2024-2025学年高中物理 第1章 6 电容器和电容 7 静电的应用及危害教学实录 教科版选修3-1

2024-2025学年高中物理第1章6电容器和电容7静电的应用及危害教学实录教科版选修3-1学校授课教师课时授课班级授课地点教具课程基本信息1.课程名称：2024-2025学年高中物理第1章6电容器和电容7静电的应用及危害教学实录

2.教学年级和班级：高一年级1班

3.授课时间：2024年9月10日星期二第3节课

4.教学时数：1课时核心素养目标1.培养学生的科学探究能力，通过实验探究电容器的工作原理和电容量的影响因素。

2.提升学生的科学思维能力，引导学生运用物理知识分析静电现象，理解静电的应用和潜在危害。

3.强化学生的社会责任感，使学生认识到科学知识在改善生活质量和保障安全方面的作用。教学难点与重点1.教学重点

-理解电容器的工作原理，包括电容器充电和放电过程中的电荷分布和电场变化。

-掌握电容量的计算公式和影响因素，能够根据电容器的结构和介质材料计算其电容量。

-分析静电现象在生活中的应用，如静电除尘、静电喷涂等。

2.教学难点

-电容器充电和放电过程中电场和电荷分布的动态变化理解，学生可能难以直观把握。

-电容量的计算在实际应用中的复杂性和多样性，如不同介质和形状对电容量的影响。

-静电危害的理解和防范，学生需要将理论知识与实际生活中的静电现象相结合，理解静电放电的潜在风险。例如，在电子设备中，静电放电可能导致设备损坏或数据丢失。教学资源准备1.教材：确保每位学生都有本节课所需的教科版选修3-1教材。

2.辅助材料：准备与电容器和电容相关的图片、电容器的结构图、静电现象的视频等多媒体资源。

3.实验器材：准备电容器、电压表、电阻、导线等实验器材，确保实验的顺利进行。

4.教室布置：设置分组讨论区，为学生提供实验操作台，确保教学环境整洁、安全。教学实施过程1.课前自主探索

教师活动：

发布预习任务：通过在线平台发布预习资料，如PPT展示电容器的基本概念和静电现象的视频，明确预习目标是理解电容器的基本原理和静电应用。

设计预习问题：围绕“电容器的工作原理”设计问题，如“电容器是如何储存电荷的？”和“电容器在电路中有什么作用？”

监控预习进度：通过平台查看学生提交的预习笔记和问题，确保学生有准备地进入课堂。

学生活动：

自主阅读预习资料：学生阅读预习资料，初步了解电容器的基本原理。

思考预习问题：学生针对预习问题进行思考，提出自己的疑问。

提交预习成果：学生提交预习笔记和问题列表，为课堂讨论做准备。

教学方法/手段/资源：

自主学习法：通过预习引导学生主动学习。

信息技术手段：利用在线平台促进预习资源的共享和监控。

2.课中强化技能

教师活动：

导入新课：通过静电放电的实验视频导入新课，激发学生对静电现象的好奇心。

讲解知识点：讲解电容器的定义、结构、电容量的计算方法等核心知识点。

组织课堂活动：设计小组讨论，让学生根据电容器的原理设计简单的静电应用装置。

解答疑问：针对学生在讨论中提出的问题，进行现场解答和指导。

学生活动：

听讲并思考：学生认真听讲，积极思考电容器的工作原理。

参与课堂活动：学生积极参与小组讨论，动手操作实验。

提问与讨论：学生提出自己的疑问，与其他同学进行讨论。

教学方法/手段/资源：

讲授法：通过讲解帮助学生掌握电容器的核心知识。

实践活动法：通过小组讨论和实验活动，让学生在实践中应用所学知识。

合作学习法：通过小组合作，培养学生的团队协作能力。

3.课后拓展应用

教师活动：

布置作业：布置设计电容器电路的作业，要求学生设计并分析电路。

提供拓展资源：推荐相关书籍和在线资源，如电容器在电子设备中的应用案例。

反馈作业情况：批改作业，提供反馈，鼓励学生进一步探索。

学生活动：

完成作业：学生根据作业要求，设计电路并分析其工作原理。

拓展学习：学生利用推荐资源进行深入学习，了解电容器在现实世界中的应用。

反思总结：学生反思自己的学习过程，总结经验教训。学生学习效果学生学习效果主要体现在以下几个方面：

1.知识掌握方面：

学生通过学习电容器和电容的相关内容，能够理解电容器的工作原理，掌握电容量的计算方法。他们能够区分电容器在电路中的作用，如滤波、耦合、旁路等。在学习静电的应用及危害后，学生能够认识到静电在日常生活和工业生产中的应用，如静电喷漆、静电复印等，同时也能理解静电放电的潜在危害，如电子设备损坏、火灾等。

