高中物理《电容器的电容(9)》优质课教案、教学设计
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《电容器电容》教学设计一、教材分析本节知识与生活联系比较紧密,几乎所有电气设备都要用到电容器,学生学习兴趣比较浓厚,因此,教材首先讲解了电容器的功用,通过介绍电容器的构造及使用,使学生认识电容器有储存电荷的本领,同时介绍了电容的概念、定义式,再讲解电容器的电容与哪些因素有关。
电容器的充放电现象和电容概念,是高中物理教学的重点和难点之一。
二、学情分析学生没有接触过有关电容的问题,比较抽象,所以接受起来容易觉得生硬。
因此,要充分利用实验和多媒体等直观手段,多增加一些实验来增强教学效果。
三、教学目标(一)知识与技能通过观察思考、合作探究,学生掌握电容这一概念;理解平行板电容器电容的定义公式。
(二)过程与方法1.通过对平行板电容器电容的定义公式推导的学习,学生经历科学探究、分析、归纳的思维过程;2.教育学生在处理实际问题时,如何忽略次要因素,抓住主要因素,抽象出物理模型,从而对学生进行物理研究方法的培养。
(三)情感态度与价值观在主动学习合作探究过程中,体验和谐、流畅、民主、愉悦的学习情境,在满怀热望的探究中不断获得美的感受和成功的喜悦。
四、重点和难点重点是电容的定义及定义公式,难点是学生没有接触过有关电容的问题,而读了这一段以后又要过好久才再见到它,所以接受起来容易觉得生硬。
因此,要尽可能结合实际讲,并要把道理尽可能讲明白,避免学生死背公式。
五、教学用具静电计、平行板电容器、枕形导体、有机玻璃板、有机玻璃棒、丝绸几种常见的电容器。
六、教学方法启发探究式教学、多媒体辅助教学。
七、课时安排一节课八、教学过程(一)介绍电容器图11.演示;将平行板电容器的一板a放在静电计上,将静电计外壳接地,用丝绸摩擦过的玻璃棒使a带正电,静电计张开一个角度,然后用不带电的枕形导体b接近a,看到静电计张角减小,用手摸b,张角更小,问为什么?先要弄清张角大小由什么决定,告诉学生这个仪器叫静电计,与初中见过的验电器类似,它的张角的大小由指针和外壳之间的电势差决定,这点现在不便论证。
电容器的电容[学习目标] 1.知道电容器的概念,认识常见的电容器,通过实验感知电容器的充、放电现象.(重点) 2.理解电容的概念及定义方法,掌握电容的定义、公式、单位,并会应用定义式进行简单的计算.(难点) 3.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.(重点) 4.知道改变平行板电容器电容大小的方法.电容器和电容[先填空]1.电容器的组成两个彼此绝缘的导体,当靠的很近且之间存有电介质时,就组成一电容器.2.电容器的充放电过程过程内容充电过程放电过程定义使电容器带电的过程中和掉电容器所带电荷的过程方法将电容器的两极板与电源两极相连用导线将电容器的两极板接通场强变化极板间的场强增强极板间的场强减小能量转化其他能转化为电能电能转化为其他能(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,公式为C=Q U.(2)物理意义:表示电容器容纳电荷本领的物理量.(3)单位:1 F=106μF=1012pF.[再思考]1.比值定义法是物理上常用定义物体量的方法,列举你所了解的用值定义法定义的物理量.【提示】 加速度a =Δv Δt ,电场强度E =F q ,电势φ=E pq 等.2.根据公式C =QU ,能否说电容C 与电容器所带的电荷量Q 成正比,与两极板间的电势差U 成反比?【提示】 电容是用比值法定义的物理量,不能说C 与Q 成正比,与U 成反比.[后判断](1)电容大的电容器带电量一定多.(×)(2)电容的单位有F ,μF ,pF,1 F =103μF =106pF.(×)(3)电容为C 的电容器所带电荷量为Q ,若电荷量增大为2Q ,则电容变为2C .(×)(4)电容器所带的电荷量Q 是指电容器的一个极板上所带电荷量的绝对值.(√)(5)电容器放电的过程就是两极板电荷中和的过程.(√)常见电容器及平行板电容器[1.分类.⎩⎨⎧按电介质分:聚苯乙烯电容器、陶瓷电容器、 电解电容器等按电容是否可变分:固定电容器、可变电容器2.电容器的额定电压和击穿电压(1)额定电压:电容器能够长期正常工作时的电压.(2)击穿电压:电介质被击穿时在电容器两极板上的极限电压,若电压超过这一限度,则电容器就会损坏.3.