电容器和电容教学设计

《电容器和电容》教学设计课题电容器和电容课型新授课教学课时1课时教学对象高中二年级学生教材教科版高中物理选修3-1第一章第6节教材分析1．教材的地位和作用：本节课的教学内容是高中物理教科版物理选修3-1，第一章静电场，第六节的电容器和电容，主要包括电容器的结构、功能、电容器的充放电．电容器的电容，平行板电容器的电容及常见电容器。它是学完匀强电场后的一个重要应用，强化所学过的知识并加以深化，同时也为后面学习交流电路（电感和电容对交流电的影响）和电子线路（电磁振荡）做预备知识，所以可以说在教材中起承上启下的作用，同时电容器和电容的知识与人们的日常生活、生产技术和科学研究有着密切的关系，因此学习这部分知识有着广泛的现实意义。2.课程标准要求（1）观察常见电容器的结构，了解电容器的电容。（2）通过实验，理解影响平行板电容器电容大小的因素，能解释生活中的一些现象。3.教材内容安排首先引出电容器的概念，讲述常见的电容器。接着引出引出电容器的概念，以及什么样的物体可以构成电容器，然后通过动画演示电容器的充电与放电过程。接着通过水容器与电容器类比得到电容的概念，定义式，物理意义，以及电容与电荷量、电势的关系。最后，探究影响平行板电容器电容大小的因素。学情分析1.学生的逻辑思维：高二学生认知水平提高，好奇心强，有较强的探究欲望，同时也有过较多的小组合作经验，具备一定的观察能力，分析能力，和实验能力，但在理解问题时，缺乏思维变通能力和知识迁移的能力。在教学过程仍需以一些感性认识作为依托，可以借助实验或多媒体电教手段，加强直观性和形象性，以便学生理解和掌握。2.学生的知识基础：学习本节课之前，学生已经学习了电场力和电场能的知识，为学习本节内容奠定了一定的基础。3.学生的认识困难：学生对于电容器这样的非线性元件是第一次学习遇到。由于电学概念比较抽象，加之一般学生对电磁现象的感性认识又较少就使得学生在学习电学时普遍感到比较困难就所以电容器概念的教学成为本节的难点之一。在静电场的学习中学生已经很明确的知道验电器是用于检验电荷的存在及多少的，但本节课中的验电器却变身为静电计，这需要学生在理解电容的知识的基础上才能理解其中的原理，给学生在探究影响平行板电容器电容大小的因素是设立了很大的障碍。教学目标1.知识与技能(1)通过老师引导知道电容器的概念，认识常见的电容器，通过动画感知电容器的充、放电现象以及充放电过程的能量转换；(2)理解电容的概念及定义方法，掌握电容的定义公式、单位，并学会应用定义式进行简单的计算；(3)通过实验了解影响平行板电容器电容大小的因素，了解平行板电容器的电容公式，知道改变平行板电容器电容大小的方法。2.过程与方法（1）通过观察电容器的结构和电容器的充放电过程，认识实验在物理学研究中的作用；（2）通过类比定义电容器的电容，加深对比值定义法的认识；（3）通过探究影响平行板电容器电容的大小实验，体会变量控制法在物理实验过程中的作用。3.情感态度与价值观（1）体会电容器在实际生活的广泛应用，培养起探究新事物的兴趣，以及在学习生活中的独立思考能力；（2）关注并思考与物理学相关的热点问题。教学重点（1）理解电容器的定义式，掌握平行板电容器的决定式；（2）理解C=Q/U的物理意义。教学难点（1）电容器充、放电的本质、电容的定义的得出；（2）探究影响平行板电容器电容大小的因素的实验。教学策略设计1.教学方法（1）讲授法教学是一种认识过程，但存在其特殊性。往往不需要经历前人全部的探索过程，教师进行形象生动、富于引导式的讲解，来启发学生思维的体现。在讲授的过程中，侧重类比、对称的思想。（2）类比法在学生感性认识的基础上，通过类比得到新的知识。