高中物理-电容器的电容教学设计学情分析教材分析课后反思

PAGE1PAGE《电容器的电容》教学设计课题1.8电容器的电容课型新授课（1课时）教学目标1、知道电容器的概念，人事常见电容器，通过实验感知电容器的充放电现象。2、理解电容器的概念及定义方法，掌握电容的定义式、单位，并会应用定义式进行简单计算。3、通过实验了解影响平行板电容器电容大小的因素，了解平行板电容器的电容公式，知道改变平行板电容器的电容大小的方法。教学重点、难点教学重点：电容的概念教学难点：电容的概念，影响平行板电容器电容大小的因素。教学方法类比法、实验法自主探究、合作交流讲授、小组讨论、当堂练习教学手段静电计、平行板电容器、铁架台、电介质板、电容器的幻灯片、多媒体辅助教学设备教学过程一、引入新课展示水容器图片，提示学生水容器的共性，结合本章内容，提出电容器，思考电容器和水容器的共性。为后面的类比做铺垫，引入电容器新课。二、授课内容（一）电容器教师：简单介绍电容器在生活中的应用。介绍莱顿瓶的基本结构，并和水容器联系。强调电容器的外观，引入电容器的基本构造。学生：集体回答，电容器的构造。教师：最简单、最基本的电容器—平行板电容器的基本构造，和电容器在电路中的符号，并引入电容器的充电过程。演示实验：电容器的充、放电过程，提醒学生注意观察电流表指针的偏转。学生：电流计的指针偏转方向相反。教师：既然有电流，它就会做功，同时伴随能量的转化。电容的在充放电过程中，在电路中的作用不同。教师：在电容器充放电的演示实验基础上，进一步提出，充电过中电容器两极板间的电势差和电容器的带电量如何变化，并猜测二者会有什么样的关系？如何描述电容器的储电本领？再一次类比圆柱形水容器的储水问题。合作探究一：学生自由讨论，电容器带电量和两极板间电势差如何变化？怎么描述电容器储存电荷本领的大小呢？教师：哪个小组来分享自己小组的讨论结果呢？学生；回答（二）电容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表示电容。教师：引导学生从刚才的类比中说出电容的定义。提问，电容这个物理量是用什么方法定义的。我们还学过其他用比值定义法定义的物理量吗？学生：比值定义法，密度、压强、速度、加速度、电场强度等。2、定义式：C=Q/U3、学以致用通过图像分析电容器的电容与Q和U均无关，并且推出电容的另一个求解公式C=ΔQ/ΔU教师：既然电容器的电容仅取决于电容器本身，到底与电容器的什么性质有关呢？因为平行板电容器是最简单、最基本的电容器，它的电容与它的什么特性有关呢？演示：观察平行板电容器，并演示。学生：正对面积、板间距等。教师：介绍静电计的基本构造和作用，用来测量电势差。合作探究二：观看演示视频，并定性的得到电容器电容的影响因素与其电容间的有什么关系？自由讨论。学生：（1）d增大，U增大，根据，Q不变，知C减小。可得d越大，C越小。（2）S减小，U增大，根据，Q不变，知C减小。可得S越大，C越大。（3）极板间插入电介质，两极板间电势差U减小，根据，Q不变，知C增大。可得，插入电介质，C增大。教师：进一步的实验表明，电容器的电容C与板间距d成反比，与极板正对面积成正比，插入电介质后电容器的电容变成原来的εr倍。（三）平行板电容器的电容其中，d为极板间距、S为极板正对面积、εr为电介质的相对介电常数，k为真空中的静电力常量。学以致用：分析电容器充电完成后，与电源相连和与电源断开的区别。能够分析电容器的两类基本问题，（1）和电源保持相连，极板间电势差保持不变；(2)与电源断开，电容器的带电量保持不变。（四）常见电容器展示常见电容器，观察可变电容器的改变原理，指出电容器的额定电压。三、课堂小结和学生共同回顾本节课的主要内容，和目标达成程度。1、电容器和水容器类比，得出二者的同特征。2、电容器的电容比值定义法定义物理量的特点，表示电容器本身的特征。3、平行板电容器的电容控制变量法，结合演示实验和电容的定义式，定性分析电容和影响因素间的关系。可以用类似的方法和思想探究问题。4、常见电容器设计意图物理与生活密切相关，建立物理概念从现实生活引入，与以后知识建立联系。