平行板电容器(1)构成:由两个彼此绝缘的平行金属板构成. (2)电容的决定因素①决定因素:两板间距离d ,两板的正对面积S ,两板间电介质的介电常数εr .②关系式:C=εr S 4πkd.[再思考]1.在选用电容器时应注意什么问题?【提示】注意电容器上标的两个参数即电容和额定电压.2.如图1-8-1所示,开关S与“1”端接触后,再与“2”端接触,灯泡是否发光?怎样解释?若发光,电流方向如何?图1-8-1【提示】当电源与“1”接触,给电容器充电,上极板带正电荷,下极板带等量负电荷,当电容器上电压与电源电压相同时,充电完毕,当接“2”时,电容器通过灯泡放电,放电电流是从正极板流出沿灯向下随电荷减少电压降低、灯泡逐渐变暗,放电完毕,灯泡熄灭.[后判断](1)电容器外壳上标的是额定电压.(√)(2)电解电容器使用时,正、负极不能接反.(√)(3)平行板电容器间插入电介质时电容变大.(√)(4)平行板电容器带电量为零时,其电容为零.(×)学生分组探究一对电容的理解(深化理解)第1步探究——分层设问,破解疑难1.电容器在充、放电的过程中,能量如何转化?2.为什么说电容器的电容描述了电容器容纳电荷的本领?第2步结论——自我总结,素能培养1.对电容的理解图1-8-2(1)电容器容纳电荷的本领相当于直筒形容器容纳水的本领.电容相当于直筒形容器的底面积,底面积越大,水位每上升1个单位高度,水量就增加得越多,而对应的电容越大,类似地两极板间电压每升高1 V,两板就会容纳更多的电荷量.这里的“容纳”并不是指容器可盛的最大水量或电容器可带的最大电荷量.图1-8-3(2)通过Q-U图象理解,如图1-8-3所示,Q-U图象是一条过原点的直线,其中Q为一个极板上所带电荷量的绝对值,U为两板间的电势差,直线的斜率表示电容大小.因而电容器的电容也可以表示为C=ΔQΔU,即电容的大小在数值上等于两极板间的电压增大(或减小)1 V 所增加(或减少)的电荷 量.2.公式C =Q U 与C =εr S4πkd 的比较公式 内容C =Q U C =εr S 4πkd 公式特点定义式决定式意义对某电容器Q ∝U ,但Q U =C 不变,反映容纳电荷的本领平行板电容器,C ∝εr ,C ∝S ,C ∝1d ,反映了影响电容大小的因素联系电容器容纳电荷的本领由QU来量度,由本身的结构(如平行板电容器的εr 、S 、d等因素)来决定第3步 例证——典例印证,思维深化一个电容器所带的电荷量为4×10-8 C ,两极板间的电压是2V ,那么这个电容器的电容是多少?如果电容器的电荷量减少了1×10-8 C ,则板间电压变成多少?【思路点拨】 电容器的电容C 可用公式C =QU 计算,且电容与电荷量无关,只由电容器本身决定.【解析】 C =Q U =4×10-82 F =2×10-8 F又因C =ΔQ ΔU 得ΔU =ΔQ C =1×10-84×10-8V =0.25 V所以U ′=U -ΔU =2 V -0.25 V =1.75 V . 【答案】 2×10-8 F 1.75 V电容器电容、电荷量、电压的分析电容器的电容只由电容器本身决定,与电荷量两极电压无关,因此,在分析电荷量、电压时电容器电容不变是分析问题的关键点.第4步 巧练——精选习题,落实强化1.电容器A 的电容比电容器B 的电容大,这说明( ) A .A 所带的电荷量比B 多 B .A 比B 能容纳的电荷量多 C .A 的体积比B 的体积大D .两个电容器的电压都改变1 V 时,A 的电荷量改变比B 大【解析】 电容是电容器的固有属性,根据电容定义C =QU ,电容的物理意义是指电容器两极板间的电压每改变1 V 时所改变的电荷量的多少,电容C 不表示电容器容纳或已容纳电荷量的多少.【答案】 D2.(多选)对于给定的电容器,下列是描述电容C 、所带电荷量Q 、电势差U 之间的相互关系的图线,正确的是( )【解析】 在电容定义式C =QU 中,C 由电容器结构决定,与Q 、U 无关,A 正确,B 、C 均错误,Q 与U 成正比,D 正确.【答案】 AD学生分组探究二 平行板电容器的两类典型问题(拓展延伸)第1步 探究——分层设问,破解疑难 1.平行板电容器电容与哪些因素有关?2.平行板电容器电荷量或电压保持不变,当d 和s 变化时会引起哪些变化? 第2步 结论——自我总结,素能培养 1.电容器两极板始终与电源两极相连此时电容器两板间电势差U 保持不变,若用“↑”表示相关物理量增大,“↓”表示减小,则:(1)电容器极板间距离变化.