《電容器的電容》教學(xué)設(shè)計(jì)(共4頁(yè))

1、精選優(yōu)質(zhì)文檔-傾情為你奉上電容器的電容【教學(xué)目標(biāo)】1、知識(shí)與技能知道電容器是儲(chǔ)存電荷和電場(chǎng)能的裝置；了解常見(jiàn)電容器的外形、結(jié)構(gòu)和符號(hào)；了解電容器的充、放電過(guò)程，了解擊穿電壓、額定電壓的概念；理解電容的意義，知道其單位，并會(huì)用電容定義式進(jìn)行計(jì)算；了解影響平行板電容器電容的相關(guān)因素及其電容的決定式。2、過(guò)程與方法經(jīng)歷影響平行板電容器電容因素的探究過(guò)程，體會(huì)其中蘊(yùn)涵的思想方法：控制變量法，提出問(wèn)題，定性分析、實(shí)驗(yàn)探究與定量分析相結(jié)合等；通過(guò)實(shí)驗(yàn)與觀察，了解電容器的構(gòu)造和特點(diǎn)，通過(guò)類比法理解電容器的電容概念。3、情感態(tài)度與價(jià)值觀通過(guò)介紹電容器的緣起、發(fā)展與應(yīng)用，滲透STS教育思想；滲透事物的本質(zhì)是有自

2、身的因素即內(nèi)因決定，不由外因決定的觀點(diǎn)?！窘虒W(xué)重點(diǎn)】電容的概念【教學(xué)難點(diǎn)】電容的引入與理解 研究影響平行板電容器電容大小因素的實(shí)驗(yàn)探究【教學(xué)方法】問(wèn)題討論，理論探究與實(shí)驗(yàn)探究相結(jié)合，類比方法，動(dòng)畫(huà)模擬【教學(xué)用具】電容器示教板，靜電計(jì)，平行板電容器，電介質(zhì)板，感應(yīng)起電機(jī)，電池組，導(dǎo)線，單刀雙擲開(kāi)關(guān)，多媒體與課件【教學(xué)過(guò)程】提出課題：電容器到底是什么樣的元件？它的作用、構(gòu)造、原理是什么？本節(jié)課就要研究這些問(wèn)題。（一） 電容器 實(shí)例探究：出示一紙質(zhì)電容器并將其拆開(kāi)，請(qǐng)學(xué)生觀察。 結(jié)論：有兩片錫箔（導(dǎo)體），中間是一層薄紙（絕緣）。AabsCE1、概念：實(shí)際上，任何兩個(gè)彼此絕緣又相距很近的導(dǎo)體都可以看成

3、一個(gè)電容器。問(wèn)題討論：兩平行導(dǎo)體板夾上一層絕緣物質(zhì)（空氣也算）能否構(gòu)成電容器？2、充電、放電演示：連接如圖的電路現(xiàn)象觀察：當(dāng)接a時(shí)，G偏轉(zhuǎn) 當(dāng)接b時(shí)，G反偏轉(zhuǎn)分析：充電 充電電流； 電能 電場(chǎng)能 放電 放電電流； 電場(chǎng)能 其他形式能量（二） 電容提出問(wèn)題1：既然電容器是用來(lái)儲(chǔ)存電荷的，而不同電容器容納電荷的本領(lǐng)是不同的，我們應(yīng)該用一個(gè)物理量表示電容器容納電荷的能力，這應(yīng)是一個(gè)怎樣的物理量呢？定性分析：對(duì)一個(gè)電容器來(lái)說(shuō)，其儲(chǔ)電能力應(yīng)該是一定的，我們找到的這個(gè)物理量對(duì)這個(gè)電容器來(lái)說(shuō)也應(yīng)該是不變的。問(wèn)題2：對(duì)一個(gè)結(jié)構(gòu)一定的電容器，給它帶上一定的電荷量Q，兩極間也就有了一定的電勢(shì)差U，Q與U能用來(lái)表示

4、電容器的儲(chǔ)存能力嗎？學(xué)生：（不能，原因分析）進(jìn)一步研究：實(shí)驗(yàn)表明，Q增加為原來(lái)的幾倍，U也增加為原來(lái)的幾倍，而兩者的比值Q/U，對(duì)同一電容器是一定的（這符合我們的要求）。比值大，意味著在相同的電壓情況下，能帶的電荷量越大，這正能說(shuō)明其儲(chǔ)電能力強(qiáng)。對(duì)電容概念的總結(jié)：1、定義：電容器所帶的電荷量Q與電容器兩極板間的電勢(shì)差U的比值V1S1hV2S22、定義式：，或者 （比值定義）3、物理意義：C是表示電容器容納電荷本領(lǐng)的物理量。4、單位：在國(guó)際單位制中單位是法拉（F），1F=1C/V 1F=10-6F， 1F=10-12F常見(jiàn)電容器，一般是幾十pF到幾千F之間類比理解：C大，意味著U=1V時(shí)，容納的

