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視頻標簽：電容器的電容
所屬欄目：高中物理優(yōu)質(zhì)課視頻
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
教學設計、課堂實錄及教案：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
第一章 靜電場
第8節(jié) 電容器的電容的教學設計
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，以學生為主體的雙主課堂。教師在教學中，努力創(chuàng)設適宜學生活動的環(huán)境和條件，引導學生分析問題、解決問題，并教會學生學會利用網(wǎng)絡學習。
教材分析：
本節(jié)學生會認識電容器這個電學的元件。知道電容器的構成要素、特點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)容是教學的關鍵。
根據(jù)本節(jié)內(nèi)容的特點和學生的思維認知特點，本節(jié)的教學重點定位于對電容概念的理解應用上，先通過DIS實驗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，教學難點定位于，研究影響平行板電容器電容大小因素的實驗探究。
教學方法：
為了提高學生學習的興趣，本節(jié)從實際出發(fā)引入新課，同時在本節(jié)的教學中采用觀察法、講授法、類比法、探究實驗法、互動探究法、網(wǎng)絡搜索法使學生從各個角度充分認識電容器，可以很好地突出教學重點、突破教學難點。
教學目標
（一）知識與技能
1、了解電容器的構造和常用電容器。
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，并會進行相關計算。 （二）過程與方法
1、通過影響平行板電容器電容因素的實驗探究過程，體會其中蘊涵的物理方法：控制變量法，能夠?qū)栴}進行定性分析、定量分析等；
2、能夠利用互聯(lián)網(wǎng)搜索學習新知識。 （三）情感態(tài)度與價值觀
體會電容器在實際生活中的廣泛應用，培養(yǎng)學生探究新事物的興趣。
教學過程：
【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？實際展示一個電容器，它到底有什么功能呢？請兩個男生到講臺，手拉手體驗電容器放電過程。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，請大家觀察它的構造。 學生匯報觀察結(jié)果：該元件有兩片錫箔(導體)，中間是一層薄紙(絕緣)。 課件展現(xiàn)
[教師板書] 任何兩個彼此絕緣又相隔很近的導體，組成一個電容器。
[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、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間的變化關系
讓學生觀察充電和放電過程中的電流特征
[學生總結(jié)] 充電過程，電流是短暫。
[教師點撥 并進行原理說明]
1．將電容器兩個極板帶上等量異種電荷的過程，這個過程叫充電。
2．用導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？不同的電容器儲存電荷的本領是否相同？
[類比探究] 水杯可以盛水，可稱為水容器。物理學中用電容表示電容器儲存電荷的本領。 【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的物理量。
[學生活動] 如何分析水杯存儲水的本領，先獨立思考，然后再小組討論回答下題。 學生思考后回答：可用水量比深度來判斷水杯存水的本領。
[學生活動] 先猜想如何表示電容器的電容，然后閱讀課本相關內(nèi)容。 學生回答：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。 學生活動：利用互聯(lián)網(wǎng)搜索學習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的關系是怎么得出來的。思考C與Q、U有關嗎，C由Q、U決定嗎？ 學生思考后回答：C不由Q、U這些外界因素決定，因為C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的物理量 單位：法拉 符號：F 1F＝C/V 1F＝106
μF＝1012
pF
[學生活動] 電容器的電容與極板間的電壓、極板所帶的電荷量無關，那與什么因素有關呢？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
[學生活動] 猜想平行板電容器的電容可能與什么因素有關？
學生回答：可能與極板面積、板間的距離、兩板間的絕緣物質(zhì)有關。 [學生活動] 思考用實驗如何來探究電容跟這些因素間的關系？ [師生總結(jié)] 采用控制變量法。
介紹靜電計：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跟一個導體相連(或者同時接地)，從指針的偏轉(zhuǎn)角度就可以測出兩個導體問的電勢差。
[學生分組實驗探究]
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↑ 從理論角度進行定量研究，表明： 當平行板電容器兩極板之間是真空時，kd
S
C4
； 當板間充滿同一種介質(zhì)時，電容變大為真空時的r倍，即kd
S
Cr4
回扣前面的設疑，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
[學生活動] 閱讀課本認識常見電容器，了解它們的構造和特點。 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。 [學生活動]展示電容器的表面參數(shù)，認識額定電壓。 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，這個極限電壓為電容器的擊穿電壓。電容器正常工作時的電壓應低于擊穿電壓。
分析 C=Q/U
結(jié)論
C與d反相關
分析 C=Q/U
結(jié)論
C與d正相關
分析 C=Q/U 結(jié)論 C與電介質(zhì)有關
(2)額定電壓：電容器長期工作時所能承受的電壓，額定電壓低于擊穿電壓．
(五)課堂小結(jié)
1.學科素養(yǎng)：通過實驗，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
Cr4
（六）小試身手
1.下列關于電容器的說法中，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，其電容為零
C．由C＝Q/U可知，C不變時，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
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)板插進電容器恰好充滿兩極板間的空間，與未插電介質(zhì)時相比 ( )
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？請同學們也提出自己的方案并查找相關資料印證。
教學反思：本節(jié)內(nèi)容與實際結(jié)合較為密切，但是由于時間有限，不能很好地使學生充分的
理解電容的工作原理及電容器的應用，不過由于網(wǎng)絡的便捷性，有興趣的學生可以利用網(wǎng)絡搜索來進行下一步的學習。正向的，放電過程電流是負向的，而且充放電過程電流都很
視頻來源：優(yōu)質(zhì)課網(wǎng) www.jjlqy.cn
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