(2)电容器的正对面积变化.2.电容器充电后与电源断开:此时电容器所带电量Q保持不变.(1)电容器极板间距离变化(2)电容器的正对面积变化.第3步例证——典例印证,思维深化如图1-8-4所示是一个由电池、电阻R、开关S与平行板电容器组成的串联电路,开关S闭合.一带电液滴悬浮在两板间P点不动,下列说法正确的是()图1-8-4A.带电液滴可能带正电B.增大两极板距离的过程中,电阻R中有从a到b的电流,电容器中负电荷从B到AC.断开S,减小两极板正对面积的过程中,液滴将加速下降D.断开S,减小两极板距离过程中,液滴静止不动【思路点拨】液滴如何运动决定电容器两极板间的电场强度,而电场强度又与板间电压U和两板间距d有关.【解析】带电液滴在重力和电场力作用下处于平衡状态,电场力方向向上,电场方向向下,故液滴带负电,A选项错误.由C=εr S4kπd和Q=CU可知,当两极板间距离增大的过程中,C变小,所以Q变小,因此电容器放电,放电电流的方向从a到b,负电荷由B板经电源和电阻R流向A板,选项B错误.断开S,由C=εr S4kπd,Q=CU和U=Ed知E=4kπQεr S,Q不变,S减小,所以E增大,电场力大于重力,液滴加速上升,C选项错误.由E=4kπQεr S知,Q不变,d减小,E不变,液滴静止不动,D选项正确.【答案】 D电容器动态分析的思路(1)确定不变量:是电压U不变,还是电量Q不变.(2)用决定式C=εr S4πkd分析平行板电容器的电容变化情况.(3)用定义式C=QU及变形式Q=CU,分析电容器带电量或两板间电压变化情况.(4)由于U=QC=Q·4πkdεr S,故匀强电场强度E=Ud=4πkQεr S,可以分析电容器极板间场强变化情况.第4步巧练——精选习题,落实强化3.(多选)传感器是一种采集信息的重要器件,如图1-8-5是由电容器作为传感器来测定压力变化的电路,当待测压力F作用于可动膜片电极上时,以下说法中正确的是()图1-8-5A.若F向上压膜片电极,电路中有从a到b的电流B.若F向上压膜片电极,电路中有从b到a的电流C.若F向上压膜片电极,电路中不会出现电流D.若电流表有示数,则说明压力F发生变化【解析】F向上压膜片电极,使得电容器极板间的正对距离变小,电容变大,电容器和电源相连电压不变,由C =QU 知Q 变大,电源对电容器充电,外电路中产生顺时针方向的瞬时电流,电流表也就有示数了,直到再次充满,B 对,A 、C 错;只要压力F 发生变化,极板间距离就变化,电容也就变化,电流表就有示数,D 对.【答案】 BD图1-8-64.如图1-8-6所示,平行板电容器与电压为U 的直流电源连接,下极板接地.一带电油滴位于电容器中的P 点且恰好处于平衡状态.现将平行板电容器的上极板竖直向上移动一小段距离( )A .带电油滴将沿竖直方向向上运动B .P 点的电势将降低C .带电油滴的电势能将减少D .若电容器的电容减小,则极板带的电荷量将增大【解析】 电容器与电源相连,电压U 不变,当上极板向上移动时,极板间距离d 增大,电场强度E =Ud 减小,静电力减小,带电油滴将向下运动,选项A 错误;由U =Ed 知,P 点与下极板间电势差减小,P 点电势降低,选项B 正确;由E p =qφ知,油滴带负电,电势能增加,选项C 错误;由C =QU 知C 减小,U 不变,Q 将减小,选项D 错误.【答案】 B平行板电容器与静电计结合问题的解决方法1.静电计指针和外壳分别与两块平行金属板相连接,使两块金属板带上等量的异种电荷,且电容器电荷量Q不变.2.由决定式C=εr S4πkd,根据所给问题中εr、S或d的变化,确定平行板电容器的电容C的变化情况.注意电容器间插入电介质时意味着εr变大,电容C变大;插入金属板时意味着d减小,电容C也变大.3.根据U=QC,可确定电容器两极板间的电势差的变化,进而可以确定静电计指针的张角变化情况.图1-8-7(多选)平行板A、B组成电容器,充电后与静电计相连,要使静电计指针张角变大,下列措施可行的是()A.A板向上移动B.B板向右移动C.A、B板间插入电介质D.减少极板上的电荷量【解析】A板向上移动,正对面积S减小,或B板向右移动,距离d增大,根据C=εr S4πkd,电容C均减小,由U=QC知电势差U变大,静电计指针偏转角度增大,A、B对;A、B板间插入电介质,相对介电常数εr增大,根据C=εr S4πkd,电容C增大,由U=QC知电势差U变小,静电计指针偏转角度减小,C错;由U=QC得,减小电荷量Q,电势差U变小,静电计指针偏转角度减小,D错.【答案】AB静电计与验电器的区别及联系(1)从结构上看,除了共同具有的金属球、金属杆和指针(或金箔)以外,静电计的外壳必须是金属制作,金属球、金属杆和指针(或金箔)连接成了一体,金属外壳与地球又连接成了一体,而这两体就组成了一个电容器.(2)从原理上看,验电器的金属杆和指针因带有同种电荷而相互排斥,从而使指针张开.而静电计的金属外壳与金属杆之间形成了电场,指针上的电荷由于受到了电场力的作用而发生了偏转.(3)从功能上看,验电器主要功能是检验导体是否带电,而静电计的功能主要是测量电势差,当然也可以检验接触的导体是否带电.。