2.能力提升方面：

通过本节课的学习，学生的科学探究能力得到提升。他们能够运用实验方法验证电容器的工作原理，如通过测量电容器的充放电电流和电压变化来观察电荷的储存和释放过程。此外，学生在分析静电现象时，能够结合实际案例，如静电除尘器的原理，提高了解决实际问题的能力。

3.思维发展方面：

学生在学习过程中，不断遇到新问题，如电容器的极板间距、介质材料对电容量影响等，这促使他们进行深入思考和探究。通过解决这些问题，学生的逻辑思维和分析能力得到锻炼，能够从多个角度分析问题，提出合理的解决方案。

4.实践操作能力方面：

在实验环节，学生亲自操作电容器和电路，通过实际操作加深对电容器原理的理解。他们学会了使用电压表、电阻等实验器材，提高了实验技能。同时，学生在设计静电应用装置时，能够将理论知识与实际操作相结合，提高动手能力。

5.团队合作能力方面：

在小组讨论和实验操作中，学生需要与同伴协作，共同完成任务。这有助于培养学生的团队合作精神，提高沟通能力和协调能力。在讨论过程中，学生可以互相学习，取长补短，共同提高。

6.价值观培养方面：

通过学习静电的应用及危害，学生认识到科学知识在改善生活质量和保障安全方面的作用。他们开始关注科技发展对人类生活的影响，培养了对科学技术的敬畏之心。同时，学生在学习过程中，学会了尊重他人、关心社会，增强了社会责任感。

7.学习兴趣激发方面：

通过丰富的实验、多媒体资源和实际案例，学生对本节课的学习内容产生了浓厚兴趣。他们愿意主动探索相关知识，拓宽知识面，提高自身综合素质。典型例题讲解1.例题一：

已知一个平行板电容器，两板间距为2mm，板面积为0.1m²，两板间充满介电常数为ε₀的空气。求该电容器的电容。

解答：

电容器的电容公式为C=ε₀A/d，其中A为板面积，d为板间距，ε₀为真空介电常数。

代入数据得C=ε₀*0.1/0.002≈5.0×10⁻⁶F。

2.例题二：

一个电容器由两个相同面积的平行板组成，极板间距为10cm，介电常数为ε₀的空气。若电容器的电容量为50μF，求电容器两板间的电压。

解答：

电容的公式为C=Q/V，其中Q为电荷量，V为电压。

已知电容C=50μF=50×10⁻⁶F，假设电容器充满电荷Q，则有Q=CV。

为了找到电压V，我们需要知道电荷量Q。假设电容器的电荷量为Q，则Q=CV=50×10⁻⁶F*V。

电荷量Q也可以通过极板面积和电场强度E来计算，即Q=AE，其中A为极板面积，E为电场强度。

电场强度E可以通过电容器的电压V和极板间距d来计算，即E=V/d。

结合上述公式，我们得到Q=(V/d)A。

将Q的表达式代入C=Q/V，得到C=(V/d)A/V，简化后得到V=C*d/A。

代入数据得V=50×10⁻⁶F*0.1m/0.1m²=5V。

3.例题三：

一个电容器由两个极板组成，极板间距为5mm，介电常数为ε₀的空气。若电容器的电容为200pF，求电容器充满电荷时每个极板上的电荷量。

解答：

电荷量Q可以通过电容C和电压V来计算，即Q=CV。

已知电容C=200pF=200×10⁻⁹F，电压V未知。

为了找到电荷量Q，我们需要知道电压V。假设电容器的电压为V，则Q=200×10⁻⁹F*V。

电压V可以通过电容C和极板间距d来计算，即V=C*d/ε₀。

代入数据得V=200×10⁻⁹F*5×10⁻³m/(8.85×10⁻¹²F/m)≈1.13V。

现在我们有了电压V，可以计算电荷量Q。

代入数据得Q=200×10⁻⁹F*1.13V≈0.226μC。

4.例题四：

一个电容器由两个极板组成，极板间距为3cm，介电常数为ε₀的空气。若电容器的电容为150μF，求当电容器的电压为300V时，电容器中的电荷量。

解答：

电荷量Q可以通过电容C和电压V来计算，即Q=CV。

已知电容C=150μF=150×10⁻⁶F，电压V=300V。

代入数据得Q=150×10⁻⁶F*300V=45μC。

5.例题五：

一个电容器由两个极板组成，极板间距为4mm，介电常数为ε₀的空气。若电容器的电容为250pF，求当电容器的电压从0V增加到100V时，电容器中的电荷量变化量。

解答：

电荷量变化量ΔQ可以通过电容C和电压变化量ΔV来计算，即ΔQ=CΔV。

已知电容C=250pF=250×10⁻⁹F，电压变化量ΔV=100V-0V=100V。

代入数据得ΔQ=250×10⁻⁹F*100V=25μC。板书设计①电容器基本概念

-电容器的定义

-电容的定义和公式

-电容的单位（法拉）

②电容器的工作原理

-电