高中物理-1.8 电容器与电容教学设计学情分析教材分析课后反思

东平高级中学高一物理导学案(8)主备人：刘灿审核人：刘灿班级：姓名：学号：1234班级姓名学号PAGE课题：§1.8电容器的电容教学目标：1.了解电容器的构造和常用电容器。2.知道电容器充电和放电过程是能量转化的过程。3.了解电容器的电容。4.经历影响平行板电容器电容因素的实验探究过程，知道决定平行板电容器电容大小的因素。教学重点：电容器的概念、定义式及影响平行板电容器电容因素。教学难点：电容的定义和引入；对平行板电容器的动态分析。教学过程：预习导学课前自主学习一、请学生自主学习教材第一章第8节P29至P31。“在5分钟内快速阅读，完成下列问题，将问题答案用铅笔划在书上”1、电容器（了解）构造：电容器的充电、放电：2、电容（记忆）定义：公式：单位：电容的物理意义：3、平行板电容器的电容（记忆）平行板电容器的决定式：4、常用电容器（了解）二、结合学习的内容思考如下问题：1．有一电容器，带电量为10-5C时，两板间的电压为200V，如果使它带的电量再增加10-6C．这时，它的电容是法拉，两板间的电压是______V．2．关于电容的说法中正确的是（）A.由C＝Q／U可知．电容器的电容与它的带电量、两板间电压有关．B.电容器带电量多，说明它容纳电荷的本领大．C．由Q＝CU可知，当U增大时．Q可以无限增大．D.两个相互靠近彼此绝缘的人，虽然不带电，但它们之间有电容．3.两个电容，两极板间的电势差之比为2:3，带电量之比为3:2，则C1/C2等于()A.2：3B．3：2C．4:9D.9:44．连接在电源两极板上的平行板电容器，当两极板间的距离减小时，电容器的电容C将，带电量Q将，电势差U将，极板间的电场强度E将。展示导思课中合作探究对电容的理解甲同学说:“电容器带电越多,电容越大,不带电时,电容为零”。此说法对吗?为什么?乙同学说:“电容器两端电压越大,电容越大,不加电压时,电容为零”。此说法对吗?为什么?丙同学说:“若A电容器带电比B电容器带电量多,则A的电容就比B的电容大”。此说法对吗?为什么?丁同学说:“若A电容器两端电压比B电容器两端电压大,则A的电容就比B的电容大”。此说法对吗?为什么?2、决定平行板电容器电容大小的因素 （1）[演示]感应起电机给静电计带电（详参阅P30图1.8-4）静电计是在验电器的基础上制成的,用来测量电势差.把它的金属球与一个导体相连,把它的金属外壳与另一个导体相连,从指针的偏转角度可以量出两个导体之间的电势差U.（2）学生注意观察现象并思考下列问题（a）保持Q和d不变，S越小,静电计的偏转角度如何变化？C＝Q／U，电容C如何变化？（b）保持Q和S不变，d越大，静电计的偏转角度如何变化？C＝Q／U，电容C如何变化？（c）保持Q、d、S都不变,在两极板间插入电介质板,静电计的偏转角度如何变化？C＝Q／U，电容C如何变化？结论:平行板电容器的决定式例题1．对于一个确定的电容器的电容正确的理解是()A．电容与带电量成正比B．电容与电势差成反比C．电容器带电量越大时，电容越大D．对确定的电容器,每板带电量增加,两板间电势差必增加．例题2．如图所示为研究平行板电容器电容的实验。电容器充电后与电源断开，电量Q将不变，与电容器相连的静电计用来测量电容器的。在常见的电介质中，由于空气的是最小的，当极板间插入其它的电介质板时，电容器的电容将，于是我们发现，静电计指针偏角将__________。检测导练(每题5分，共35分)：1．关于电容器的充放电，下列说法中正确的是()A．充放电过程中外电路有瞬间电流B．充放电过程中外电路有恒定电流C．充电过程中电源提供的电能全部转化为内能D．放电过程中电容器中的电场能逐渐减小2．一平行板电容器始终与电池相连，现将一块均匀的电介质板插进电容器恰好充满两极板间的空间，与未插电介质时相比()A．电容器所带的电荷量增大B．电容器的电容增大C．两极板间各处电场强度减小D．两极板间的电势差减小3．下列关于电容器的说法中，正确的是()A．电容越大的电容器，带电荷量也一定越多B．电容器不带电时，其电容为零C．由C＝Q／U可知，C不变时，只要Q不断增加，则U可无限制地增大D．