2022年高中物理人教版選修3-1 第一章 第8節(jié) 電容器的電容 教案2

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1、2022年高中物理人教版選修3-1 第一章 第8節(jié) 電容器的電容 教案2 教材分析： 教材首先講解了電容的功用，通過(guò)介紹電容器的構(gòu)造及使用，使學(xué)生認(rèn)識(shí)電容器有儲(chǔ)存電荷的本領(lǐng)，同時(shí)介紹了電容的概念、定義式，再講解電容器的電容與哪些因素有關(guān)．整個(gè)這一節(jié)的內(nèi)容，是后面學(xué)習(xí)LC振蕩電路的必備知識(shí)，是學(xué)習(xí)交變電路和電子線路的基礎(chǔ)，關(guān)于電容器的充放電現(xiàn)象和電容概念，是高中物理教學(xué)的重點(diǎn)和難點(diǎn)之一，又比較抽象，因此再教學(xué)中，可以多增設(shè)實(shí)驗(yàn)，讓學(xué)生易于理解和接受，同時(shí)培養(yǎng)學(xué)生的實(shí)驗(yàn)觀察能力和科學(xué)探究能力． 一、教學(xué)目標(biāo) （一）知識(shí)與技能 1、通過(guò)媒體展示電容器實(shí)物讓學(xué)生知道什么是電容器及常見的電

2、容器的構(gòu)成； 2、通過(guò)電容充放電現(xiàn)象的實(shí)驗(yàn)演示讓學(xué)生理解電場(chǎng)能的基本概念，知道電容器充電和放電時(shí)的能量轉(zhuǎn)換； 3、通過(guò)多媒體展示“水容量”和“電容量”的動(dòng)態(tài)變化過(guò)程理解電容器電容的概念及定義式，并能用來(lái)進(jìn)行有關(guān)的計(jì)算； 4、通過(guò)實(shí)驗(yàn)演示讓學(xué)生知道平行板電容器的電容與哪些因素有關(guān)，有什么關(guān)系；掌握平行板電容器的決定式并能運(yùn)用其討論有關(guān)問(wèn)題，培養(yǎng)學(xué)生分析問(wèn)題與解決問(wèn)題的能力。 （二）過(guò)程與方法 結(jié)合實(shí)物觀察與演示，通過(guò)學(xué)生的親自實(shí)踐與體會(huì)，在具體練習(xí)的計(jì)算過(guò)程中理解掌握電容器的相關(guān)概念、性質(zhì)。 （三）情感態(tài)度與價(jià)值觀 體會(huì)電容器在實(shí)際生活中的廣泛應(yīng)用，培養(yǎng)學(xué)生探究新事物的興趣；電容器

3、兩極帶等量異種電荷，讓學(xué)生體會(huì)物理學(xué)中的對(duì)稱美。。 二、重點(diǎn)、難點(diǎn)、疑點(diǎn)及解決辦法 1．重點(diǎn) 電容的概念，影響電容大小的因素 2．難點(diǎn) 電容的概念，電容器的電量與電壓的關(guān)系，電容的充、放電 3．疑點(diǎn) 兩極間電勢(shì)差增加1伏所需電量的多少是衡量電容器電容大小的標(biāo)志。 4．解決辦法 用充了電的電容器短路放電產(chǎn)生白熾的火花使學(xué)生感受到電容器有“容納（儲(chǔ)存）電荷”的功能。為使學(xué)生理解充、放電的抽象過(guò)程。用自制的充放電的電路中的示教電流表顯示充、放電過(guò)程，為使學(xué)生理解電容器電量與電壓的抽象關(guān)系，不同電壓、不同電容的電容器充電再放電時(shí)的聲音與亮光形象的展示這一抽象關(guān)系。運(yùn)用演示實(shí)驗(yàn)講授這

4、一課，可取得較好的教學(xué)效果；若只停留在理論上和抽象的論證，學(xué)生是難以理解和接受的 三、教具準(zhǔn)備：常見的電容器示教板，帶電羽的平行板電容器，靜電計(jì)，介質(zhì)板，感應(yīng)起電機(jī)，電線，各種電容器（包括“25V? 4700μF”電容一只和一個(gè)可用來(lái)拆開的紙制電容器），學(xué)生電源一個(gè)，導(dǎo)線若干，起電機(jī)． 四、教學(xué)方法：實(shí)驗(yàn)教學(xué)法 五、教學(xué)過(guò)程： （一）、復(fù)習(xí)、演示，引入新課 兩塊相互靠近，平行放置的金屬板，如果分別帶上等量異種電荷，它們之間有沒(méi)有電場(chǎng)？（同時(shí)板畫） 兩金屬板間有沒(méi)有電勢(shì)差？ 教師歸納小結(jié)： 由此可見，相互靠近的兩金屬板構(gòu)成的裝置具有儲(chǔ)存電荷的作用，或者說(shuō)它可以容納電荷，而兩板所帶

5、正、負(fù)電荷越多，板間電場(chǎng)就越強(qiáng)，兩板間的電勢(shì)差就越大（稍作解釋）。 那么有什么方法可以使兩金屬板帶上正、負(fù)電荷呢？ 將兩金屬極分別按到電源的正、負(fù)兩板上（同時(shí)畫出電路）。 （實(shí)驗(yàn)演示1）將“25v 4700μF”電容器（出示實(shí)物）充以16V電壓，然后短路放電產(chǎn)生白熾的火花，并發(fā)出較大的聲響。（激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)本節(jié)興趣）然后教師明確告訴學(xué)生“電容器可以容納電荷”。 如何解釋這一現(xiàn)象呢？（學(xué)生疑惑）現(xiàn)在我們來(lái)學(xué)習(xí)有關(guān)電容器的知識(shí)。（板書課題） （二）新課教學(xué)： 展示各種電容器。并做解釋：這是一種能容納電荷的容器，今天我們來(lái)先來(lái)學(xué)習(xí)它——電容器以及描述它容納電荷本領(lǐng)的物理量——電容 1、電

