湖北省高中物理《1.8 电容器的电容》教案3 选修31.doc

课题电容器的电容课型新课教学教学目标一知识与技能1知道什么是电容器及常见的电容器2知道电容器充电和放电时的能量转化3理解电容器电容的概念及物理意义4掌握平行板电容器的决定式二过程与方法：1了解类比法研究问题2学习用控制变量法研究问题三情感，态度价值观：1培养学生互相讨论，互相协助，大胆创新的精神。2渗透内因决定事物本质的哲学观点3课件展示电容器两极带等量异种电荷，让学生体会物理学中的对称美重点1.电容的概念2.电容影响因素难点1. 建立电容器的充放电过程的印象2. 对电容物理意义的理解教法类比法、探究法、讨论法、实验法学法学生设计实验、讨论、练习、阅读自学教具多媒体、实验影片剪辑、电容器、平行板电容器、静电计等板书设计电容器的电容 概念： 电容器充电：电能 电场能放电：电场能其他形式能带电量：一个分类：固定电容器和可变电容器击穿电压额定电压定义式：电容决定式：单位：f、f、pf物理意义教学过程k教学过程教学过程教 学过程教 师 活 动设 计 意 图引入：【照相】学生可观察到明显的闪光效果，同时展示照相机里用的两节1.5v电池。【提问】为什么3v的电压可以产生如此强的光？【介绍】照相机里的一个秘密武器就是电容器。【实物投影】：几种不同规格、型号、外型的电容器。电容器是电气设备中的一种重要元件，在电子技术、电工技术中有很重要的应用。【图片展示】电视机、vcd的内部电路里的电容器。除了电视机、vcd外，电风扇、日光灯、收音机、等电器中也有广泛的应用。本节来认识电容器及其相关问题。新课教学：一、电容器1. 电容器的构造：【出示】一个电容器，并将其拆开，让大家观察它的构造。学生观察总结,可以得出：该元件有两片锡箔（导体），中间是一层薄膜（绝缘体）。引申电容器的概念：类似这样，在两个相互靠近的导体中间夹上一层绝缘物质就构成一个电容器。这两个导体叫做电容器的两个极板，中间的绝缘物质叫电介质。【思考】相邻两同学是否构成电容器？ 构成。【思考】两个平行金属板夹上一层绝缘物质能否构成一个电容器？ 构成，这种电容器叫平行板电容器 ，它是一种最简单的电容器。过渡：电容器的构造我们了解了，它又是怎样工作的？2电容器的充、放电【实验演示】电容器的充、放电过程。再用模拟动画演示补充。实验观察充放电时电路中电流计有怎样的反应？动画演示有电流，意味着有电流做功，则伴随着能量的转化，那么能量在怎样转化呢？以及电流流过是电荷再怎样移动？带着这样两个问题我们一起来看一下模拟的动画。充电：两极板分别带上等量的异种电荷。电池中的电能转化为电场能储存在电容器当中。我们把一个极板的带电量的绝对值叫做电容器所带的电荷量。 放电：电容器当中储存的电场能转化为其他形式的能。过渡：对于同一电容器，两板间所加的电压越大，板上所带的电荷就越多，那么电容器的带电量与充电电压到底有什么样的关系呢？二、电容 人们通过实验研究发现：对于同一电容器，电容器所带的电荷量q与电容器两极板间的电势差u成正比，即比值q/u 是一个常量；对于不同的电容器，这个比值一般不同。那么这个比值表征了电容器储存电荷的特性。人们这样定义：1定义：电容器所带的电荷量q与电容器两极板间的电势差u的比值，叫做电容器的电容，用c来表示。2定义式：3单位：法拉 简称：法 符号：f 1f1c/v 1f106f1012pf4物理意义：描述电容器容纳电荷本领的物理量。【提问】怎么理解呢？引导学生类比理解： 既然电容器的作用是储存电荷，那么我们就把它与盛水的容器-水杯进行类比。 电容器 水容器 容纳电荷的能力 容纳水的能力 单位电压电容器所带电量 单位深度水容器所带水量 【结论】电容在描述电容器的储存本领时就如同水杯的底面积。【演示】水杯存满水和只存一点水。再把水全倒掉。【提问】水杯自身的储水本领变了吗？学生回答：没有。