10.4 电容器的电容 教学设计 -2023-2024学年高二上学期物理人教版（2019）必修第三册

《电容器的电容》教学设计 教材分析 1．课标要求: 观察常见的电容器，了解电容器的电容，观察电容器的充放电现象。能举例说明电容器的应用。 2. 教材地位：本节内容选自人教版高中物理必修三《电容器的电容》。本节课学生将学习一种新的电学元件——电容器，知道它的结构、功能、相关参量及常见电容器。理解描述电容器的重要参量——电容，和影响平行板电容器电容的因素。本节内容是先前所学的电荷、静电场、静电场中能量等知识的应用，也是学习下一节《带电粒子在电场中的运动》的基础，同时电场中的许多问题都是在平行板电容器两极板间的匀强电场中进行研究的，含有电容器的电路分析是第十二章《闭合电路欧姆定律》的一项重要学习内容。因此本节内容对整个高中物理电学的学习非常重要。 3.教材内容：电容器及其结构——电容器的充放电过程——探究电容器两极板间电势差跟所带电荷量的关系——电容的概念——影响平行板电容器电容的因素——常用电容器 4.本节特点：①本节内容电容器与我们日常生活息息相关。 ②本节内容中实验探究较多。 ③本节知识概念较为抽象，所用到的科学思维较多。 学情分析 1.学生的知识基础 学生在初中阶段已经学习部分电路的知识，并且在必修三前两章的学习中也已经对电荷、静电场、电势差等知识有了深入的了解，为本节课的学习打下良好的知识基础。 2.学生的兴趣特点 本节课授课对象为高二年级学生。他们已具备较高的抽象思维能力和逻辑推理能力以及合作完成本节探究实验的能力。另外电容器与我们的日常生活联系密切，学生学习兴趣浓厚。 3.学生的认知困难 尽管电容器的应用很广泛，但学生对电容器并不熟悉，因为他们很少打开电器设备，因此电容器对于学生来说是一个完全陌生的电学元件，不易于学生理解并掌握电容的概念。 教学目标 物理观念 1.认识电容器的结构，了解电容器的工作原理。 2.通过对电容器充放电过程中能量转化的分析，深化能量守恒观念。 3.理解电容的概念。 科学思维 1.在教师引导下，用等分电荷法探究Q与U之间的关系。 2.体会比值定义电容的思想方法。 科学探究 1.通过亲自拆解不同电容器，观察电容器的内部结构，抽象概括出电容器的物理模型，并培养动手能力和科学探究能力。 2.通过实验探究电容器的充放电过程和探究Q与U之间的关系，对实验现象仔细观察，实验数据如实记录，基于实验结果进行理论分析，得出C=Q/U结论，培养学生的科学探究能力。 科学态度和责任 1.寻找电容器在生活中的应用，让学生学会观察生活，知道物理就在我们身边。 2.从探究中体验学科之美；养成学科学、用科学、爱科学的习惯；培养学生勇于创新、实事求是的意识。 教学重难点 教学重点：1.认识电容器的结构。 2.理解电容器的充放电过程 3.探究与之间的关系。 教学难点：1.对电容含义的理解。 2.影响电容大小的因素。 教学方法 教法：实验法，讲授法，问题法 学法：观察法，探究法 教学特色 1.教师利用生活中的废弃材料自制莱顿瓶供学生实验，体现Low—cost理念 2.体现STEM教学理念：在科学知识讲解中，渗透技术、工程素养的培养（如让学生亲自动手拆解电容器，拓展电容器在现代社会的工程应用），除此之外，在探究Q与U之间的关系的实验中，学生需要处理数据，分析图像，培养学生的数学思维。 3.倡导学生的自主性、探究性、互动性。 4.运用多种信息技术手段，如传感器dislab、传屏、excel绘制表格、虚拟实验室等 教学环节 教师活动 学生活动 设计意图 教学过程 教学过程 教学过程 教学过程 教学过程 教学过程 一、创设情境，引入新课（4’） 1.教师课前利用生活中的废弃材料自制一个莱顿瓶，找一位同学来帮忙完成一个小实验。 2.教师提问: 这是个什么瓶子? 为什么会产生电击呢? 通过这节课的学习，我们就能解开其中的奥秘。 3.教师向学生介绍课前所展示的瓶子为莱顿瓶，并简要介绍莱顿瓶的历史，指出其产生电击是由于瓶内储存了一定的电荷，这种可以储存电荷和释放电荷的元件称之为“电容器” 学生将导线一端贴在瓶身，另一端靠近瓶盖上的小球，立刻产生电击。同学们感到惊奇。 学生结合之前所学的电学知识思考产生瓶子电击的原理。 用莱顿瓶让学生经历电击的过程，引起学生的好奇心活跃课堂氛围。为下面讲授电容器与电容的知识埋下伏笔。 介绍莱顿瓶相关历史，让学生体会科学家探究过程中的思维、方法与态度，体现课程思政的理念。 二、探究电容器及其构造(5’) 1.教师提前准备数个废旧的电容器和小刀，分别发放给每个小组。教师组织学生亲自动手拆解这些常用的电容器，引导学生分组动手操作，并细心观察电容器内部由什么组成。 2.引导学生思