6、容器 （1）構(gòu)造：任何兩個(gè)彼此絕緣又相隔很近的導(dǎo)體都可以看成一個(gè)電容器（講解：電容器中將兩片錫箔紙作為電容器的兩個(gè)極板，兩個(gè)極板非?？拷?，中間的絕緣層用薄絕緣紙充當(dāng)，分別用兩根導(dǎo)線連接兩極．這就是電容器的結(jié)構(gòu)）。 （2）電容器的充電、放電： [實(shí)驗(yàn)演示2]：把電容器的一個(gè)極板與電池組的正極相連，另一個(gè)極板與負(fù)極相連，兩個(gè)極板上就分別帶上了等量的異種電荷。這個(gè)過(guò)程叫做充電。 現(xiàn)象：從靈敏電流計(jì)可以觀察到短暫的充電電流。充電后，切斷與電源的聯(lián)系，兩個(gè)極板間有電場(chǎng)存在，充電過(guò)程中由電源獲得的電能貯存在電場(chǎng)中，稱為電場(chǎng)能。 [實(shí)驗(yàn)演示3]：把充電后的電容器的兩個(gè)極板接通，兩極板上的電荷互相中

7、和，電容器就不帶電了，這個(gè)過(guò)程叫放電。 現(xiàn)象：從靈敏電流計(jì)可以觀察到短暫的放電電流。放電后，兩極板間不存在電場(chǎng)，電場(chǎng)能轉(zhuǎn)化為其他形式的能量。 問(wèn)題1：電容器在充、放電的過(guò)程中的能量轉(zhuǎn)化關(guān)系是什么?待學(xué)生討論后總結(jié)如下： 【板書】充電——帶電量Q增加，板間電壓U增加，板間場(chǎng)強(qiáng)E增加， 電能轉(zhuǎn)化為電場(chǎng)能 放電——帶電量Q減少，板間電壓U減少，板間場(chǎng)強(qiáng)E減少，電場(chǎng)能轉(zhuǎn)化為電能 問(wèn)題2：電容器可以充入的電量 是無(wú)限的么？如何描述電容器容納電荷的本領(lǐng)？（且聽下面分解。） 2、電容 與水容器類比后得出（動(dòng)畫演示）。說(shuō)明：對(duì)于給定電容器，相當(dāng)于給定柱形水容器，C（類比于橫截面積）不變。這是量度

8、式，不是關(guān)系式。在C一定情況下，Q=CU，Q正比于U。 （板書）定義：電容器所帶的電量Q與電容器兩極板間的電勢(shì)差U的比值，叫做電容器的電容。 公式： 單位：法拉（F）還有微法（F）和皮法（pF） 1F=10-6F=10-12pF （4）電容的物理意義：電容是表示電容器容納電荷本領(lǐng)的物理量，是由電容器本身的性質(zhì)（由導(dǎo)體大小、形狀、相對(duì)位置及電介質(zhì)）決定的，與電容器是不是帶電無(wú)關(guān)。 3、平行板電容器的電容 （1）、[實(shí)驗(yàn)演示4]感應(yīng)起電機(jī)給靜電計(jì)帶電（詳參閱教材） 說(shuō)明（多媒體演示）：靜電計(jì)是在驗(yàn)電器的基礎(chǔ)上制成的，用來(lái)測(cè)量電勢(shì)差。把它的金屬球與一個(gè)導(dǎo)體相連，把它的金屬外殼與另一個(gè)

9、導(dǎo)體相連，從指針的偏轉(zhuǎn)角度可以量出兩個(gè)導(dǎo)體之間的電勢(shì)差U。平等板電容器由兩塊平行相互絕緣金屬板構(gòu)成：①兩極間距d；②兩極正對(duì)面積S． 　　（2）、量度： ? ，Q是某一極板所帶電量的絕對(duì)值． 　?。?）、影響平行板電容器電容的因素： 　?、?．，（ 、 不變），d越大，偏轉(zhuǎn)角度越小，C越小。 　?、?．，（ 、 不變），S越小，靜電計(jì)的偏轉(zhuǎn)角度越大， U越大，電容C越??； 　?、郏３諵、d、S都不變，在兩極板間插入電介質(zhì)板，靜電計(jì)的偏轉(zhuǎn)角度并且減小，電勢(shì)差U越小電容C增大。說(shuō)明插入比不插入電介質(zhì)時(shí)電容大． 　　 為介電常數(shù)，k為靜電力恒量．這里也可以用能的觀點(diǎn)加以分析：電介質(zhì)板插入過(guò)程中，由于束縛電荷與極板上電荷相互吸引力做功，電勢(shì)能減少，故電勢(shì)差降低． （4）、結(jié)論：平行板電容器的電容C與介電常數(shù)ε成正比，跟正對(duì)面積S成正比，跟極板間的距離d成反比。 平行板電容器的決定式：真空 介質(zhì) 4、常用電容器（結(jié)合課本介紹P135），出示常用的電容器 （1）介紹固定電容器． （2）介紹可變電容器． （3）介紹擊穿電壓． （三）、典型例題講解 例1、（幻燈展示） 例2、（幻燈展示） 例3．（幻燈展示） （四）小結(jié)：對(duì)本節(jié)內(nèi)容要點(diǎn)進(jìn)行概括 （幻燈展示） 五、鞏固新課：1、引導(dǎo)學(xué)生完成問(wèn)題與練習(xí)。 2、閱讀教材內(nèi)容。