吴会玲（德州一中）“电容器的电容”

山东省第十二届青年物理 教学优质课评选（教案）

第一章 静电场

第8节 电容器的电 授课教师：

吴会玲 工作单位：

德州一中

二〇一二年十月

容

第8节 电容器的电容

一、教材分析

本节课是高中物理，选修3-1（人教版）第一章“静电场”中的第8节，是在学习了静电场的基础知识之后编排的，学生可以应用静电场的有关知识来研究电容器。教材从最简单的“平行板电容器”入手，介绍了电容器的构造，符合学生的认知规律。进而给出了电容的定义，并以“类比法”介绍了电容的物理意义，还设计了实验探究“影响平行板电容器电容大小的因素”，安排了学生猜想、设计实验、实验探究、合作交流等教学过程。很好地体现了新教材让学生在体验知识的形成、发展过程中，主动获取知识的精神。很好地体现了新课程“从生活走向物理，从物理走向社会”的理念。 二、学情分析

在本节课的教学中，学生可能遇到的问题是对电容不理解，产生这一问题的原因是不理解电容的物理意义。要解决这一问题，就要从定义入手，其中关键是类比水容器考虑问题。

三、教学的重、难点 知识掌握方面：

1. 本节课的重点：电容的概念。电容又是一个用比值定义的物理量，引出比值的关键，是让学生知道电容器所带的电荷量与两极板间电势差成正比，其比值反映电容器本身的性质。

2. 本节课的难点：电容的概念就是本节课的第一个难点，学生对这个概念很陌生，可以说没有任何基础。“影响平行板电容器电容大小的因素”是本节课的另一个难点。

四、教学设计思路

1.为了加强这节课的探究性，体现课改精神，这节课我主要安排学生分组进行探究实验。将全班分为十个大组，探究了电容器的电荷量与电容器两极板间电势差的关系，和以往的实验教学有所不同，探究式学习给教学注入了新的内涵：同样是让学生动手实验，它通过实验探究让学生经历和体验到探索知识的乐趣，从中渗透本学科的方法和思想，同时还培养学生的合作精神和责任感以及承受挫折的能力，这些都是培养高素质人才不可或缺的。

2.另一个是学生的演示实验，探究“影响平行板电容器电容大小的因素”，体现“从生活走向物理，从物理走向社会”的理念。最后通过问题的讨论探究活动引向课外。采用探究式学习的教学方法，可以发展学生的观察能力、思维能力把、实际操作能力，培养学生搜集数据的能力，培养学生发现问题、提出猜想、设计实验方案、进行实验验证和实验结果分析的能力以及交流与合作能力。 五、教学目标

按照新课程标准，本节的教学目标如下：

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的过程，以及能量转化；

3．理解电容器电容的概念及定义式，并能用来进行有关的计算；

4．知道平行板电容器的电容与哪些因素有关，有什么关系；掌握平行板电容器的决定式并能运用其讨 论有关问题。 过程与方法

1．培养学生应用所学知识解决新问题的能力。

2．让学生经历实验探究过程。培养学生的动手能力，加深对电路图的理解。 3．进一步掌握“替代法”和“控制变量法” 情感、态度和价值观

1．在分组实验中，体会交流合作的快乐，培养学生的团队意识。 2．使学生感受科学研究的神奇，品尝成功的喜悦。 六、教学器材

演示实验的器材：电容器充、放电实验器材，电流传感器，平行板电容器，感应起电机。 分组实验器材：电池3节，灵敏电流计1个，电容器，单刀双掷开关1个，导线若干。 七、教学过程

（一）创设情境，引入新课

以“摄影时，遇到光线不足，需要打开闪光灯.”的情境引入，让学生观察，闪光灯发出的光有什么特点？引导学生思考，为什么两节5号电池，就能使闪光灯发出如此耀眼的光芒。之后，通过大屏幕展示，闪光灯的内部电路的图片，引出“电容器”。

（二）提出问题，分组探究 1.电容器的构造

[教师活动]展示“拆开的电容器” [学生活动]观察电容器的构造。

[教师活动]介绍并总结，任何两个彼此绝缘又相隔很近的导体都可以看成一个电容器。 2.电容器的充电、放电 方法：实验探究

[教师活动]介绍实验电路的原理图。并演示该实验。 [学生活动]观察“灵敏电流计的指针的偏转情况”

[教师活动]用flash模拟电容器的充电，放电的过程。并对两个过程的特点，做出介绍。 3.电容

[教师活动]用“传感器”描绘出电容器放电过程的图像。 [学生活动]分析图像的特点，发现放电时间极短。

[教师活动]引导学生运用“替代法”用实验探究电容器的Q与U的关系 [学生活动]分组实验探究“电荷量Q与电压U的关系”。并完成表格1.