第8节电容器的电容教学设计一、教学目标1.知识与技能⏹了解电容器的作用及其构造⏹感知电容器充、放电现象⏹探究电容器带电量与电压之间的关系,深刻理解电容器电容的概念⏹研究并理解平行板电容器的电容与哪此因素有关2.过程与方法⏹比值定义法是物理学中经常采用的方法,培养学生掌握用数学工具描述物理量之间的关系的方法。
⏹合理猜测→实验验证,掌握控制变量法在多因素相关实验中的使用,培养学生的迁移类推能力、动手实验能力。
⏹培养利用现代计算机技术获取、加工、分析科学实验数据的基本科学素养。
3.情感、态度与价值观⏹借助已有的知识与方法,类比迁移到解决不熟悉问题,培养学生形成自我学习能力。
⏹树立正确对待实验数据的科学态度,大胆假设,小心求证。
通过了解超级电容器、电容触摸屏的应用,感受到科学技术是第一生产力,科技改变生活的价值体验。
二、教学重点、难点重点:了解电容器的结构和工作方式,理解电容的定义。
难点:电容概念的理解。
三、设计思想教学的真谛是“沟通”,要使学生真正理解和掌握物理知识,并内化为自身能力,最好的方法是:让学生主动参与到教学活动中来,通过师生活动、生生活动等方式,让学生在感受与体验中学习,比教师单纯传授知识更有效,思维训练也更加深刻。
学生不仅得到知识,还得到包括解决问题的科学方法、态度,独立思考的良好习惯等。
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,理解电容的概念及定义方法是这堂课的基本目标,在本节课中,体现“从生活走向物理”的新课程理念,自制的电容器把电容器比较理论的知识很形象地展现给学生,由浅入深,学生在头脑中很容易就会留下深刻的印象。
教学重点是让学生参与教学活动,通过学生实验激发学生学习兴趣,了解电容器充、放电过程。
通过学生实验理性分析电容器两极板电压和所带的的电荷量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 及平行板电容器的电容C与正对面积S、板间距离d的关系,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。
教学设计选修 3-1 第一章 静电场第8节 电容器的电容【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了解电容器的电容器的外形、结构和符号及充、放电过程 ⑶理解电容的意义,知道其单位、并会用电容定义式进行计算; ⑷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 ⑵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体会类比的方法和控制变量法;培养学生探究的意识和能力;⑵中渗透事物本质是自身的因素,即内因决定外因,不由外因决定观点,激发学习物理知识的兴趣。
【教学重点】电容的概念、电容定义式和决定式及其应用 【教学难点】电容的定义和理解研究影响平行板电容器电容大小因素的实验探究【教学用具】电容器示教板,静电计,平行板电容器,电介质板,感应起电机 【教学过程】富兰克林“引电实验”来引出电容器。
【莱顿瓶】图片展示——电视、电脑等线路中的电容器提出课题:电容器到底是什么样的元件?它的作用、构造、原理是什么? 合作探究 1:电容器结构及充、放电现象。
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) 。
合作生成:1. 概念:实际上,任何两个彼此绝缘又相距很近的导体都可以看成一个电容器。