生活中电容器随处可见，电器中的电容器是三大电学元件之一，使学生感受到电容器就在自己身边。电容器的充电和放电较为抽象，演示实验，增强感性认识，有助知识的生成。认识能量的转化和电流的做功。容器的共性，类比的方法找到描述电容器储存电荷本领大小的物理量。学生对问题的讨论有助于建立概念，和概念的生成。对形成正确的处理问题的方法和清晰表达有一定帮助。比值定义法定义的物理量，反映物质本身的属性，电容也不例外反映的是电容器本身的属性。运用类比法研究加深对电容的理解。再次强调电容器的电容仅取决于电容器本身，与Q和U无关。先猜想后验证是物理学研究中的常规思维方法，控制变量法也是物理学研究中的重要方法。通过实验演示，有利于学生对平行板电容器的构造及工作原理的理解。从直接经验获取的信息更容易信服，并且有利于学生透过现象看本质，分析现象背后的规律和本质联系。通过平行板电容器公式和电容定义式的应用，加强对电容公式的理解，进一步提升分析问题解决问题的能力。对常见电容器的观测，帮助学生对电容器建立比较直观的形象。作业1、题组训练10，其中10、12题为选做题、2、找一找废弃家用电器中的电容器，并试着读出电容和额定电压，了解电容器在生活中的应用。板书设计一、电容器1、构造2、电容器的充、放电二、电容1、定义2、定义式三、平行板电容器四、常用电容器教材分析本节课是在静电场相关知识和力学知识的综合应用，在本节课之前，学生已经学习了静电场的基本知识和力学相关内容、功能关系等相关知识，为本节的解决生活中的实际问题奠定了一定基础。但是电容器对于学生而言还是相对陌生的，对电容器的充放电、电容等理解也有一定难度，需要学生具备一定的抽象思维和想象能力。学生在思考问题和解决问题时，需要有一定的凭借，逐步从形象思维过渡到抽象思维，在教学中需要多运用实验或演示，或类比的方法，帮助学生建立直观的形象，并尽量和已有知识发生联系，引导其对知识顺利发生正向迁移。在合作与交流中分析论证、归纳总结，建构学科知识结构。学生经过必修1和机械能守恒定律的学习，已经具备一定的分析问题、解决问题和归纳总结的能力，但是对问题和现象的理解和分析，还具有一定的表观特征，不能准确的从本质上把握规律。在分析和解决实际问题时，对物理量之间的关系不能做出快速的反应，一定程度上依赖教师的讲解或教科书的文字表述，教学中应该注重培养学生独立思考，准确把握物理量之间关系的能力。效果分析电容器的电容是本章前面各节内容之间以及力学知识的综合，本章静电场既是电磁学知识的基础，又是光学等其他物理学知识的重要基础。此前，学生已经学习了电场强度，电势、电势能及力学等相关知识，所以本节课的综合性强。电容器的电容是本节课的教学重点，也是教学难点。因此，如何突破这一重点、难点，需要从学生的实际出发，紧密联系生活实践，建立和已有知识间的联系，充分利用类比、推理的方法促进概念的生成。本节课采用与圆柱形水容器类比的方法，充分发挥学生认识的主观能动性，开展小组交流与合作探究的教学模式，力图使学生先接近或得到电容的定义。强调比值定义法定义物理量的特点，帮助学生迅速把新知识归类汇总，加强对当堂课基本概念及其特征的掌握。平行板电容器的电容是本节课的又一难点，本节课设计分三步由浅入深，逐步加深对平行板电容器电容的掌握。首先，用展示平行板电容器，分析得到可能影响平行板电容器电容的因素；其次，通过观看演示实验视频，借助电容器电容的定义式，得出其电容与影响因素的定性关系，进一步准确引入平行板电容器电容的决定式；最后，设计相关的练习，从电场强度、电势差、电势能、电场力做功等方面加深对平行板电容器电容的理解。从效果上分析，本节课的重点和难点能够顺利突破，帮助学生掌握所学基本内容，学生课堂练习和掌握情况说明对基本内容掌握比较到位。由于课时的限制，进一步的关于电势能和电场力相关的练习放在课后。教材分析本章是选修3系列的第一章，是高中阶段电学内容的开始。这一章的内容是高中阶段的基础内容之一。它既是电磁学知识的基础，又是光学等其他物理学知识的重要基础。本章的核心内容是电场的概念及描述电场特性的物理量。本节课，电容器的电容是前面各节内容之间以及力学知识的综合。电容器是一种重要的电学元件，有着广泛的应用。