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視頻標簽：電容器,電容
所屬欄目：高中物理優質課視頻
視頻課題：高中物理魯科版選修3-1第2章第4節《電容器 電容》福建省 - 福州
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魯科版選修3-1 第2章 電勢能與電勢差 第4節 《電容器 電容》教學設計
一、教材分析
《電容器 電容》是本章的重點和難點，在教材中占有重要地位。它是學完勻強電場后的一個重要應用，也是后面學習交流電路（電感和電容對交流電的影響）的預備知識，在教材中起承上啟下的作用。
二、核心素養目標：
1.物理觀念：
（1）知道什么是電容器以及常用的電容器。
（2）知道電容器充電和放電時電量與能量的變化。 （3）理解電容的概念及其定義式C=Q/U
（4）知道平行板電容器的電容與哪些因素有關 2.科學思維與探究：
（1）通過學生自己課前拆解電容器實驗，培養學生觀測能力與動手能力。
（2）通過課堂分組組裝充放電電路并實驗探究，培養學生小組協作溝通能力、理論聯系實際能力與科學猜想的素養。
（3）通過學習電容器基本原理自制簡易電容器，學會將所學的知識應用到實際，培養學生解決實際問題的能力。
（4）通過學習電容的概念及其定義式C=Q/U，學習比值定義物理量的方法及嚴謹的數理分析方法。
（5）通過猜想并探究平行板電容器的電容kd
πS
εC4=
的因素，培養學生實驗中用控制變量法的實驗方法，提高學生綜合運用知識的能力。
3.科學態度與責任：
（1）通過隨堂實驗、分組實驗、分組討論探究與預設課外探究相結合，促進學。生主動學習。
（2）通過電容器在實際中的應用體會物理在實際生活中的廣泛應用，培養學生探究新事物的興趣與創新意識。
三、教學重點：電容的概念和平行板電容器的電容與其影響因素之間的關系。 四、教學難點：1.電容的定義和引入。
2
2.對平行板電容器的動態分析。
五、教學方法：類比法 實驗探究法 小組合作 課堂評價 借助DIS與多媒體融合 六、教學用具：紙質電容 、兩金屬碗、塑料膜、感應起電機 、4節干電池、大容量電解
電容、燈泡、單刀雙擲開關、導線、平行板電容器、靜電計、絕緣電介質、pad、量筒兩個、水、電容器種類示教板、旋轉式可變電容若干、dis系統、
外置閃光燈、電容式麥克風、絕緣手套
七、教學模式：基于學科與現代教育技術深度融合以主動學習促學生物理學科素養提升 八、教學過程：
（一）新課導入
情景引入：教師展示兩個金屬碗并擊打發出“砰”···聲響，同時提出問題，金屬可用來裝什么？
學生：可裝飯，裝水······，老師：今天讓它裝一種看不見摸不著的東西。
激趣實驗：教師通過起電器給金屬碗充電
學生活動：邀請一名學生上臺兩手指接觸兩金屬碗，學生有被觸電的感覺（學生陳述感覺）
師：說明裝電了。
（二）新課教學
1、電容器
教師拿起碗說明碗是導體，塑料膜是絕緣體，繼續問為什么可以裝電荷？ （pad推送問題，學生思考，提問學生）
生：兩金屬碗不導通，正負電荷彼此吸引，靠引力裝電荷。 師：我們把這樣可以裝電荷的結構成為電容器 （板書：一、電容器：結構，播放ppt）
師：今天在桌面上事先準備了一個已拆電容器與一個未拆電容器，大家觀察結構，你看出了什么？
提問學生回答：兩個金屬膜中間膠合 上一層絕緣膜，與剛才結構相似
教師播放ppt（紙質電容結構）
教師自然過渡引入新課——電容 電容器
組織課堂活動：小組動手制作電容器（鋁膜膠帶、絕緣樹脂膜），利用pad提交制作
成果。(教師評價、學生評價、提出改進)
師生共同歸納：任何兩個彼此絕緣又相隔很近的導體就組成一個電容器。這兩個導體叫做電容器的電極。出示電容器種類示教板，簡單說明電容分類。
教師展示各種類型電容器結合PPT中電腦主板、電視機主板。 2、電容器充放電
師：剛才實驗中只有一個同學感受了觸電，其實就是電容器電荷中和---放電 我們把讓電容器帶電的過程成為充電，今天讓大家自己動手來完成充放電過程。
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大家看書2-23圖，提問學生說明工作原理。
提問學生分析：當用導線把已經充電的電容器兩極板連接起來時，由于連接電容器兩極的導線兩端有電勢差，導線中有電流通過，最后，兩極板上的電荷中和，兩極間的電場、電勢差消失，這一過程放電，
（板書：2、電容器充放電 播放ppt） 師：（ppt）布置學生分組實驗目標：
A：用四個電池串聯充電完成充放電，觀察現象并說明 B: 改用兩個電池完成充放電，比較與前者差異并說明
