电容器与电容教学设计

电容器与电容教学设计物理师范三班 沈亚南 1295课型：新授课 课时：一课时教材分析电容器、电容是高考的热点，是电场一章的重点和难点，在教材中占有重要地位。它是学完匀强电场后的一个重要应用，也是后面学习交流电路（电感和电容对交流电的影响）和电子线路（电磁振荡）的预备知识，在教材中起承上启下的作用。学情分析通过这一堂课的教学，让学生知道电容器的结构，明确电容器的作用，了解电容器的工作方式，重点掌握电容器的电容概念，知道它们与电量、电压无关。教 学 目 标（一） 知识与技能1、知道电容器以及常用的电容器。2、理解电容的定义式C=Q/U ，并会进行有关的计算。3、知道平行板电容器的电容与什么因素有关。（二）过程与方法通过本节教学，培养学生的科学研究能力、实验观察能力和抽象思维能力（三）情感态度与价值观电容器两极板带等量异种电荷，体现物理学中的对称美；渗透了事物的本质由自身的因素决定，即内因决定，不由外因决定的观点教学重点、难点电容的概念及决定电容大小的因素电容的概念，电容器的电量与电压的关系，电容器的充放电过程教 学 方 法类比法、实验法探究、讲授、讨论、练习教 学 活 动（一）引入新课前边我们知道两块平行金属板间的电场是匀强电场，今天我们继续学习一种类似于平行金属板构造的元件电容器。（二）进行新课1、电容器教师：出示电容器示教板，放幻灯，使学生仔细观察，找出电容器的共同点，下一定义。学生总结，教师评析，得出电容器的概念：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。指出前面提到的平行板电容器就是一种最简单的电容器。下面以平行板电容器为例来学习有关电容器的一些基本知识。（1）充电：电容器两板分别接在电池两端，两板带上等量异种电荷的过程。（2）放电：充了电的电容器的两板用导线相连，使两板上正、负电荷中和的过程。指出两过程分别有短暂的充电电流，放电电流。讨论：充电后两板间有了电场，具有电场能，你能分析一下充电、放电过程能量如何转化？学生分析得充电：电源能量电场能；放电：电场能其他形式能指出电容器所带电荷量：每个极板所带电荷量的绝对值.过渡电容器是容纳电荷的容器。一个电容器容纳电荷的本领如何描述呢？用电容器所带电荷量描述吗？2、电容问题甲电容器两板各带2 C电量，板间电压为2000 V，乙电容器两板各带3 C电量，板间电压为4000 V，能否说乙电容器容纳电荷的能力大呢？学生讨论得不能。电容器所带电量越多，板间电压越大。对上述问题，不能在电压不同这种不对等情况下比较电量。应在相同电压下讨论。可取1 V电压下对比它们的电量。学生动手计算甲： 乙： ，所以甲容纳电荷的本领大。学生总结可用电容器所带电量与两板间电压的比值来描述电容器容纳电荷的本领。教师指出：引入一个新的物理量电容来描述。投影电容器所带电荷量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，在数值上等于使两板间电势差为1 V时电容器所带电荷量。提醒学生这是比值定义法定义的。问题C由Q、U决定吗？学生思考回答C不由Q、U这些外界因素决定，因为引入C是描述电容器容纳电荷本领的，是电容器本身的特性，故C由自身条件决定。板书定义式： ，C不由Q、U决定Q=CU，Q由C、U决定U= Q/C，U由Q、C决定物理意义：电容是表示电容器容纳电荷本领的物理量。单位：法拉 符号：F 1F=1 C/V1 F=106F=1012pF引导学生类比理解电容器 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（体积V） （横截面积） 确定的电容器C确定 确定的水容器S确定即：C由电容器自身决定 即：S由水容器自身决定问题那C由电容器自身的哪些因素决定？3、平行板电容器介绍静电计：测量电势差。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。演示将平行板电容器的一板A固定于铁架台上且与一外壳接地的静电计的金属球连接，手持有绝缘柄的板B，将B板接地，用电池组给电容器充电后断开电源，将B靠近A，静电计指针偏角反映A、B两板间电势差。现象指针偏角减小。引导学生分析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.即此时，电容器所带电荷量不变。学生分析现象根据 ，Q不变而U减小，C增大.即d越小，C越大。告知学生精确实验告诉我们，C和d成反比。演示减小两板正对面积。现象指针偏角偏大。学生分析由 ，S越小，U越大，C越小。告知学生精密实验表明：C与S成正比。演示B板不动，在两板间插入一块电介质板。现象指针偏角减小。学生分析板间插入电介质，U减小，由 ，则C增大。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。精确实验表明C与成正比。课本中给出几种电介质的介电常数。指出电容器的电容是由两个导体的大小和形状，两个导体的相对位置及极板间的电介质决定的。引言精确实验可得电容器的决定式。出示板书决定式： （平行板电容器），式中k为静电力常量。说明：真空中介电常数 ，充满某种介质时，电容变大为真空时的 倍， 是一个常数，与介质的性质有关，称为介质的相对介电常数。所以上式又写为：4、常用电容器出示电容器示教板说明电容器从构造上看，分固定电容器和可变电容器。投影片出示问题让学生围绕问题看书。电解电容器的电容为什么一般较大？可变电容器通过改变什么因素来改变电容？课本图1.75甲、乙的电容器上写着两个数字，它们各表示什么？学生答因其介质为很薄的一层氧化膜，所以二极板可相距极近，所以电容值大。正对面积。一个是电容值，一个是额定电压值。加在电容器两极上的电压超过某一值（击穿电压）时，板间电介质被击穿。额定电压应小于击穿电压，电容器工作时的电压不应超过额定值。指出电容值及额定电压值是电容器的两个重要参量。使用前，应看清它的这两个参量才能正确使用。其他电器元件也有它的参量，学生应养成使用前先了解它们的参量的习惯。 电解电容器的正负极不能接错。如课本图1.75乙中的电解电容器两个引线一长一短，短者为负，使用时注意区分。让学生注意各种电容器的表示符号。（三）课堂总结、点评通过本节学习，主要学了以下几点：1、电容器的充电：电容器与电源相连，电源能量电场能电容器的放电：电容器与导线相连，电场能其他形式能2、电容：描述电容器容纳电荷的本领。，C不由 Q、U决定，C由 、S、d电容器自身因素决定。3、学到了一种处理问题的方法：遇到不易理解的问题可以用熟知的东西类比理解作 业教 学 后 记电容器虽不属本章教学的重点，但近年高考中平行板电容器的命题频率较高，且本章在高考