5、電荷量大，儲(chǔ)電本領(lǐng)強(qiáng)不同容器裝水，水深都是1，S大的容器容納的水量多問(wèn)題討論：S大，能裝水的總量就一定多嗎？（不一定，容器的高度h不同，V=Sh）C大，能儲(chǔ)存的電荷量就一定多嗎？（不一定，C能承受的最大電壓不同）（因此，C大，儲(chǔ)電本領(lǐng)大，是指相對(duì)于同一電勢(shì)差U而言；電容器能容納的電荷還跟它能承受的最大電壓有關(guān)。引出擊穿電壓、額定電壓的概念。）5、擊穿電壓額定電壓（工作電壓）電容器的外殼有標(biāo)注【例題1】一個(gè)電容器，充電后所帶電荷量為Q=4×10-6C的電荷量時(shí)，它的板間電勢(shì)差U=2V，由此可知，該電容器的電容是_F。如果再充進(jìn)4×10-6C的電荷量，其電容為_(kāi)F。如果用導(dǎo)線將

6、電容器兩極相連，放電后，其電容為_(kāi)F。 學(xué)生活動(dòng)：（略） 小結(jié)：C取決于電容器自身結(jié)構(gòu)而與是否帶電無(wú)關(guān)。類比：水桶的儲(chǔ)水能力在設(shè)計(jì)好后就確定了，與是否使用無(wú)關(guān)。（三）研究影響平行板電容器電容大小的因素1、提出課題：平行板電容器是最簡(jiǎn)單，也是最基本的電容器，幾乎所有的電容器都是平行板電容器的變形，所以我們從研究平行板電容器入手，探究決定其電容大小的因素。問(wèn)題：決定平行板電容器電容的那些因素從哪兒去找？2、定性分析電容是表征電容器容納電荷本領(lǐng)的物理量，因此它只與電容器自身的內(nèi)部結(jié)構(gòu)有關(guān)，與其它量（Q、U）應(yīng)該無(wú)關(guān)，環(huán)境因素也可不予考慮兩極板大小（用面積S表示）兩極板間的距離d兩極板間的電介質(zhì)研究電

7、容器內(nèi)部的結(jié)構(gòu)因素：方法分析：控制變量法Q不變（離源）U用靜電計(jì)測(cè)實(shí)驗(yàn)裝置分析：3、實(shí)驗(yàn)探究改變平行板兩極板的距離s分析C=Q/U結(jié)論C與d反相關(guān)現(xiàn)象：d 偏角 U C d 偏角 U C改變平行板兩極板的正對(duì)面積SC=Q/U結(jié)論C與d正相關(guān)分析現(xiàn)象：S 偏角 U CS 偏角 U C兩極板間插入絕緣介質(zhì)（保持Q、S、d不變）結(jié)論C與電介質(zhì)有關(guān)C=Q/U分析現(xiàn)象：插入電介質(zhì) 偏角 UC4、進(jìn)一步的研究（引申）以上實(shí)驗(yàn)還只是定性分析，從理論角度進(jìn)行定量研究，表明：當(dāng)平行板電容器兩極板之間是真空時(shí)，當(dāng)板間充滿同一種介質(zhì)時(shí)，電容變大為真空時(shí)的倍，即5、相對(duì)介電常數(shù)是一個(gè)與電介質(zhì)性質(zhì)有關(guān)的常數(shù)（無(wú)單位）。

8、 讀表1.81，空氣的近似為1（一般性研究中，空氣對(duì)C的影響可以忽略）（水指純凈水）【例題2】平行板電容器的電容是比較少的，桌上的平行板電容器的電容，半徑約0.1m，試求其電容C的大小。學(xué)生活動(dòng)：（2.8pF）問(wèn)題：若要得到2F的電容，每個(gè)極板的面積要做多大？（試與窗戶作個(gè)比較）學(xué)生活動(dòng)：（22.6m2，約10倍）（四）常見(jiàn)的電容器介紹固定電容器+電解電容器1、從構(gòu)造上看，可分為固定電容器和可變電容器2、固定電容器根據(jù)材料不同，常見(jiàn)的有：聚苯乙烯電容器；陶瓷電容器 可變電容器電解電容器 （電容比較大，有極性），符號(hào)：3、可變電容器符號(hào)： 演示：動(dòng)片，定片 問(wèn)題：試分析變?nèi)菰?？（五）小結(jié)：電容器由兩片導(dǎo)體為極板，中間隔以電介質(zhì)構(gòu)成。電容C是描述電容器容納電荷本領(lǐng)的物理量。定義式適用于任何電容器C與Q、U無(wú)關(guān)決定式只適用于平行板電容器反映C的決定因素（六）鞏固練習(xí)與應(yīng)用拓展1、課堂練習(xí)：如圖所示，給電容器充電，靜電計(jì)指針偏轉(zhuǎn)一個(gè)角度。以下情況中靜電計(jì)的指針偏角增大還是減?。堪褍砂彘g的距離減??；把兩板間的正對(duì)面積減?。辉趦砂彘g插入相對(duì)介電常數(shù)較大的電介質(zhì)。學(xué)生活動(dòng)：（減??；增大；減?。?、拓展應(yīng)用：電容式傳感器介紹傳感器是把非電物理量(如位移、速度、壓力、溫度、流量等)轉(zhuǎn)換成易于測(cè)量、傳輸、處理的電學(xué)量(如電壓、電流、電阻、電容等)的一種組件。