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教学设计授课教师裴金翠授课年级高二指导老师曾秀娟、王慧超、孟桂花课题电容器的电容课型新课教学教学目标一.知识与技能1.知道什么是电容器及常见的电容器2.知道电容器充电和放电时的能量转化3.理解电容器电容的概念及物理意义4.掌握平行板电容器的决定式二.过程与方法1.了解类比法研究问题2.学习用控制变量法研究问题三.情感,态度价值观1.培养学生互相讨论,互相协助,大胆创新的精神2.渗透内因决定事物本质的哲学观点3.课件展示电容器两极带等量异种电荷,让学生体会物理学中的对称美重点
1.电容的概念
2.电容影响因素难点
1.建立电容器的充放电过程的印象
2.对电容物理意义的理解教法类比法、探究法、讨论法、实验法学法学生设计实验、讨论、练习、阅读自学教具多媒体、实验影片剪辑、电容器、平行板电容器、静电计等板书设计电容器的电容概念充电电能→电场能放电电场能→其他形式能带电量一个分类固定电容器和可变电容器击穿电压额定电压定义式决定式单位F、μF、pF物理意义教学过程教学过程教学过程教学过程教师活动设计意图引入【照相】学生可观察到明显的闪光效果,同时展示照相机里用的两节
1.5V电池【提问】___3V的电压可以产生如此强的光?【介绍】照相机里的一个秘密武器就是电容器【实物投影】几种不同规格、型号、外型的电容器电容器是电气设备中的一种重要元件,在电子技术、电工技术中有很重要的应用【__展示】电视机、VCD的内部电路里的电容器除了电视机、VCD外,电风扇、日光灯、收音机、等电器中也有广泛的应用本节来认识电容器及其相关问题新课教学
一、电容器电容器的构造【出示】一个电容器,并将其拆开,让大家观察它的构造学生观察总结可以得出该元件有两片锡箔(导体),中间是一层薄膜(绝缘体)引申电容器的概念类似这样,在两个相互靠近的导体中间夹上一层绝缘物质就构成一个电容器这两个导体叫做电容器的两个极板,中间的绝缘物质叫电介质【思考】相邻两同学是否构成电容器? 构成【思考】两个平行金属板夹上一层绝缘物质能否构成一个电容器? 构成,这种电容器叫平行板电容器,它是一种最简单的电容器过渡电容器的构造我们了解了,它又是怎样工作的?2.电容器的充、放电【实验演示】电容器的充、放电过程再用模拟动画演示补充[实验观察]充放电时电路中电流计有怎样的反应?[动画演示]有电流,意味着有电流做功,则伴随着能量的转化,那么能量在怎样转化呢?以及电流流过是电荷再怎样__?带着这样两个问题我们一起来看一下模拟的动画充电两极板分别带上等量的异种电荷电池中的电能转化为电场能储存在电容器当中我们把一个极板的带电量的绝对值叫做电容器所带的电荷量放电电容器当中储存的电场能转化为其他形式的能过渡对于同一电容器,两板间所加的电压越大,板上所带的电荷就越多,那么电容器的带电量与充电电压到底有什么样的关系呢?
二、电容人们通过实验研究发现对于同一电容器,电容器所带的电荷量Q与电容器两极板间的电势差U成正比,即比值Q/U是一个常量;对于不同的电容器,这个比值一般不同那么这个比值表征了电容器储存电荷的特性人们这样定义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来表示2.定义式3.单位法拉简称法符号F1F=1C/V1F=106μF=1012pF4.物理意义描述电容器容纳电荷本领的物理量【提问】怎么理解呢?引导学生类比理解既然电容器的作用是储存电荷,那么我们就把它与盛水的容器----水杯进行类比电容器水容器↓↓容纳电荷的能力容纳水的能力↓↓单位电压电容器所带电量单位深度水容器所带水量↓↓【结论】电容在描述电容器的储存本领时就如同水杯的底__【演示】水杯存满水和只存一点水再把水全倒掉【提问】水杯自身的储水本领变了吗?学生回答没有【类比】那电容器储存100C的电荷和只储存10C的电荷,电容器自身的储存本领变了吗?不储存电荷呢?学生类比后回答没有【提问】电容C与Q、U有关吗?电容C是电容器本身的特性,不由Q、U这些外界因素决定老师强调这是比值定义法回顾前面我们刚学了一个也是用比值定义法定义的物理量是什么?过渡通过前面的学习我们知道电容C有自身的因素决定,那它有自身的哪些因素决定呢?
