2.5 科学探究：电容器（学案）-【新课程学案】新教材2022-2023学年高中物理必修第三册（鲁科版2019）

|LK物理必修第三册XINKECHENG XUEAN 第5节科学探究：电容器 第1课时 观察电容器的充、放电现象 (1)知道电容器是储存电荷的电学元件，知道常见电容器的构造。 物理观念 (2)了解电容器的电容是表示电容器容纳电荷本领的物理量。 (3)知道电容器的定义及电容大小的决定因素。 知道平行板电容器的电容由哪些因素决定，会结合具体问题构建电容器动态分 科学思维 析模型。 (1)能完成“观察电容器的充、放电现象”物理实验。 科学探究 核心 (2)利用控制变量法探究平行板电容器电容的决定因素。 通过实验，培养观察能力、推理论证能力，培养基于证据得出结论并作出解释的 素养 科学态度与责任 科学探究意识，培养科学严谨的态度、团结协作的精神，学会大胆质疑、勇于 导学 创新。 〔三]迈实1 感悟多彩的实验方案一思维要“活” 一、本版教材实验理清楚 。实验步骤 ○实验目的 1.连接电路：根据实验电路图连接电路。 (1)通过观察，了解电容器在充电和放电过程2.观察充电过程：将单刀双掷开关拨到位置 中，两极板间电压和电路中电流的变化。 “1”,观察电容器在充电过程中，电流计和电 (2)判断电容器在充电和放电过程中，两极板储 压表的指针偏转情况。 存电荷量的变化。 3.观察放电过程：将单刀双掷开关拨到位置 。实验原理 “2”,观察电容器在放电过程中，电流计和电 实验电路如图所示。当开关拨到位置“1” 压表的指针偏转情况。 时，电源E对电容器充电；当开关拨到位置“2” O数据处理 时，电容器放电。利用电流计和电压表观察电 记录电流计和电压表的指针偏转情况，填 容器在充电和放电过程中，通过电路的电流大 在下面表格中。 小和方向变化，以及电容器两极板间电压的变 化，进而判断电容器两极板储存电荷量的 单刀双掷开关 电流计指针 电压表指针 的位置 偏转情况 偏转情况 变化。 位置“1” 位置“2” O实验结论 ○实验器材 电容器充电时，电容器两端电压增大，电荷 电解电容器、直流电源、电流计、电压表、电量增加；电容器放电时，电容器两端电压减小， 阻、单刀双掷开关、导线。 电荷量减小。充、放电结束后，电路中无电流。 |52 XINKECHENG XUEAN第2章电势能与电势差 二、他版教材实验多融通 :2.实验误差的减小：利用电流传感器能准确得 (一)人教版教材实验方案 到电容器放电过程中各时刻的电流，可利用 R 211 计算机得到电容器所带的电量。 接计算机电流 传感器 (二)粤教版教材实验方案 电流 传感器 甲观蔡电容器放电的电路幽图 电压 传感器 R 州传感器在计算机上观絮电容器 充、放电过程的原甲图 [差异解读] 1.实验器材的改进：利用电流传感器和电压传 乙实验装肖 感器替代电流计和电压表，借助计算机制作 用传感器在计算机上观察电容器的放电 [差异解读] 电容器充、放电过程的Ut图像和It图像。 1.实验器材的改进：利用电流传感器替代电流：2.实验误差的减小：能准确得出电容器充、放电 计，借助计算机制作电容器放电电流图线。 过程中电流和电压大小及变化特点。 [三均￥道实酸2 把握常见的命题视角一规律要“通” 命题视角（一） 实验电路和实验原理 [听课记录] [典例]如图所示的实验电路，可研究电 容器的充、放电。先使开关S与1端相连，电源 给电容器充电，然后把开关S掷向2端，电容器 通过电阻R放电。 命题视角（二） 数据处理和实验结论 工典例门 把电容器、电流传感器、电阻、电源、 接计算村 传感器 单刀双掷开关按图甲所示连接。先使开关S与“1” 端相连，电源向电容器充电；然后把开关S掷向“2” (1)电容器在充电的过程中，电容器的带电 端，电容器放电。与电流传感器相连接的计算机所 荷量 记录这一过程中电流随时间变化的【t曲线如图乙 所示。下列关于这一过程的分析，正确的是() A.不变 B.变大 C.变小 (2)电容器在放电的过程中，电容器的电容 传感器 A.不变 B.变大 C.变小 (3)传感器将电流信息传入计算机，屏幕上 A.在形成电流曲线1的过程中，电容器两 显示出电流随时间变化的-t曲线。曲线与t轴极板间电压逐渐减小 围成的面积代表电容器的 ! B.在形成电流曲线2的过程中，电容器的 A.电压 B.电容 C.电荷量：电容逐渐减小 用了53 LK物理必修第三册XINKECHENG XUEAN C.曲线1与横轴所围面积等于曲线2与横！2.[数据处理方法的创新]随着传感器技术的不 轴所围面积 断进步，传感器开始在中学实验室逐渐普及。 D.S接“1”端，只要时间足够长，电容器两 某同学用电流传感器和电压传感器做“观察 极板间的电压就能大于电源电压 电容器的充、放电现象”实验，电路图如图甲 微点拨 所示。 (1)S先接“1”后接“2”，说明电容器先