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?a2. 充电、放电过程b sECA=实验演示 1: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 其他形式能量合作探究 2:电容提出问题: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?(引导学生用类比的方法研究:比如电阻) 演示实验 2:(实验电路同上一电路)不同充电电压时,观察电容器充放电时,灵敏电流计指针的偏转幅度。
电容器电容的物理教案一、教学目标1. 让学生了解电容器和电容的概念,理解电容器是由两个导体组成的存储电荷的装置。
2. 让学生掌握电容的计算公式,能够计算不同形状和大小的电容器的电容。
3. 让学生了解电容器在实际应用中的作用,如滤波、耦合、旁路等。
二、教学内容1. 电容器的基本概念:电容器是由两个导体组成的存储电荷的装置,通常用符号C表示,单位是法拉(F)。
2. 电容的计算公式:电容C = Q/V,其中Q是电容器中存储的电荷量,V是电容器两端的电压。
3. 电容器的形状和大小:电容器的大小和形状不同,常见的有平行板电容器、圆柱电容器等。
4. 电容器的应用:电容器在实际应用中广泛应用于滤波、耦合、旁路等功能。
三、教学方法1. 采用讲授法,讲解电容器和电容的概念、计算公式和应用。
2. 采用示例法,通过具体示例让学生理解电容的计算方法和应用场景。
3. 采用小组讨论法,让学生分组讨论电容器在实际应用中的作用。
四、教学步骤1. 导入:通过向学生展示一些常见的电容器,引起学生对电容器和电容的兴趣。
2. 讲解电容器的基本概念,让学生了解电容器是由两个导体组成的存储电荷的装置。
3. 讲解电容的计算公式,让学生掌握电容的计算方法。
4. 通过具体示例,让学生理解电容的计算公式在实际中的应用。
5. 讲解电容器的形状和大小,让学生了解不同形状和大小的电容器。
6. 讲解电容器在实际应用中的作用,如滤波、耦合、旁路等。
7. 组织学生进行小组讨论,让学生分享自己对电容器应用的理解。
8. 总结本节课的主要内容,强调电容器和电容的重要性。
五、作业布置1. 请学生根据所给示例,计算不同电容器的电容。
2. 请学生思考电容器在实际生活中的应用,并写一篇短文进行阐述。
3. 请学生预习下一节课的内容,了解电容器的性质和特点。
六、教学评估1. 课堂问答:通过提问方式检查学生对电容器和电容概念的理解。
2. 示例练习:收集学生对电容器电容计算的练习结果,评估学生对电容计算公式的掌握程度。
高中物理电容优质课教案
教学目标:
1. 知道电容的基本概念和符号表示;
2. 掌握电容的计算方法;
3. 理解电容在电路中的作用;
4. 能够运用电容的知识解决相关问题。
教学重点:
1. 电容的定义和计算方法;
2. 电容器的分类和性质;
3. 电容在电路中的作用。
教学难点:
1. 电容与电势的关系;
2. 电容的带电性质。
教具准备:
1. 教学PPT;
2. 电容器模型;
3. 电容器样品;
4. 电源、导线等实验器材;
5. 练习题集。
教学过程:
一、导入
通过举例介绍电容在日常生活中的应用,引出电容的概念及重要性。
二、讲授
1. 电容的定义和符号表示;
2. 电容的计算方法;
3. 电容器的分类和性质。
三、实验展示
利用实验器材展示电容器的带电原理,并演示不同电容器在电路中的应用。
四、概念联系
1. 讨论电容与电势的关系;
2. 分析电容在电路中的作用。
五、练习
组织学生进行练习,巩固所学知识。
六、总结
回顾本节课的主要内容,强调电容在电路中的重要性,并激发学生的学习兴趣。
七、作业布置
布置相关作业,加深对电容的理解。
教学延伸:
1. 给学生进一步研究具有不同电容的电路;
2. 带领学生实验观察电容器的充放电过程。
教学反思:
通过实验演示和习题练习,学生对电容的理解程度如何,针对其存在的问题,进行相应的调整和提升。
10.4电容器的电容电容器的决定式并能运用其讨论有关问题。
电容器在实际生活中的应用广泛,培养学生探究新事物的兴趣。
本节教学过程中,理解电容器的充放电,科学认识电容器所带电量与两极板间的电势差的关系,并理解C=Q/U所遵循的规律及表征的物理意义,平行板电容器与哪些因素有关都是教学的难点。