（學生三人一組開始實驗，教師手持ipad拍攝兩種情況視頻或照片） 提問學生并解析（放電過程出現閃亮熄滅，四個明顯亮度高于兩個）
再提問學生，亮度不同說明什么？（電流不同，電量多少不同，具體說，電壓大，電量大）
(板書：U大，Q大) 3、電容
師：在前面實驗的基礎上，它們之間是什么樣的正相關？課前老師布置了大家這個任務進行課外探究。從中老師選了一組來說說他們的小組活動。
提問學生上臺匯報，闡述方法，過程，遇到的困難及處理的手段，最后的結論（課外探究小組內部成員之間互為補充）----學生小組評價，促進發展
師：比值是個定值，比值代表什么？
提問學生：單位電壓的電量，就是一種本領的反映。 師：這種關系如同在表征量筒容納本領時的S=V/h類似。
電勢差U如同高度差h，水量——電荷量 ，類比可得Q/U來表示本領。
項目 一 二 三 電壓U 3v 4.5v 6v 電量Q 0.00078c 0.00115 0.00145 比值Q/U
0.000260
0.000255
0.000242
4
引入電容
（板書：3、電容 U
Q
=C ） 師：U
Q
=
C，像量筒一樣，對于確定的某一個量筒，S確定，本領也就確定，與裝不裝水裝多少無關。描述電容器的本領C也是唯一的。S由工廠生產的規格決定，C也是一樣。這種本領與裝不裝電荷無關，由自身的參數決定。（比值定義，與Q U無關） 閱讀課本，認識電容單位F uF pF ，F是一個很大的單位。
(板書：1F＝C/V 1F＝106μF＝1012
pF)
4、影響電容大小的因素： 師：初中學過電阻，R反映對電流阻礙作用，與U 、I多少無關，固有屬性。 R的大小由什么決定？
生：（材料、長短、粗細、溫度）
師：結合在桌面上由拆裝的紙質電容、還有一個可變電容，大家猜想下大小與什么有關？猜想的依據是什么？
學生活動：（ipad推送問題，小組討論，學生搶答） （提問學生，小組評價）
A:拆分后的紙質電容，有長度足夠長，可變電容旋進旋出，都說明可能跟面積有關。
B: 結合金屬碗實驗，中間放塑料膜，如果替換成金屬膜，將不帶電，猜想可能與中間夾層材料有關。
C:根據電容器帶電的原理，電荷相互吸引束縛，如果兩金屬片距離拉大，吸引力減小，束縛本領下降，說帶電也少，說明可能與距離有關。
（板書：4、影響電容大小的因素）
教師出示平行板電容器，說明是最簡單、最基本的電容器，幾乎所有電容器都是它的變形，把金屬碗敲平就是這個結構。所以我們來研究它的電容的影響因素。
可能與極板面積、板間的距離、兩板間的絕緣物質有關。 師：用實驗如何來探究電容跟這些因素間的關系？ 學生齊答：采用控制變量法。
師：遇到的困難是什么？生：怎么測C
師介紹萬用表測c，結合自制電容器，記錄探究結果，總結結論
學生實驗探究活動：記錄各要素與C大小之間的關系，小組拍照提交
教師調取其中某組，提問學生，闡述各要素關系。
生：C與d反相關、C與d正相關、C與電介質正相關
教師總結：經過實驗室嚴格的定量測定發現kd
πS
εC4=，并說明各物理量含義。
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5、應用
教師情境問題推送（IPD）
教師介紹實物及靜電計 靜電計：靜電計是在驗電器的基礎上制成的，用來測量電勢差。使用時把它的金屬球和外殼分別與平行電容器的兩個極板相連，兩個極板之間的電勢差就等于金屬球和外殼之間的電勢差，指針的偏轉角度對應金屬球和外殼之間的電勢差。
（1）、如果兩平行板靠近，靜電計張角如何變化？ 變小 （2）、如果錯開正對面積，靜電計張角如何變化？ 變大 （3）、如果中間插入有機玻璃板，靜電計張角如何變化？變小 學生小組討論，提交答案
教師調取某組分析評價提問學生：Q不變時，U與C反相關變化 師：我們可以通過實驗來驗證
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 現象：插入電介質 偏角↓ U↓ C↑
6、其它應用
師：電容在生產生活中應用普遍，電路板在都能找到他們，工業生產的自動化控制也離不開他們。日常生活中最為常見的（閃光燈、電容式麥克風）實物展示，簡要說明原理
（三）、小結
分析 C=Q/U 分析 C=Q/U 分析 C=Q/U
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學生實驗探究記錄表格
影響電容大小的因素
一、猜想可能因素 因素
猜想依據
二、探究過程記錄
實驗狀態
C的數值
探究結論：
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