电容器的教学设计.doc

电容器的教学设计抚州 南丰一中 江文华一、教材：高中物理新课标（人教版）选修21第一章 第5节电容器二、教学目标： 知识与技能：知道什么是电容器，了解电容器在电子工业中的应用。 知道电容器的工作方式：充电、放电。 知道电容的概念，会用电容的定义式计算。 过程与方法：1、在探究电容器结构过程中，通过解剖电容器，展示其内部结构，体会科学探究的思路和科学方法，让学生认识到自己也可以制造出电容器，且电容器无处不在。 2、通过演示电容器的工作方式（充、放电过程）体验实验探究的技能，方法和思维的感性一面。 3、用实验探究法来定义电容的概念，让学生在实验过程中体会实验设计，数据采集和数据处理的科学方法。情感态度价值观：通过多媒体展示和实验探究，激发学生对电子技术的兴趣，体会到理论联系实际的重要性，使学生更热爱科学，敢于创造，感受到物理就在生活中。教学器材及多媒体资料：电流计（数字万用表）、干电池、电容器、电阻箱、蜂鸣器、开关、导线、摄象头、图片、动画课件等。三、教学重点、难点： 重点：了解电容器的结构和工作方式，理解电容器的定义。难点：电容概念的理解。四、设计思想电容器是后面学习交流电路、LC振荡、无线电知识的基础，了解电容器的结构和工作方式，知道电容器的一些应用和技术指标并会用C=Q/U的计算是这堂课的基本目标，展示解剖了的电容器的内部实物和图片，把看不到的部分让学生能看到，通过演示实验激发学生学习兴趣，了解电容器充、放电过程电路中有电流且在减小，并展示相机闪光灯的内部电路和声光控制开关的内部结构来说明电容器的功能和应用，通过现象理性分析电容器两极板电压和一极板上的电量及可能的关系来探讨电容这个物理量，用定量实验的方法来定义电容C，让学生在学习过程感受到物理量的探究过程，猜想-实验设计-数据采集-数据处理-总结实验结果。让学生进一步了解控制变量和比值定义这些中学常用方法。五、教学过程： 1、引入 课件展示一电子元件（电容器），看在哪里有，形状、颜色等，今天来学习这个电子元件（电容器）。提问：猜想里边结构，怎么工作，怎么比较它们的不同？（课件）供一些电容器图片 比较不同与相同学生观察：看外形，颜色等找共同点： 都有两根引线、一个封装的部分。 封装的里边是什么呢？ 展示（课件）：解剖电容器的内部 日光灯 启辉器 电容器2、电容器的结构：彼此绝缘两块金属板 极板 绝缘物质 电介质 两根分别与极板相连的引线 电路符号： （是这样简单，自己可以做一个吗？生活中是不是到处都有呀？）提问：电容器在电路中是有什么用途，怎么工作？3、电容器的工作过程：充电和放电演示实验：现象：蜂鸣器在电容器的充电、放电过程发出一段时间的响声且在减弱。分析：充电过程中有电流且在减小，电容器两端有电压（用电压表测量）； 说明有电荷聚集到极板上，电能转化为电场能（储能元件）。 放电过程中有电流且在减小，电压减小，极板上电荷在减少，电场能转化其形式的能。课件动画摸拟充、放电过程。问：电容器有什么功能 储能元件应用（课件）：外置闪光灯。 声光控自动延时开关的内部结构。它可以储能，延时等作用。 电容器在电子工业应用广泛。了解：历史上的电容器 莱顿瓶（课件）介绍提问：可以用这个电容器与莱顿瓶一样去存闪电吗？不同电容器容纳电荷的能力不同，有的强有的弱。引入电容物理量4、电容： 表示电容器容纳电荷本领的物理量，用字母C表示。提问：用什么物理量来表示C，电容C的大小与什么因素有关？回顾充、放电实验的现象，根据I、U的变化猜测电容C可以用Q、U来表示。问：可以测出电容器两极板间的电压，怎么测出电容器一极板上的电量Q吗？回顾前面运动学求vt图的面积来求位移的大小，用相似方法由Q=It可以求放电前一极板上的总电量Q，要在放电过程中测量哪些数据呢？放电实验测量：如图连接是路，K接1电容器充电，K接2电容器放电，记录各时刻的电流值。电容器C1、电动势E1=1.5V电容器C1、电动势E2=3V电容器C2、电动势E3=3V,进行三次实验。实验数据记录（用摄像头对着电表盘面，对着时间的秒数按鼠标拍照（一般每隔5秒或10秒）然后与学生一起读表（图片），填入表格（见附表）中。数据处理：学生分组用坐标纸描点绘It图并求面积大小即为总电量Q，填入表格，对比结果（用控制变量找出规律）；教师用originPro7.5软件处理数据与学生的对比（拟合曲线，求积分）。结论：由此可知每个电容器的电容C是确定的，与Q、U多少及有无没关系，在数值上等于Q/U的比值（比值定义法），不同的电容器此比值不同。比值大，容纳电荷的能力强，电容就大，反之。定义：电容的大小等于电容器两端电压升高1V时一个极板上增加的电量。公式：C=Q/U 注：C与Q、 U无关！ 与内部材料结构有关。（第二课时）单位：法拉（F） 微法（F） 皮法（pF） 1F=10-6F 1pF=10-6F=10-12F电容器技术指标：电容量和耐压值（使用时应注意什么？）5、例题：一个电容量为100F耐压值为10V的电容器最多能存储多少电荷？如果它两端的实际电压为6V，此时电容器的电容和所带电荷为多少？ Qmax=CU0 =10010-6F102 =110-3C Q=CU =10010-6F6V =610-4C C=（延伸）问：电压升高3V时其中一极板上电荷量增加多少？Q=CU =10010-6F3V =310-4C6、小结：知道结构、工作方式、功能、技术