3.教学目标分析基于课标,可将教学目标分层设置,如基础性(或保底性)目标、拓展性(或提高性)目标、挑战性(或创新性)目标《普通高中物理课程标准》对“电场”中的《电容器的电容》作了如下阐述:“观察常见的电容器的构造,了解电容器的电容.举例说明电容器在技术中的应用.”从认知发展角度看这是学习电容器初始阶段内容标准的要求.对电容器元器件的认识需要经历如下发展阶段.初级阶段是认识电容器,了解电容器的结构,知道电容器是储存电荷的“容器”. 通过行为操作来体验和感受电容器的作用,体验电容器是通过充电和放电达到电能储存和释放的元器件,它与我们的生活息息相关.初始阶段学习目标表述为:(1)通过对具体电容器实物的观察,认识各种类型电容器的用途和电容器的结构,知道电容器是由金属极板和中间绝缘的电介质组成;(2)通过实验探究了解电容器充放电的特征,深化理解电容器的功能;(3)理解电容的概念及定义方法,掌握电容的定义公式、单位,并学会用定义式进行简单地计算;(4)通过实验探究了解影响平行板电容大小的因素,了解平行板电容器的电容公式.基于标准的教学是指如何把课程目标转化为具体的学习目标,学习目标与什么具体的教学内容相对应,目标的表述才能具体,具有可操作性和可检测与可评估性。
4.目标实现路径分析核心问题呈现路径、问题串连方式、情境设置(情境包裹核心问题)、培育学生思维品质路径(怎样搭建起学生思维的脚手架、引领学生思维走向)、人格养成如何渗透(人文情怀包裹学科思维)在课堂导入环节,教师对学生进行适当的引导,创设适当的教学情境来引导、激发学生的好奇心与求知欲。
《电容器的电容》教学设计
一、教学目标
(一)物理观念
(1)可以说出电容器的构造,可以列举生活中常见的电容器;
(2)了解电容器的充放电过程;能描述容器的定义式,决定式及其物理意义。
(二)科学思维
养成通过类比和比值定义法得到电容的物理意义的思维能力。
(三)科学探究
在定量探究电容器的动态分析过程中,培养学生探究能力和归纳总结能力。
(四)科学态度与责任
(1)培养追求真理的精神;
(2)通过探究讨论,培养学生自主学习的精神和实事求是的科学态度。
三、教学重、难点
(一)教学重点
(1)电容器的工作原理;
(2)电容概念的理解和电容定义式决定式的得出。
(二)教学难点
(1)了解电容器充电过程和放电过程;(2)定量分析电容器的动态分析。
四、教学设计。
教学设计方案学科名称:电工电子技术与技能授课班级:设计者:年月日第周教学过程结构 教学 环节教师活动 学生活动 教学媒体 设计意图【一、复习】初中物理课上学过的有关电容器的基本知识。
【二、引入新课】通过实例(例如:照相机的闪光灯)分析,引入电容这个器件的基本知识。
【三、讲授新课】3.1.1 电容器1.任何两个彼此绝缘而又相互靠近的导体,都可以看成一个电容器,这两个导体称为电容器的两个极。
2.平行板电容器:两块靠近而且平行放置的金属板组成的电容器称为平行板电容器。
3.在电容器两个极施加电压U 时,在介质中建立起电场,能量被存储在介质中,如图3.1所示。
图3.1 平行板电容器4.充电和放电(1)充电:把电容器的两个极板分别与电源的两个极相连,两个极板就会带上等量异种电荷,这一过程称为充电,如图3.2(a )所示。
(2)放电:用导线将电容器的两板接通,两板上的正、负电荷中和,电容器不再带电,这一过程称为放电,如图3.2(b )所示。
图3.2 电容器的充电和放电3.1.2 电容分组讨论生活中常见的电容器多媒体掌握电容器的概念及充放电过程1.电容量:电容器所带电量Q与它的两极板间的电压U之比,称为电容器的电容量,简称电容,用C表示。
UQC(3.1)2.电容的单位:国际单位是法[拉](用F表示),其他较小的单位是mF(毫法)、μF(微法)、nF(纳法)和pF(皮法)3.1.3 平行板电容器平行板电容器的电容量C:上式中,A为极板的相对面积;d为极板的距离;ε为介电常数。
3.1.4 电容的类型和额定值1.电容的分类✓按结构分:固定电容、可变电容、微调电容,固定电容符号、外形及实物图如图3.3所示。
可变电容、微调电容符号、外形及实物图如图3.4所示。
图3.3固定电容外形、符号及实物图掌握电容的计算及单位换算掌握平行板电容器的计算及单位换算了解电容的类型和额定值图3.4可变电容和微调电容的外形、符号及实物图✓按介质分:有空气、云母、纸、聚苯乙烯等类型。
2019-2020年高二物理《电容器电容》教案一、设置情景,导入课题电容器是高中阶段重点学习的三大电子元件之一,但学生对其比较陌生,该课题的导入的情景设置可以这样考虑:(一)教师活动:设置情景,巧妙导入。
1、情景设置:(1)出示“常用电容器示教板”。
