兩極板的距離d 現(xiàn)象：d↓ 偏角↓           U↓            C↑ 
          d↑ 偏角↑           U↑            C↓ 
乙、保持極板上的電荷量Q 、d不變，改變平行板兩極板的正對面積S 
現(xiàn)象：S↓ 偏角↑           U↑           C↓ 
S↑ 偏角↓           U↓           C↑ 丙、保持Q、S、d都不變，兩極板間插入絕緣介質(zhì) 
現(xiàn)象：插入電介質(zhì)  偏角↓    U↓     C↑ 從理論角度進(jìn)行定量研究，表明： 當(dāng)平行板電容器兩極板之間是真空時(shí)，kd
S
C4
； 當(dāng)板間充滿同一種介質(zhì)時(shí)，電容變大為真空時(shí)的r倍，即kd
S
Cr4
 回扣前面的設(shè)疑，為什么剛才展示的電容器的錫箔紙那么長，兩錫箔紙之間的絕緣紙那么薄？增加電容器的電容。 
[學(xué)生活動] 閱讀課本，了解幾種電介質(zhì)的介電常數(shù)。 
(四)常用電容器 
[學(xué)生活動] 閱讀課本認(rèn)識常見電容器，了解它們的構(gòu)造和特點(diǎn)。  常見電容器： 
固定電容器，如聚苯乙烯電容器和電解液電容器。 
可變電容器，通常是通過改變正對面積或改變極板間距離來改變電容的。 [學(xué)生活動]展示電容器的表面參數(shù)，認(rèn)識額定電壓。 電容器的重要參數(shù)： 
(1)擊穿電壓：電容器兩極間電壓超過某一數(shù)值，電介質(zhì)被擊穿，電容器損壞，這個(gè)極限電壓為電容器的擊穿電壓。電容器正常工作時(shí)的電壓應(yīng)低于擊穿電壓。 
分析 C=Q/U 
結(jié)論 
C與d反相關(guān) 
分析 C=Q/U 
結(jié)論 
C與d正相關(guān) 
分析 C=Q/U 結(jié)論 C與電介質(zhì)有關(guān) 
                    
             
                    
                            (2)額定電壓：電容器長期工作時(shí)所能承受的電壓，額定電壓低于擊穿電壓． 
 (五)課堂小結(jié) 
1.學(xué)科素養(yǎng)：通過實(shí)驗(yàn)，感受電容器的充電和放電過程  
用類比的方法，比值定義電容  
用控制變量法探究平行板電容器電容的影響因素     
2．儲存知識：電容的定義式：C=Q/U               平行板電容器的決定式：kd
S
Cr4
 （六）小試身手 
1.下列關(guān)于電容器的說法中，正確的是 (       )  A．電容越大的電容器，帶電荷量也一定越多 B．電容器不帶電時(shí)，其電容為零 
C．由C＝Q/U可知，C不變時(shí)，只要Q不斷增加，則U可無限制地增大 D．電容器的電容跟電容器是否帶電無關(guān) 
2.一平行板電容器始終與電池相連，現(xiàn)將一塊均勻的電介質(zhì)板插進(jìn)電容器恰好充滿兩極板間的空間，與未插電介質(zhì)時(shí)相比 (         )  
A．電容器所帶的電荷量增大        B．電容器的電容增大 
C．兩極板間各處電場強(qiáng)度減小      D．兩極板間的電勢差減小 
(七)作業(yè)： 
通過互聯(lián)網(wǎng)搜索： 
了解超級電容汽車。制造超級電容器會遇到哪些困難？有何途徑可以解決？請同學(xué)們也提出自己的方案并查找相關(guān)資料印證。 
教學(xué)反思：本節(jié)內(nèi)容與實(shí)際結(jié)合較為密切，但是由于時(shí)間有限，不能很好地使學(xué)生充分的
理解電容的工作原理及電容器的應(yīng)用，不過由于網(wǎng)絡(luò)的便捷性，有興趣的學(xué)生可以利用網(wǎng)絡(luò)搜索來進(jìn)行下一步的學(xué)習(xí)。正向的，放電過程電流是負(fù)向的，而且充放電過程電流都很

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