三、平行板电容器的电容【猜想】既然电容C由自身因素决定,那么平行板电容器的电容的大小可能由哪些因素决定呢?学生根据电容器内部构造可能会猜想到平行板电容器的电容大小可能与两极板正对__、绝缘电介质、两极板间距离有关【思考】怎样来验证我们的猜想呢?老师提示大家肯定会想到我们要检验电容C是否和上面三个因素有关,可以改变任意一个看电容C变不变就行了但现在的问题是C的变化我们没有专门的仪器可以检测出来怎么办呢?学生再讨论,可能得出由得当Q不变时,C的变化可由U的变化反映出来,例如U变大时,表示C一定减小了【思考】怎样设计实验呢?老师提示设计实验的过程中我们会遇到这样几个问题
①怎样使电容器所带的电荷量不变呢?老师提示将电容器充电后与电源断开,仅仅__极板,猜想分析电荷量Q会不会变?给电容器充电后断开电源,电源不再继续对电容器充电,同时也没有导线将两板相连,电容器也不会放电,电容器所带电荷量不变,而且正负电荷相互吸引,总是聚集在正对的__里
②怎样测电容器两极板间的电势差的大小呢?【告知学生】有一个这样的仪器既可以测两极板间的电势差又可以让两极板未连接,这就是静电计它是由验电器改装而成的,它的金属球接一导体,金属外壳接另一导体,从指针的偏角可测出两导体间的电势差【实验过程】用控制变量法,分别改变以上三个量,观察指针张角的变化,完成下面的表格电势差U电容C两板间距d增大减小正对__S增大减小电介质插入拔出过渡是不是向板间插入电介质,电容一定会增大呢?科学家们经过大量的实验得出[告知学生]板间充满某种介质时,C会变为板间为真空时的若干倍,这一倍数叫这种介质的介电常数,用ε表示课本中给出几种电介质的介电常数【总结】理论和实验可证明平行板电容器的电容C跟介电常数成正比,跟正对__S成正比,跟两极板间距离d成反比公式,k为静电力常量(C只由、S、d决定)回顾前面我们刚学的电场强度E也有两个公式,、
四、常用电容器学生带着下面几个问题阅读常用电容器部分常用电容器,从构造上看,可以分为哪些类型?常用的固定电容器有哪些?电解电容器与其他常用电容器相比有什么显著特征?图13-42的电容器上标的“
0.002μF,400V”指的是什么?击穿电压加在电容器两极板上的最大限度电压,超过这个电压电介质将被击穿额定电压电容器__工作时所能承受的电压,比击穿电压低强调电容器上标的电压是额定电压学以致用
1.下列有关电容器的说法中,正确的是()A.只有两块互相靠近且彼此绝缘的导体带电才能组成电容器B.两块互相靠近且彼此绝缘的导体即组成电容器C.充电后的电容器两极板可能带有不等量的异种电荷D.电容器的带电量是指两极板带电量的总和
2.对于给定的电容器,在描述电容量C、带电量Q、两板间电势差U的相互关系中,下列图中正确的是() 实物的展示与实际生活的__使学生对电容器充满兴趣实验过程无法详细演示电荷__情况及电场的变化过程,需要flas___配合进行类比法这种物理思想的灌输与训练实物的演示让学生的认识从感性升华到理性重温比值定义法让学生体验每一个真理的得出都经过了猜想→验证的过程,培养学生大胆创新的精神和和研究问题的习惯老师的提示让学生思考的帆船驶向正确的方向训练学生设计简单实验的能力以及培养思维习惯由于该实验受天气变化的影响很大,而且现象也不是特别明显,所以用事先拍好的影片代替对控制变量法这一物理方法的再一次训练将知识进行串联培养学生的自学能力课堂小结今天这节课我们在知识上学习了电容器、描述电容器储存电荷本领大小的物理量----电容;在研究方法上我们首次接触了类比法研究问题,又重温了比值定义法和控制变量法作业阅读本节内容练习七
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(4)预习下节内容带电粒子在匀强电场中的运动电容器电容。