学生已经学习了研究电容器需要涉及的电势能、电势差、电势、电场强度、电荷量等物理量。所以，本节教学的核心是应用静电场的有关知识研究电容器，根据课程标准和实际情况，建议进行一课时教学。电容的概念是本节的重点，也是难点。电容是一个用比值定义法定义的物理量，前面已经多次学习比值定义物理量的方法。引出这一定义的关键，是要让学生知道电容器所带的电荷量与两极板间的电势差成正比，该比值反映电容器本身的性质。本节课采用类比法，先分析圆柱形水容器的储水量和水位差之间的关系，引出圆柱形水容器储水能力的性质，进而和电容器比较，形成知识的正向迁移。利于培养学生分析问题的能力。平行板电容器的电容影响因素是本节内容的又一难点，平行板电容器是最简单、最基本的电容器，研究平行板电容器的电容对理解电容的定义会有很大的帮助。本节课利用演示实验，同学生一起观察了平行板电容器两极板间的电势差随板间距和正对面积、电解质的变化而发生变化的情况，并且借助定容的定义式C=Q/U定性得出电容和影响因素的关系。评测练习1、如图所示，四个图象描述了对给定的电容器充电时，电容器电量Q、电压U和电容C三者的关系，正确的图象有()2、有一充电的平行板电容器，两板间电压为3V，现使它的电荷量减少3×10-4C，于是电容器两板间的电压降为原来的eq\f(1,3)，此电容器的电容是多大？电容器原来的带电荷量是多少？若电容器极板上的电荷量全部放掉，电容器的电容是多大？3、(多选)如图所示,电路中A、B为两块竖直放置的金属板,G是一只静电计,开关S合上后,静电计指针张开一个角度,下述做法可以使指针张角增大的是()。A.使A、B两板靠近一些B.使A、B两板正对面积错开一些C.断开S后,使B板向右平移拉开一些D.断开S后,使A、B正对面积错开一些4、如图，两块大小、形状完全相同的金属板平行放置，构成一平行板电容器，接通开关，电源立即给电容器充电，以下正确的是（）。A.保持S接通，减小两极板间的距离，则两极板间的电场的电场强度减小；B.保持S接通，在两极板间插入一块电介质，则极板上的电荷量增大；C.断开S，减小两极板间的距离，则两极板间电势差减小；D.断开S，在两极板间插入一块电介质，则两极板间电势差增大5、如图所示，已知平行板电容器两极板间距离d=4mm，充电后两极板间电势差为120V，A板带正电．若它的电容为3μF，且P到A板距离为1mm．求：（1）电容器的带电荷量；（2）一个电子在P点具有的电势能；（3）一个电子从B板出发到A板获得的动能。课后反思本节课是本章前面各节内容的综合，涉及的知识稍多，包括电荷量、电场强度、电势、电势差、电势能和功能关系。电容器也是一个相对陌生的概念，对于电容器的电容则比较抽象，学生直接理解起来比较困难。基于这个特点，教学设计上把电容器和水容器作了类比，希望能够顺利突破第一个难点，所以此处安排了一次学生合作探究活动。把电容器的电荷量Q、极板间的电势差U分别和水容器的储水量V和水位差h作类比，得出电容的定义，并且强调比值定义物理量的特点。接着安排练习，学以致用，加深对C、Q、U三个物理量之间关系的理解。从电容器电容与Q和U无关，引出平行板电容器的电容，影响因素及和影响因素的关系，通过观看探究影响平行板电容器电容的影响因素视频，提出问题。让学生思考平行板电容器的电容和所观察到的现象之间的联系，学生能够利用电容的定义式定性的分析平行板电容器的电容与其影响因素之间的定量关系。以当堂练习的方式引出平行板电容器中的两类问题：（1）电容器保持和电源相连，电容器极板间电势差保持不变；（2）电容器和电源断开，不放电的前提下，电容器的带电量不变。最后，对电容器观察，使学生直观认识电容器。从教学效果上看，能够完成本节课的教学目标，顺利突破了本节课的教学重点、难点。学生参与度较高，课堂练习效果比较明显。但同时也存在不足之处，从时间安排上略显仓促，造成平行板电容器，练习不够充分，没有能把有关电势能和电场力做功的相关知识练习到。如果能再多和学生互动，把时间更多的放给学生，教学效果应该会更好一些，在今后的教学工作中一定更加努力，把每一堂课上好。课标分析《普通高中物理课程标准》强调，培