(2)你能说明怎样描述电容器容纳电荷的本领吗?(3)电容器的电容有哪些因素决定?2、导入要点:(1)通过学习新知识的必要性导入本节。
电容器在电子线路中有着广泛的应用,为了认识电容器。
(2)简要说明本节研究的主要内容和在物理学中的地位。
三大电子原件:电阻、电容、电感(3)指出本节课的研究内容。
电容器、电容、平行板电容器的电容(二)学生活动:接受课题,进入状态。
1、明确为什么要学习该节内容,本节主要研究的是哪些内容。
2、以积极进取的心态投入新课学习。
评析:明确进一步学习的必要性,有利于学生提高对该部分知识的重视程度,课题导入就是要让学生明确进一步学习什么内容,为什么必须学习该部分内容,从而产生进一步学习的激情。
导入课题要简洁,要有激情,时间不能超过3分钟。
二、投放学案,认定目标(一)教师活动:投放学案,展示目标。
1、投放教学目标,提醒学生认定目标。
2、在学生认定目标后提出希望和进行必要的鼓励。
(二)学生活动:认定目标,树立信心。
1、明确本节课将要学习哪些知识或方法。
2、知道本节课学习重点和难点、明确学习的关键。
3、在老师的鼓励下,以必胜的心态,带着学习目标投入学习。
说明:教学目标的投放一般是随着学案一起投放,如果是课前投放(比如,利用临沂市教研室编制的学案),课上只需提出希望和进行鼓励;如果是上课时投放,需要给学生一定的时间认定,但时间一般在2分钟左右为宜。
评析:目标是教和学要达到的境界,一切教和学的活动都必须围绕教学目标展开,它是整个课堂教学的主线,明确教什么、教到什么程度、学到什么程度,是为了减小教与学的随意性、盲目性,以提高教和学的实效性。
三、回顾知识,强化基础(一)教师活动:依据学案,诊断补偿。
课堂教学设计案例关于“电容器的电容”的教学【教材分析】 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,且本章在高考考查中最频繁的带电粒子在匀强电场中的运动,其中的匀强电场一般就采用平行板电容器带电后产生.所以电容器这一节的教学也很关键.【学生分析】 学生刚学完静电场的基本知识,但对这节内容实际没有多大联系,平时对电容器也不了解,对学生来说是一个完全陌生的东西. 【教学目标】一、知识与技能 1.2.知道电场能的概念,知道电容器充电和放电时能量的变化.3.理解电容器电容的概念及其定义UQC =,并能用来进行有关的计算.4.知道平行板电容器的电容与哪些因素有关,有什么关系.5.知道公式kds C πε4=二、过程与方法通过学生对实验的观察来研究电容器,运用类比法、比值法、控制变量法讲解电容的含义三、态度情感与价值观1.渗透了事物的本质是自身的因素,即内因决定,不由外因决定的观点. 2.培养学生对科学的探究精神 【重点难点】 电容器的结构和电容的概念【设计思想】 通过明显的简单的实验,让学生认识电容器,了解电容器 【教学过程】一、新课引入出示电路板图片和实物,让学生观察上面的电子元件,其中有学生认识的电子元件电阻器,,还有学生不知道的电容器。
拿出一个电容器,设问这是什么?是不是干电池,电源?演示1:把电容器与小灯泡相连让学生观察。
现象:小灯泡没亮。
演示2:先把电容器与电源相连,再与小灯泡相连。
现象:小灯泡闪亮了一下。
说明:这外电子元件不是电源,但是它能储存电荷,这就是今天我们要学习的一种很重要的电子元件——电容器。
下面我们具体了解一下电容器的结构. 二、新课教学 (一)、电容器演示3:将一个纸制电容器轻轻展开,让学生观察元件结构,识别绝缘层和极板. 教师讲解:电容器中将两片锡箔纸作为电容器的两个极板,两个极板非常靠近,中间的绝缘层用薄绝缘纸充当,分别用两根导线连接两极.这就是电容器的结构.1、定义:任何两个彼此绝缘又相隔很近的导体都可以看成电容器,具有储存电荷的功能2、平行板电容器:两个正对的平行金属板中间夹上一层绝缘物质-----电介质,就组成最简单的电容器。
第一章第8 节电容器的电容教学设计
一、教学目标
1.指导电容的观念,认识常见的电容器,通过实验感知电容器的充、放电现象。
2.理解电容的概念及定义方法,掌握电容的定义式,并会应用定义式进行简单的计算。
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。
二、教学重难点
重点:电容概念,定义式,平行板电容器电容公式。
难点:电容概念。
三、教学过程
(一)引课
1.播放视频《水球的爆炸过程》,提出问题:气球为什么会爆炸?引导“水压”。
2.往杯子里倒水,会有水压吗?“会!”
