人教版选修3-1第一章第8节《电容器的电容》教学设计

《电容器的电容》 石家庄市第十九中学 马朋伟 教材分析：本节是这一章的重点，特别是匀强电场一般采用平行板电容器带电后产生的，在电学中经常用到。还是进一步学习交流电路、振荡电路和传感器的基础，在教材中起承上启下的作用。通过介绍电容器的构造及使用，使学生认识电容器有储存电荷的本领，还介绍了电容器的电容与哪些因素有关。本节中电容器的充放电现象和电容概念，是高中物理教学的重点和难点之一，比较抽象。根据本节内容的特点和学生的思维认知特点，本节的教学重点难点定位于如何定量测量从而推出电容的概念以及定量探究平行板电容器电容大小因素的测定。 学情分析：高一学习库仑力扭秤，已经接触过库仑通过两相同小球接触得到电量平分的方法，为此次教学打下基础。电容器的应用领域广泛，学生对于电容器有极大的兴趣，可以为学生们今后解决实际问题提供理论基础。学生对于探究实验的方法也有一定的基础，对于本节课的几个实验，以思维为中心，以问题为引导。 教学设计思路：由自制莱顿瓶实验引入，意在激趣。其后实验观察电容器电量与电压的关系，从而推翻学生的认知，使学生明白电量不是描述容纳电荷本领的物理量。本节课的亮点一是实验引入电容的概念，借鉴库仑巧妙地平分电荷量的方法逐次成比例的改变Q值，代替测量电量具体数值；为了使学生更清楚的看到电容两端的电压，利用数字万用表清晰可见，其理由是内阻大不至于很快使电容器放电。亮点二是定量测量电容大小决定因素。 教学目标： 知识与技能：1、了解电容器结构。 2、通过实验感知电容器充、放电过程。 3、理解电容的概念及定义方法。 4、通过实验了解影响平行板电容器电容大小的因素及其公式。 过程与方法：1、培养学生的科学探究能力和抽象思维能力。 2、渗透对称思想，培养学生迁移能力。 3、进一步体会类比法、比值法和控制变量法在物理中的应用。 情感态度与价值观：1、体验电震实验激发学生的求知欲和好奇心。 2、通过教师开发新实验，培养学生的创新意识和实验素养。 教学重难点：探究电容器容纳电荷的本领，探究电容器电容大小的因素。 教学方法：类比法，实验法，迁移法 教学过程： （一）体验实验：使用改装的“莱顿瓶”和几位同学一起表演（最早的电容器，结构功能和现在的电容器是一样的 ）。学生感受：有发麻，电击的感觉。 问题1：莱顿瓶的结构和功能是什么？ 充了电的莱顿瓶，当学生用手触摸导线的时候感觉到了电击的作用，引出莱顿瓶的功能：瓶子可以容纳电荷。通过观察莱顿瓶及拆解电容器，了解其结构（两块导体彼此靠近，绝缘） 电容器：任何两个彼此绝缘又相隔很近的导体，组成一个电容器。 （二）问题2：电容器怎样储存电荷？ 1、演示实验：教师展示：用单刀双掷开关把一个灵敏电流计，电容器与干电池连接，有电流指针偏转。 按照下图连接电路，让学生观察现象 学生总结： （1）闭合开关1，电容器与电源连接，电流表指针右偏。 （2）闭合开关2，电流表指针左偏。（器材：9v的干电池，灵敏电流表，1000µf的电容器，单刀双掷开关，导线若干） 教师：使原本不带电的两板带上等量异种电荷的过程叫做充电过程，使充电后的电容器电荷中和失去电荷的过程叫做放电过程。 2、动画演示充电过程： 思考1：电荷为什么会移动？而且还要绕远路？（电视差，绝缘） 思考2：充完电后为什么又没有电荷移动了？（电视差相等） 思考3：充电后电容器两极板的带电特点（带等量异种电荷） 思考4：电容器的带电量是指（一个极板所带电量的绝对值） 思考5：充电过程中能量是如何转化的？（电能转化为电场能） 动画演示放电过程： 思考1：放电后两极板上的电荷哪去了？（相互中和，电容器不带电） 思考2：充电过程中能量是如何转化的？（电场能转化为其它形式的能） （三）问题3：如何描述电容器容纳电荷的本领？ 学生：电荷量是描述容纳电荷本领的物理量。 为了说明电荷量是否可以描述容纳电荷的物理量，创新第一个探究实验： 用不同的电源（9V，27V）给电容器充电后，当两极靠近时观察有什么现象： 学生：9V出现的是小火星，27V出现的是白炽火花。 说明，同一电容器用不同的电源充电，带上不同的电量。而且同一电容器容纳电荷的本领是一个不变的量，不能用一个变量来描述，所以这个本领就得考虑到电压的关系。 接下来，面临的问题是电容器的电荷量Q与电势差U有什么关系？ 创新第二个探究实验：思考：如何测量Q与U？ 实验方法：Q无法直接测得，借鉴库仑扭称实验平分电量方法，只要能知道当Q成比例减小时U如何变化就可以，代替测量电量的具体数值。前面我