电容器的电容跟它是否带电无关4、对电容器C＝Q／U，以下说法正确的是()A．电容器充电量越大，电容增加越大B．电容器的电容跟它两极所加电压成反比C．电容器的电容越大，所带电量就越多D．对于确定的电容器，它所充的电量跟它两极板间所加电压的比值保持不变5、对于一个电容器，下列说法中正确的是()Ａ、电容器所带的电量越多，电容越大Ｂ、电容器两极板间的电势差越大，电容越大Ｃ、电容器所带的电量增加一倍，两极板间的电势差也增加一倍Ｄ、电容器两极板间的电势差减小到原来的1/2，它的电容也减小到原来的1/26、一个电容器，带了电量Q后，两极板电势差为U，若它带的电量减少Q/2，则()A．电容为原来的1/2，两极板电压不变B．电容为原来2倍，两极板电压不变C．电容不变，两极板电压是原来的1/2D．电容不变，两极板电压是原来的2倍7.将一个平行板电容器接上电源后再切断电源．然后使两极板间的距离增大一些，则关于电容器两极的电压U和两极间的场强E的变化，下列说法正确的是()A.U增大，E增大B.U增大，E不变C.U不变，E减小D.U减小，E减小学情分析学生在日常生活中是可以见到电容器的，但学生对电容器的功能和相关性质是很陌生的。学生对电容器电量和电压的关系不太清楚，很难理解电容的概念。效果分析通过本节课的教学，学生对电容器这个电学原件有了更深刻的认识，知道了电容器的构成要素、特点和描述电容器的物理量，及常见的电容器。探究平行板电容器电容的影响因素的实验是相当成熟的，有利于学生进一步熟悉探究方法。教材分析电容器是一种重要的电学元件，在电气设备中有着广泛的应用。学生已经学习了研究电容器需要涉及的电势差、电荷量等知识，同时也基本掌握了比值定义法、控制变量法等研究物理问题的方法，具有了一定的用数学工具解决物理问题的能力。所以本节教学的核心是引导学生应用所学的知识与形成的方法研究电容器,探究电容概念的内涵。

电容的概念是本节的重点，也是难点。电容又是一个比值定义的物理量，引出这一比值的关键，学生知道电容器容纳电荷的本领是定的，而电容器所带的电荷量与两极板间的电势差成正比，其比值能反映电容器本身的性质。

影响平行板电容器电容大小的因素是本节教学内容的又一难点，在引导学生做好教科书中的演示实验的前提下，由定性实验到定量探究是突破该难点的好办法，符合学生认知规律，学生也更易于接受。

课标分析1.认识电容器的外形和结构，了解电容器的工作原理，理解电容器的概念，知道电容器的电容，了解电容器的重要参数，能解释运用电容器制成的照相机闪光和传感器的工作原理。2.注重比值和类比的思想方法。3.通过学生对实验的观察和研究，培养科学探究能力和抽象思维能力。《电容器的电容》教学设计【教学目标】1、知识与技能⑴知道电容器是储存电荷和电场能的装置；⑵了解常见电容器的外形、结构和符号；⑶了解电容器的充、放电过程，了解击穿电压、额定电压的概念；⑷理解电容的意义，知道其单位，并会用电容定义式进行计算；⑸了解影响平行板电容器电容的相关因素及其电容的决定式。2、过程与方法⑴经历影响平行板电容器电容因素的探究过程，体会其中蕴涵的思想方法：控制变量法，提出问题，定性分析、实验探究与定量分析相结合等；⑵通过实验与观察，了解电容器的构造和特点，通过类比法理解电容器的电容概念。3、情感态度与价值观⑴通过介绍电容器的缘起、发展与应用，渗透STS教育思想；⑵渗透事物的本质是有自身的因素即内因决定，不由外因决定的观点。【教学重点】电容的概念【教学难点】电容的引入与理解研究影响平行板电容器电容大小因素的实验探究【教学方法】问题讨论，理论探究与实验探究相结合，类比方法，动画模拟【教学用具】电容器示教板，静电计，平行板电容器，电介质板，起电机，电池组，导线，单刀双掷开关，多媒体与课件【教学流程】实例引入实例引入历史渊源电容器概念的建立充放电特点电容概念的建立与理解探究平行板电容器电容应用与常见电容器介绍【教学过程】创设情景，实例引入：图片展示——电视、电脑等线路板出示电容器示教板（上装各种电容器）提出课题：电容器到底是什么样的元件？它的作用、构造、原理是什么？本节课就要研究这些问题。