3.容器在储存水的时候,自然会产生水压,水压过大,容器会爆炸。
4.展示课题:电容器的电容
(二)电容器
1.了解电容器结构
(1)观察主板,展示电容实物。
(2)播放视频《拆解电容器》,了解电容器的内部结构。
(3)介绍平行板电容器结构。
2.电容器充放电
过渡:电容器作用是什么?
【演示实验】电容器接交流电源,直接引线短接,观察“电火花”。
充电时,有短暂的充电电流,电容器极板带电,有正极板和负极板。
极板所带电荷量,称为电容器的带电量。
充电后,正负极板电荷由于相互吸引而保存下来,极板间存在匀强电场。
能量以电场的形式储存起来。
放电时,正负电荷相互中和,有短暂放电电流。
放电后,不存在电场,电场能转化为电能。
【学生分组活动】体验二极管的充电、放电。
Q 过渡:容器储存水后会有水压,那么电容器储存了电荷后,会有?
【演示实验】测量电容器的电压,知道充电的电容器存在电势差。
3. 探究电容器电荷量与电压关系
猜测:电容器的电压和什么有关?对比水量与水压。
(1) 理论分析。
电荷量越多,电场越强,根据 U=Ed ,两极板间电势差越大。
(2) 实验探究电荷量与电压关系。
问题:怎样知道电容器储存电荷的多少呢?若一个充电的电容器,连接完全相同不带电的电容器呢?电荷量应该等量平分,电荷量减少一半。
如果电荷量与电压成正比,电压也应该减少为原来的一半。
可以通过测量电压,间接论证。
方案:单刀双掷开关,先充电,后平分。
推广:利用等量平分原理,可以得到电荷量的 1/4、1/8,实现多次测量。
(三)电容
过渡:将电荷量与电压成正比写成等式,引入常数 C 。
1. 电荷量与电压比值的含义。
单位电压储存的电荷量,反映了容纳电荷的本领。
2. 电容定义式, C = 。
单位:法拉。
U
3. 对比水杯理解电容概念。
单位水压时容纳的水量,类似于水量比高度,相当于杯底的底面积。
4. 讨论:容纳电荷的本领与储存的电荷。
5. 巩固练习 1:下列关于电容和电容器的说法正确是( )
A. 电容器简称电容
B. 电容器 A 的电容比电容器 B 的大,说明 A 带的电荷量比 B 的多
C. 电容在数值上等于使两极板间的电势差为 1V 时电容器需要带的电荷量
D. 由公式 C=Q/U 知,电容器的电容与电容器两极板间的电压成反比,与电容器所带的电荷量成正比
答案 C
巩固练习2.(多选)如图所示,对一个给定的电容器充电时,下列图像中能正确反映电容器的带电量Q、电压U 和电容C 之间关系是()
答案BC
(四)平行板电容器的电容
过渡:电容是电容器的固有属性,取值应该与电容器的结构有关,猜想哪些是电容的影响因素呢?“距离”“正对面积”“电介质”
探究方法:控制变量法。
1.实验仪器:静电计,展示静电计与电容器的连接方式。
2.提出问题:怎样根据静电计的偏角判断电容的大小?怎样使得电容带电?
【演示实验】1.充电越多,电压越大,偏角越大。
2.充电结束后,电量为定值。
电容越大则电压越小,偏角越小。
3.平行板电容器电容公式,也是电容的决定式。
4.巩固练习:平行板电容器的一个极板与静电计的金属杆相连,另一个极板与静电计金属外壳相连。
给电容器充电后,静电计指针偏转一个角度。
以下情况中,静电计指针的偏角时增
大还是减小?
(1)把两板间的距离减小;
(2)把两板间的相对面积减小;
(3)在两板间插入相对介电常数较大的电介质。
答案减小;增大;减小
(五)常见电容器
1.固定电容与可变电容。
2.电容器的工作电压、ft穿电压。