【类比】那电容器储存100c的电荷和只储存10c的电荷，电容器自身的储存本领变了吗？不储存电荷呢？学生类比后回答：没有。【提问】电容c与q、u有关吗？电容c是电容器本身的特性，不由q、u这些外界因素决定。老师强调：这是比值定义法。回顾：前面我们刚学了一个也是用比值定义法定义的物理量是什么？过渡：通过前面的学习我们知道电容c有自身的因素决定，那它有自身的哪些因素决定呢？三、平行板电容器的电容【猜想】既然电容c由自身因素决定，那么平行板电容器的电容的大小可能由哪些因素决定呢？ 学生根据电容器内部构造可能会猜想到：平行板电容器的电容大小可能与两极板正对面积、绝缘电介质、两极板间距离有关。【思考】怎样来验证我们的猜想呢？老师提示：大家肯定会想到：我们要检验电容c是否和上面三个因素有关，可以改变任意一个看电容c变不变就行了。但现在的问题是c的变化我们没有专门的仪器可以检测出来怎么办呢？学生再讨论，可能得出：由得：当q不变时，c的变化可由u的变化反映出来，例如：u变大时，表示c一定减小了。【思考】怎样设计实验呢？老师提示：设计实验的过程中我们会遇到这样几个问题：怎样使电容器所带的电荷量不变呢？老师提示：将电容器充电后与电源断开，仅仅移动极板，猜想分析电荷量q会不会变？给电容器充电后断开电源，电源不再继续对电容器充电，同时也没有导线将两板相连，电容器也不会放电，电容器所带电荷量不变，而且正负电荷相互吸引，总是聚集在正对的面积里。怎样测电容器两极板间的电势差的大小呢？【告知学生】有一个这样的仪器：既可以测两极板间的电势差又可以让两极板未连接，这就是静电计。它是由验电器改装而成的，它的金属球接一导体，金属外壳接另一导体，从指针的偏角可测出两导体间的电势差。【实验过程】用控制变量法，分别改变以上三个量，观察指针张角的变化，完成下面的表格：电势差u电容c两板间距d增大减小正对面积s增大减小电介质插入拔出过渡：是不是向板间插入电介质，电容一定会增大呢？科学家们经过大量的实验得出： 告知学生：板间充满某种介质时，c会变为板间为真空时的若干倍，这一倍数叫这种介质的介电常数，用表示。课本中给出几种电介质的介电常数。【总结】理论和实验可证明：平行板电容器的电容c跟介电常数成正比，跟正对面积s成正比，跟两极板间距离d成反比。l 公式：，k为静电力常量。（c只由、s、d决定）回顾：前面我们刚学的电场强度e也有两个公式，、。四、常用电容器学生带着下面几个问题阅读常用电容器部分： 常用电容器，从构造上看，可以分为哪些类型？ 常用的固定电容器有哪些？ 电解电容器与其他常用电容器相比有什么显著特征？ 图1342的电容器上标的“0.002f，400v”指的是什么？l 击穿电压：加在电容器两极板上的最大限度电压，超过这个电压电介质将被击穿。l 额定电压：电容器长期工作时所能承受的电压，比击穿电压低。强调：电容器上标的电压是额定电压。学以致用1.下列有关电容器的说法中，正确的是（ ）a.只有两块互相靠近且彼此绝缘的导体带电才能组成电容器b.两块互相靠近且彼此绝缘的导体即组成电容器c.充电后的电容器两极板可能带有不等量的异种电荷d.电容器的带电量是指两极板带电量的总和2.对于给定的电容器，在描述电容量c、带电量q、两板间电势差u的相互关系中，下列图中正确的是（ ） 实物的展示与实际生活的联系使学生对电容器充满兴趣。实验过程无法详细演示电荷移动情况及电场的变化过程，需要flash动画配合进行类比法这种物理思想的灌输与训练实物的演示让学生的认识从感性升华到理性。重温比值定义法让学生体验每一个真理的得出都经过了猜想验证的过程，培养学生大胆创新的精神和和研究问题的习惯老师的提示让学生思考的帆船驶向正确的方向训练学生设计简单实验的能力以及培养思维习惯由于该实验受天气变化的影响很大，而且现象也不是特别明显，所以用事先拍好的影片代替。对控制变量法这一