（3）互动探究法将贯穿于整个教学过程中，让学生产生认识冲突，使学生学会灵活运用，提高学习效率，强化学生的主动意识。（4）实验探究法通过自己动手做实验加深对知识的理解，培养学生的动手能力，观察能力。2．学法指导在学法指导上，让学生尝试思考、分析以及数学推导定性定量概括物理规律；使学生在获取知识过程中，领会物理学的研究方法，同时得到科学思维方法的训练以及协作精神、探索精神等情感态度价值观的教育。教学用具ppt课件，纸质电容器，静电计，平行板电容器教学流程解释线路板上的电容器的作用。设置问题，导入新课新旧知识类比，引出新概念得出电容器的概念，以及电容的概念。讲解与子有关的所有知识。电视机与计算机线路板上这些大大小小的圆柱形元件是什么呢？回归导入，学会运用课堂小结，回顾知识回顾这节课所学知识，教学环节教师活动学生活动设计意图布置作业，巩固学习完成课后练习设置问题，导入新课提问问题：1.师：“不知道有没有同学打开过电视机或者电脑的线路板，在里面看到这样一些圆柱形的元件，有同学知道这是什么？”。2.师：“不知道没有关系，相信经过这节课的学习大家会对这种元件有所认识，这个器件叫做电容器，在我们日常生活中有重要的应用，下面我们一起进入今天的学习。”1.大多数回答：“不知道。”培养学生的想象力,设问启发思考，引起学生注意。激发学生的求知欲，让学生带着问题进入课堂。引入电容器及其概念结合新旧知识，引出新概念1.师：“顾名思义，电容器就是储存电荷与电能的元件，像我们的手机电池也是一个电容器。老师这里就有一个纸质电容器，我请一位同学上来观察一下它的构造，并说出你看到了什么。”2.师：“好，说得很对，我们知道锡箔是可以导电的也就是导体，而蜡纸则是绝缘体。通过我们的动手发现．纸质电容器的结构非常简单，就是两片金属箔中间夹一层绝缘的蜡纸就构成了一个电容器。其1.生：“我看到有两片锡箔纸，它们的中间还有一片蜡纸。”学生通过观察纸质电容器的构造，自身体验电容器并得出电容器的定义，培养学生的观察能力与总结能力。实，任何电容器都是由两个绝缘的金属板组成，金属极板之间的绝缘物质叫电介质。”3．师：“那同学们跟着老师一起来总结出电容器是怎么构成的：任何两个彼此绝缘又互相靠近的导体都构成电容器。”。4．师：“刚刚我们说了，电容器是储存电荷与电能的元件，那它是如何工作的呢，下面我们来观察学习电容器的工作过程。在学习之前老师要给大家明确一个概念：电荷量，大家看看ppt，猜想一下这个电容器的电荷量是多少，老师请几位同学来说说。”5．师：“那到底这个电容器的电荷量是多少呢？物理上，我们把任意一个极板所带电量的绝对值叫电容器的电荷量，所以我们这里的电荷量应该是Q。”6．师：“下面我们就开始学习电容器的充电过程与放电过程。”讲解充电与放电3.生：“任何两个彼此绝缘又互相靠近的导体都构成电容器。”4.甲：电荷量是Q乙：电荷量时候-Q丙：电荷量是2Q使抽象的过程形象化，便于学生的理解，再通过老7.播放完后老师进行详细的讲解（1）有短暂充电电流，充电过程两板Q、U、E均增大。（2）充电过程是电源电能转化为电容器电场能的过程。（3）充电完毕断开开关，电容器所带的电荷量不变，电荷被储存了起来。8.放电：充了电的电容器的两板用导线相连，使两板上正、负电荷中和的过程。再次上述的flash动画(将开关k打到另外一端)观察其放电过程，观察完后，老师讲解其详细过程：（1）有短暂放电电流，放电过程两板Q、U、E均减小。（2）放电过程是电容器电电场能转化为其他形式能量的过程。9.“看了刚刚的动画，请同学们总结出电容器的作用，联想刚上课时老师的语言。”9.生：“电容器的作用是储存电荷与电能。”师的讲解，使得学生既能感性的学习，又能理性地学习。10.师：“很好，电容器就是储存电荷与电能的电学元件。”