电容器产生的历史渊源：（介绍略）（一）电容器实例探究：出示一纸质电容器并将其拆开，请学生观察。结论：有两片锡箔（导体），中间是一层薄纸（绝缘）。AaAabsCE问题讨论：两平行导体板夹上一层绝缘物质（空气也算）能否构成电容器？2、充电、放电演示：连接如图的电路现象观察：当接a时，G偏转当接b时，G反偏转分析：充电——充电电流；电能电场能放电——放电电流；电场能其他形式能量（二）电容提出问题1：既然电容器是用来储存电荷的，而不同电容器容纳电荷的本领是不同的，我们应该用一个物理量表示电容器容纳电荷的能力，这应是一个怎样的物理量呢？定性分析：对一个电容器来说，其储电能力应该是一定的，我们找到的这个物理量对这个电容器来说也应该是不变的。问题2：对一个结构一定的电容器，给它带上一定的电荷量Q，两极间也就有了一定的电势差U，Q与U能用来表示电容器的储存能力吗？学生：（不能，原因分析）进一步研究：①实验表明，Q增加为原来的几倍，U也增加为原来的几倍，而两者的比值Q/U，对同一电容器是一定的（这符合我们的要求）。②比值大，意味着在相同的电压情况下，能带的电荷量越大，这正能说明其储电能力强。对电容概念的总结：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V1S1hVV1S1hV2S23、物理意义：C是表示电容器容纳电荷本领的物理量。4、单位：在国际单位制中单位是法拉（F），1F=1C/V1μF=10-6F，1рF=10-12F常见电容器，一般是几十pF到几千μF之间类比理解：C大，意味着U=1V时，容纳的电荷量大，储电本领强不同容器装水，水深都是1㎝，S大的容器容纳的水量多问题讨论：①S大，能装水的总量就一定多吗？（不一定，容器的高度h不同，V=Sh）②C大，能储存的电荷量就一定多吗？（不一定，C能承受的最大电压不同）（因此，C大，储电本领大，是指相对于同一电势差U而言；电容器能容纳的电荷还跟它能承受的最大电压有关。引出击穿电压、额定电压的概念。）5、击穿电压额定电压（工作电压）～电容器的外壳有标注【例题1】一个电容器，充电后所带电荷量为Q=4×10-6C的电荷量时，它的板间电势差U=2V，由此可知，该电容器的电容是___________F。如果再充进4×10-6C的电荷量，其电容为___________F。如果用导线将电容器两极相连，放电后，其电容为___________F。学生活动：（略）小结：C取决于电容器自身结构而与是否带电无关。类比：水桶的储水能力在设计好后就确定了，与是否使用无关。（三）研究影响平行板电容器电容大小的因素1、提出课题：平行板电容器是最简单，也是最基本的电容器，几乎所有的电容器都是平行板电容器的变形，所以我们从研究平行板电容器入手，探究决定其电容大小的因素。问题：决定平行板电容器电容的那些因素从哪儿去找？2、定性分析①电容是表征电容器容纳电荷本领的物理量，因此它只与电容器自身的内部结构有关，与其它量（Q、U）应该无关，环境因素也可不予考虑两极板大小（用面积S表示）两极板大小（用面积S表示）两极板间的距离d两极板间的电介质②研究电容器内部的结构因素：③方法分析：控制变量法Q不变（离源）U用静电计测Q不变（离源）U用静电计测④实验装置分析：3、实验探究⑴改变平行板两极板的距离s分析C=Q/U结论分析C=Q/U结论C与d反相关d↑偏角↑U↑C↓⑵改变平行板两极板的正对面积SC=Q/U结论C与d正相关C=Q/U结论C与d正相关分析S↑偏角↓U↓C↑⑶两极板间插入绝缘介质（保持Q、S、d不变）结论C与电介质有关C=Q/U结论C与电介质有关C=Q/U分析4、进一步的研究（引申）以上实验还只是定性分析，从理论角度进行定量研究，表明：⑴当平行板电容器两极板之间是真空时，⑵当板间充满同一种介质时，电容变大为真空时的倍，即5、相对介电常数是一个与电介质性质有关的常数（无单位）。读表1.8—1，空气的近似为1（一般性研究中，空气对C的影响可以忽略）（水指纯净水）【例题2】平行板电容器的电容是比较少的，桌上的平行板电容器的电容，半径约0.1m，试求其电容C的大小。学生活动：（2.8pF）问题：若要得到2μF