10.4  电容器的电容 教学设计

一．教材分析：本节学生会认识电容器这个电学的元件。知道电容器的构成要素、特点和描述电容器的物理量，电容器带电量和电压的关系、影响平行板电容器电容大小的因素，其中平行电容在高考中出现的频率最高。另一方面，实际生活中许多电器中都会用电容器，所以本节内容是教学的关键。

根据本节内容的特点和学生的思维认知特点，本节的教学重点定位于对电容概念的理解应用上，教学难点定位于电容的引入，研究影响平行板电容器电容大小因素的实验探究。

二．教学方法：为了提高学生学习的兴趣，本节从实际出发引入新课，同时在本节的教学中采用观察法、讲授法、类比法、探究实验法、互动探究法、使学生从各个角度充分认识电容器，可以很好地突出教学重点、突破教学难点。

三．教学目标

（一）知识与技能

1、知道什么是电容器，知道电容器充电和放电时的能量转换；

2、理解电容器电容的概念及定义式，能用来进行有关的计算；

3、掌握平行板电容器的决定式并能运用其讨论有关问题。

（二）过程与方法

1、通过影响平行板电容器电容因素的实验探究过程，体会其中蕴涵的物理方法：控制变量法，能够对问题进行定性分析、定量分析等；

2、能够利用互联网搜索学习新知识。

（三）情感态度与价值观

体会电容器在实际生活中的广泛应用，培养学生探究新事物的兴趣。

四．课时安排：1课时

五：教学过程：

（一）演示实验、导入电容器的概念

将塑料瓶内外两侧贴上锡箔纸，将其用导线与手摇发电机相连，对其进行充放电实验，并让学生感受放电过程。从而引出电容器这个电学元件。

[学生讨论] 通过观察老师展示的多种电容器结构图，讨论电容器是什么样的元件？它的构造、原理和作用有哪些呢？

能不能设计一个电路图既能给电容器充电又能放电？

[学生活动]设计电容器充放电电路图

[问题讨论] 独立思考后回答下题，可以看书寻找答案。

有电流就有电流做功，会消耗能量，在充放电过程中能量如何转化的？

学生思考后回答：充电：电源能量     电场能

   放电：电场能       其他形式能

（二）探究实验—探究电容器带电量与两极电压的关系

[教师活动] 利用朗威电流传感器和计算机探究不同电容器带电量和电压的关系。

[学生活动] 在学案的方格纸上画出两个不同电容器的Q-U图像，并且小组讨论能够得出什么规律。

学生思考后回答：同种电容器Q与U成正比，不同电容器Q与U的比值不同。

教师总结：可用电容器所带电量与两板间电压的比值来描述电容器容纳电荷的本领。

【教师板书】电容：反映电容器储存电荷的本领，用Ｃ来表示。

【教师活动】可用电容器所带电量与两板间电压的比值来描述电容器容纳电荷的本领。那根据比值法的特点判断电容大小与Q和U有关吗？

【学生活动】：学生思考后回答：C不由Q、U这些外界因素决定，因为C由电容自身决定。

[教师板书]

电容器所带电荷量Q与电容器两极板间的电势差U的比值，叫做电容的电容。

比值定义式：C=Q/U，C不由Q、U决定

物理意义：电容是表示电容器容纳电荷本领的物理量

单位：法拉     符号：F    1F＝C/V

1F＝10⁶μF＝10¹²pF

【教师提问】 电容器的电容与极板间的电压、极板所带的电荷量无关，那与什么因素有关呢？下面我们以平行板电容器为例来研究一下。

(三)探究实验—影响平行板电容器电容大小的因素

[学生活动] 猜想平行板电容器的电容可能与什么因素有关？

学生回答：可能与极板面积、板间的距离、两板间的绝缘物质有关。

[学生活动] 思考用实验如何来探究电容跟这些因素间的关系？

[师生总结] 采用控制变量法。

[实验步骤]

(1)介绍静电计：静电计是在验电器的基础上制成的，用来测量电势差。使用时把它的金属球跟一个导体相连(或者同时接地)，从指针的偏转角度就可以测出两个导体问的电势差。

(2)实验探究

甲、保持极板上的电荷量Q 、S不变，改变平行板两极板的距离d

现象：d↓ 偏角↓           U↓            C↑

               d↑ 偏角↑           U↑            C↓

乙、保持极板上的电荷量Q 、d不变，改变平行板两极板的正对面积S

现象：S↓ 偏角↑           U↑           C↓

S↑ 偏角↓           U↓           C↑

丙、保持Q、S、d都不变，两极板间插入绝缘介质

现象：插入电介质  偏角↓　　 　U↓　  　C↑ 

⑷从理论角度进行定量研究，表明：

当平行板电容器两极板之间是真空时，；

当板间充满同一种介质时，电容变大为真空时的倍，即

[学生活动] 阅读课本，了解几种电介质的介电常数。

 (四)回顾总结

1.请同学总结回顾本节所学内容；

2．对照学习目标检查自己的学习情况。

(六)作业：

1.上网搜索什么事莱顿瓶，并分析了解其结构。

2.收集常见电容式传感器的资料，分析说明其工作原理。

教学反思：《电容器的电容》是静电场知识的重要运用之一，也是高考考点之一，本节课涉及的知识点较多，既要知道电容器的概念，明白电容器是如何充放电的，明白其能量转化关系，电流的流向，还要理解电容的概念、定义，掌握电容的定义公式、单位，应用定义式进行简单的计算，最后还要知道影响电容器电容大小的因素，同时注意培养学生应用知识解决新问题的能力。本节课有两大难点：一时电容器的电容概念的建立，二是影响平行板电容器电容大小的因素。针对这两大难点，我都设计了相应的实验去帮助学生进行分析，对突破难点非常有帮助。

首先是建立电容的概念，我使用了DIS朗威电流传感器来做实验，并且让学生协助我完成，利用Excel来作出图像，但是不足之处在与本节课准备的匆忙，只有一个电容器能够做实验，但是因为之前组内已经有老师做过类似的实验，有过实验数据，所以能够满足实验的数据要求。在这个过程中，使用了一个电容器，测出了四组数据，当场用Excel做出了Q—U图像，并且很明显的看到图像经过原点，能够给学生直观地感受。之后把两组数据给学生，让他们当场作图，因为作图能力也是高考考察的一个重点能力，并且提醒学生作图的注意事项，把高考考察的一些技能训练融入到日常的教学活动中去。

影响平行板电容器电容的大小因素是一个重要的实验，将静电计与平行板电容器相连，以静电计的指针夹角的大小显示极板间的电压大小，由于教学当天的天气原因，平行板电容器非常容易漏电，所以实验当场没有做成功，但是给学生播放了做实验的视频，尽管如此，教学效果还是比较差，另一个需要注意的是，课堂时间分配不合理，导致静电计的工作原理没讲，致使学生后面听得不是很理解，这也是值得我反思的地方。

对于这节课，需要改进的地方有很多，在课堂的时间分配上面，在课堂实验演示以及课前的实验准备方面都需要准备充分和加强。在实验的基础上，需要引导学生充分的思考和总结，最后得出结论。新的物理课程标准需要教师能够在课堂上利用实验将学生的科学探究积极性充分的调动起来，而这也是我需要不断努力做的。