讲解电容器的电容11.师：“在前面的学习中，我们已经了解到了在充电结束后，两极板间分布着电荷，两级板间存在着电场，那么电荷量与电场会有某种联系吗？接下来，我们就来学习这个问题。通过动画演示，观察到了电容器的充放电过程，认识到了电容器能够储存电荷。那么，如果老师手上有两个电容器，我们该如何判断哪个电容器储存的电荷量大呢？学习了下面的知识，大家就可以回答这个问题了。”12.师：“同样的，我们用水容器类比电容器，老师手上有一个装满水的水杯，这个水杯能容纳多少水呢？”13.师：“将杯子里的水倒掉一半，水杯储存水的能力下降了吗？”14.师：“将水杯里的水全部倒掉，水杯储存水的能力变了吗？”12.生：“一杯水。”13.生：“没有？”14.生：“没有。”类比法得出电容的概念，学生印象更深刻，理解的更深入，在头脑里建立物理模型。15.师：“由此我们可以得到什么结论呢？对，只要杯子的大小没有发生改变，那么无论杯子中有没有装水，杯子容纳水的能力不变，即水杯容纳水的能力仅与杯子的固有属性有关。类比于水杯容納水，对于同一个电容器来说，它储存电荷的多少与它极板上所带的电荷量有关吗？”16.师：“如何定量的对电容器容纳电荷这个固有属性进行分析呢？在物理学中呀，我们定义了一个新的物理量C来表征电容器储存电荷的本领。并且通过大量的实践表明，C等于充电后两极板的电荷量与两极板间的电压的比值，即C=Q/U。学习了电容的大小，下面我们来认识一下它的单位。”17.师：“电容C在国际单位制中的单位是法拉，简称法，我们在实际生活中，通常也会用到PF,μF,他们之间的换算方式如ppt上所示。”18.师：“下面我们看一个例题，来巩固刚刚学的知识，大家先看，老师请一位同学起来回答。某一电15.生：“没有关系。”18.生：“1）2×10-72）2×10-73）2×10-7”巩固学习的知识，加深理解。容器，所带的电荷量为4×10-6C，两级板的电势差为20V,求（1）电容器的电容（2）当所带的电量减半时，电容器的电容为多少（3）如果电容器不带电时。19.师：“很好，这题说明了电容器的电容与电容器是否带电，与带电量的多少无关。”回归导入，学会运用20.师：“学习了电容这个概念，我们回到老师开始提的那个问题上，如何判断两个电容器中哪一个储存电荷的本领大呢？”21.回答的非常好，解决了这个问题了，我们今天的课程就要结束。18.将电容器接入相同的电路中，使得其充电完毕后两极板间的电势差相同，然后测量极板上所带的电荷量，因为C=Q/U，电势差相同，则通过电荷量的大小就可以判别出哪一个电容器容纳电荷的本领大。让学生判断两电容器电容的大小，一方面让学生学会运用，另一方面体现课堂的完整性。课堂小结，回顾知识22.师：“我们来回顾一下今天我们学习了什么，我们学习了电容器的概念，知道了电容器的充电过程与放电过程，还学习了电容的概念及定义式，物理意义，明白了电容跟着老师一起回顾与电容器是否带电和带电量的多少无关。”提出问题，课后思考23.师：“好了，我们这节课就上到这儿了，同学们下去后思考这个问题，电容既然是电容器的固有属性，那么电容与电容器的哪些固有属性有关呢？我们将在下节课中进行探讨与讲解。”思考，课后做作业。引发学生思考，学会运用所学知识分析生活中的例子，巩固课堂知识。板书设计1.6电容器的电容一、电容器1.概念：储存电荷与电能的元件。2.构成：彼此绝缘，相互靠近的导体。二、电容器的充电与放电1.电荷量：任意一块极板，电量的绝对值。2.充电：3.放电：三、电容1.概念：电荷量Q与电压U的比值。2.定义式：C=Q/U3.单位：法拉（F）uFpF4.物理意义：容纳电荷的本领四、注意电容与电容器所带电量无关，与带电量多少无关。