[教师活动]利用表格1中的实验数据，引导学生寻找“描述电容器容纳电荷本领的物理量”。 发现用Q与U的比值来描述电容器容纳电荷的本领。并引出电容的定义。

① 定义：电容器所带的电量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。 ② 公式：C?Q U③ 单位：法拉（F）还有微法（?F）和皮法（pF） 1F=10-6?F=10-12pF

与水容器类比后得出。说明：对于给定电容器，相当于给定柱形水容器，C（类比于横截面积）不变。

④ 电容的物理意义:电容是表示电容器容纳电荷本领的物理量，

（三）设计实验，验证假设 4.平行板电容器的电容

[学生活动]提出猜想：平行板电容器的电容可能与那些因素有关。 [教师活动]总结共性较大的猜想。引导学生确定实验方法。 [学生活动]找到“控制变量法”

演示 “实验探究过程”（或用用多媒体展示） [学生活动]观看记录实验现象，并完成表格2。

保持Q和d不变， S越小,静电计的偏转角度越大, U越大,电容C越小； 保持Q和S不变，d越大，偏转角度越小，C越小.

保持Q、d、S都不变,在两极板间插入电介质板,静电计的偏转角度并且减小,电势差U越小电容C增大.

[学生活动]分析实验现象，得出结论:平行板电容器的电容C与介电常数ε成正比,跟正对面积S成正比

,跟极板间的距离d成反比. （四）结论升华，介绍公式

平行板电容器的决定式：真空 C??SS 介质 C?r 4?kd4?kd （五）总结对比，回扣重点

[学生活动] 对比两个公式， 说出区别。

5.常用电容器（结合课本介绍） （六）课堂小结：

提问学生，我先让学生以“你学到了哪些知识，接触到了哪些科学研究的方法？”为线索进行小结，在学生小结的基础上，我再做适当的补充。因为学生大都只能对所学的知识进行一个小结，但对学习过程中的过程与方法、情感态度与价值观却不能做一个很好的总结，所以我在学生小节后做了适当的补充，让学生知道探索知识的过程比单纯的学习知识更重要。

（七）布置作业，课外探究

让学生运用这节课学习的知识，课下探究分析“超级电容轻轨列车”的优势。

注：尽管我们已经为这节课的进行做好了充分的准备，但学生还是有可能在课堂上出现某

些意想不到的问题，所以要针对学生的反应，因势利导，随时进行课堂教学的二次设计。 附：板书设计：（适时投影）

第8节 电容器的电容 一、 电容器 △t极短： 定义式：C?二、 电容 QU三、 平行板电容器的电容 1.提出猜想 2.实验探究（控制变量法） Im Q （格数） 替代法 Q不变：U → C （θ） 3.得出结论 决定式：C? ?rS 4?kd §1.8 电容器的电容

一、 学生分组实验：“探究电容器的电荷量与两极板间电势差的关系”

实验任务指导卡

同学代码 A B C 其他同学

表格1

充电电压U 1.5V 3.0V 4.5V

用“放电时”电流最大偏转格数Im替代Q 电容器的电荷量Q随 电压U的增大而 ， 结论1 在实验过程中的任务 负责对电容器进行充、放电。即控制开关。 负责改变电容器的充电电压。 （提示：通过改变连接电池正极的“导线的位置”，来改变充电电压） 负责读出不同电压下，电容器在放电时，灵敏电流计的最大偏转格数。 负责把数据记录在表格1的相应位置上。 ImQ即 UU 结论2 电荷量Q与电势差U的比值是一个

二、演示实验：“探究影响平行板电容器电容的因素”

表格2

不变量 变化量 偏角θ的变化情况 (即U的变化情况) 由C?Q得 U结论 C的变化情况 ①两板间距a减小时， 电容C ； ②两板的正对面积s增大时，电容C ； Q、s、 电介质 Q、d、 电介质 变小 d 变大 变小 s 变大 插入电介质 ③插入电介质时，电容C 。 Q、s、d 抽出电介质

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