《第4节电容器电容》教学设计(福建省县级优课)x-物理教案

《电容器电容》教学思考厦门海沧实验中学苏春莺【教学思路】本节课学生认识电容器、电容两个新的物理概念，对这两个概念的理解是本节课的教学重点也是本课的教学难点。本节课通过一系列的实验演示，让学生认识电容器的构造，了解电容器充电、放电的工作方式，体会电容器储存电荷的多少，从而掌握描述电容器储存电荷能力的方法，并通过实验观察平行板电容器电容的决定因素。明确本节课的知识目标：1、知道电容器的基本构造，了解电容器的充电、放电过程，认识常见的电容器。2、理解电容的物理意义，掌握电容的定义公式、单位，并能进行简单的计算。3、了解影响平行板电容器电容大小的因素，能利用公式判断平行板电容器电容的变化。在落实三个知识目标的同时，让学生通过观察、分析理解物理科学研究的方式：比值定义法、类比法。在探究影响平行板电容器电容大小因素的过程中，进一步体会科学探究的过程和方法，体会控制变量法的使用。在教学过程中列举电容器的广泛应用，增加学生的感性认识，并将学习到的电容器的知识用来分析生活中的相关现象，培养学生探究新事物的兴趣。通过教师的适时引导和学生的探究思考，促进师生之间，学生之间的合作互动，通过层层引导的方式，注重概念的生成，思维的培养和实验方法的培养实现知识和能力的协调发展。【教学过程】导入新课、认识电容器师：在上一章的学习中我们认识了电荷，也掌握了获得电荷的方法，如何将获得的电荷储存下来呢？生：我们需要一个容器来储存电荷师：我们将能够储存电荷的仪器称为——电容器拆开日光灯管启动器的电容器，认识电容器的构造：两片锡箔，中间隔着一层透明的塑料纸。师：电容器的构造：两个彼此绝缘的金属导体构成了电容器。认识电容器的电路符号“”通过实验认识电容器的工作方式，掌握电容器充电、放电的过程实验演示：电容器与定值电阻连接，电流计指针不偏转；将电容器与电源连接，电流计指针向右偏转并逐渐减小到零，充电完成；分析电容器充电过程：1.正电荷由电源正极向电容器正极板定向移动，正极板带上正电荷，负极板带上负电荷，随着电荷的增加，正极板电势逐渐增高，正极板电势与电源正极相等时，电荷停止定向移动，充电过程完成。2.断开开关，将电容器与定值电阻直接连接，电流计指针向左偏转并逐渐减小到零，放电完成；分析电容器放电过程：正电荷由正极板通过定值电阻向负极板发生定向移动，与负极板所带的负电荷发生中和，极板所带电荷量逐渐减少，电荷完全中和，放电过程结束。电容器储存电荷能力的描述师：电容器能够储存电荷，我们如何描述电容器储存电荷的本领呢?我们将电容器与自制的小风扇连接，电容器储存的电荷越多，电能越大，风扇转动的时间就越长，通过风扇转动时间的长短来表示电容器储存电荷的多少。实验演示：将1号和2号电容器分别与电源连接，对电容器进行充电，为了控制变量，都选用一节干电池进行实验。1号电容器放电时，风扇转动30s；2号电容器放电时，风扇转动了15s。师：可以通过电容器储存的电荷量2Q和Q来表示这两个电容器容纳电荷的本领吗？生：充电电压不同，可能导致电容器储存的电荷不同。师：设计实验对2号电容器进行探究实验演示：分别改用两节和三节干电池对2号电容器进行充电，放电使风扇分别转动30s和43s。实验结果分析：改用不同的干电池对同一个电容器进行充电，电压越高，电容器储存的电荷越多，通过电容器最多能够容纳多少电荷来描述电容器储存电荷的本领并没有多大的意义。由实验数据可以看出，同一个电容器，充电电压改变量相同时，所带电荷量的改变量也相同；所以我们采用电容器所带电荷量与电压的比值来定义电容器容纳电荷的本领——电容。平行板电容器电容的决定因素师：电容器的电容与所带电荷量有关吗？生:电容器未进行充电时，所带的电荷量为零，储存电荷的本领并没有消失。引导学生提出问题、进行猜想假设、设计实验、自主探究影响平行板电容器电容的可能因素师：为获得较大电容值的电容器，首先应解决什么问题？提示：几乎所有的电容器都是平行板电容器的变形。展示平行板电容器实物，鼓励学生大胆猜想、假设。问：可能与那些因素有关？引导学生对提出的各种可能因素进行评价、梳理、总结。指导学生注意以下问题的解决：采用什么方法进行实验？如何给平行板电容器充电？没有提供直接测量电容的仪器怎么办？如何保证电容器所带的电荷量不变？怎样测量电容器两极板间的电势差？能用电压表吗？教师与学生共同讨论方案的科学性、可行性。实验演示：将平行板电容器与静电计连接，静电计指针张开的角度越大，电压值越大，电荷量不变，电容越小。通过静电计张开的角度的变化情况，得知平行板电容器电容的变化情况。通过手摇感应起电机使平行板电容器带电，分别改变电容器两板距离、正对面积、绝缘介质，观察静电计指针的偏转情况，分析电容影响因素.不变量变化量U变化C变化Q、d、S大变小变大小变大变小Q、S、d大变大变小小变小变大Q、S、d插入电介质变小变大电容器的串并联问题揭开2号电容器的庐山真面目，2号电容器是由两个1号电容器串联而成。师：电容器串联，电荷为何会减半？并联又是什么情况呢？引导学生利用电容器的定义式进行分析推导生活中的电容器通过列举生活中常见的电容器，并将学习到的电容器的知识用来分析生活中的相关现象，增进学生对所学知识的理解和体会。实例：收音机频道的调节，电视机、电脑线路板等【教学反思】本节课通过实验演示的方式，让学生认识电容器，理解描述电容器储存电荷本领的物理量电容。将抽象的物理概念通过一个个实验真实的展现，层层推进，有助于学生理解新的物理概念。比值法定义电容是学生理解的难点，应注意引导学生通过寻找不变量来描述电容器储存电荷的本领。借助小风扇的实验，将抽象的电容器带电量转化为可观的小风扇转动时间，实验效果可观性强。通过改变对电容器充电的干电池节数，直观的得出电容器的带电规律，学生掌握效果好。探究平行板电容器电容影响因素的实验设计，将马上学习到的电容的定义式运用起来，将生疏的电容的测量转化为电压的测量，并保证所带电荷量不变。采用静电计进