高中物理-電容器的電容教學設計學情分析教材分析課后反思

PAGE1PAGE《電容器的電容》教學設計課題1.8電容器的電容課型新授課（1課時）教學目標1、知道電容器的概念，人事常見電容器，通過實驗感知電容器的充放電現(xiàn)象。2、理解電容器的概念及定義方法，掌握電容的定義式、單位，并會應用定義式進行簡單計算。3、通過實驗了解影響平行板電容器電容大小的因素，了解平行板電容器的電容公式，知道改變平行板電容器的電容大小的方法。教學重點、難點教學重點：電容的概念教學難點：電容的概念，影響平行板電容器電容大小的因素。教學方法類比法、實驗法自主探究、合作交流講授、小組討論、當堂練習教學手段靜電計、平行板電容器、鐵架臺、電介質(zhì)板、電容器的幻燈片、多媒體輔助教學設備教學過程一、引入新課展示水容器圖片，提示學生水容器的共性，結合本章內(nèi)容，提出電容器，思考電容器和水容器的共性。為后面的類比做鋪墊，引入電容器新課。二、授課內(nèi)容（一）電容器教師：簡單介紹電容器在生活中的應用。介紹萊頓瓶的基本結構，并和水容器聯(lián)系。強調(diào)電容器的外觀，引入電容器的基本構造。學生：集體回答，電容器的構造。教師：最簡單、最基本的電容器—平行板電容器的基本構造，和電容器在電路中的符號，并引入電容器的充電過程。演示實驗：電容器的充、放電過程，提醒學生注意觀察電流表指針的偏轉。學生：電流計的指針偏轉方向相反。教師：既然有電流，它就會做功，同時伴隨能量的轉化。電容的在充放電過程中，在電路中的作用不同。教師：在電容器充放電的演示實驗基礎上，進一步提出，充電過中電容器兩極板間的電勢差和電容器的帶電量如何變化，并猜測二者會有什么樣的關系？如何描述電容器的儲電本領？再一次類比圓柱形水容器的儲水問題。合作探究一：學生自由討論，電容器帶電量和兩極板間電勢差如何變化？怎么描述電容器儲存電荷本領的大小呢？教師：哪個小組來分享自己小組的討論結果呢？學生；回答（二）電容1、定義：電容器所帶的電荷量Q與電容器兩極板間的電勢差U的比值，叫做電容器的電容。用C表示電容。教師：引導學生從剛才的類比中說出電容的定義。提問，電容這個物理量是用什么方法定義的。我們還學過其他用比值定義法定義的物理量嗎？學生：比值定義法，密度、壓強、速度、加速度、電場強度等。2、定義式：C=Q/U3、學以致用通過圖像分析電容器的電容與Q和U均無關，并且推出電容的另一個求解公式C=ΔQ/ΔU教師：既然電容器的電容僅取決于電容器本身，到底與電容器的什么性質(zhì)有關呢？因為平行板電容器是最簡單、最基本的電容器，它的電容與它的什么特性有關呢？演示：觀察平行板電容器，并演示。學生：正對面積、板間距等。教師：介紹靜電計的基本構造和作用，用來測量電勢差。合作探究二：觀看演示視頻，并定性的得到電容器電容的影響因素與其電容間的有什么關系？自由討論。學生：（1）d增大，U增大，根據(jù)，Q不變，知C減小?？傻胐越大，C越小。（2）S減小，U增大，根據(jù)，Q不變，知C減小?？傻肧越大，C越大。（3）極板間插入電介質(zhì)，兩極板間電勢差U減小，根據(jù)，Q不變，知C增大?？傻?，插入電介質(zhì)，C增大。教師：進一步的實驗表明，電容器的電容C與板間距d成反比，與極板正對面積成正比，插入電介質(zhì)后電容器的電容變成原來的εr倍。（三）平行板電容器的電容其中，d為極板間距、S為極板正對面積、εr為電介質(zhì)的相對介電常數(shù)，k為真空中的靜電力常量。學以致用：分析電容器充電完成后，與電源相連和與電源斷開的區(qū)別。能夠分析電容器的兩類基本問題，（1）和電源保持相連，極板間電勢差保持不變；(2)與電源斷開，電容器的帶電量保持不變。（四）常見電容器展示常見電容器，觀察可變電容器的改變原理，指出電容器的額定電壓。三、課堂小結和學生共同回顧本節(jié)課的主要內(nèi)容，和目標達成程度。1、電容器和水容器類比，得出二者的同特征。2、電容器的電容比值定義法定義物理量的特點，表示電容器本身的特征。3、平行板電容器的電容控制變量法，結合演示實驗和電容的定義式，定性分析電容和影響因素間的關系?？梢杂妙愃频姆椒ê退枷胩骄繂栴}。4、常見電容器設計意圖物理與生活密切相關，建立物理概念從現(xiàn)實生活引入，與以后知識建立聯(lián)系。生活中電容器隨處可見，電器中的電容器是三大電學元件之一，使學生感受到電容器就在自己身邊。電容器的充電和放電較為抽象，演示實驗，增強感性認識，有助知識的生成。認識能量的轉化和電流的做功。容器的共性，類比的方法找到描述電容器儲存電荷本領大小的物理量。學生對問題的討論有助于建立概念，和概念的生成。對形成正確的處理問題的方法和清晰表達有一定幫助。比值定義法定義的物理量，反映物質(zhì)本身的屬性，電容也不例外反映的是電容器本身的屬性。運用類比法研究加深對電容的理解。再次強調(diào)電容器的電容僅取決于電容器本身，與Q和U無關。先猜想后驗證是物理學研究中的常規(guī)思維方法，控制變量法也是物理學研究中的重要方法。通過實驗演示，有利于學生對平行板電容器的構造及工作原理的理解。從直接經(jīng)驗獲取的信息更容易信服，并且有利于學生透過現(xiàn)象看本質(zhì)，分析現(xiàn)象背后的規(guī)律和本質(zhì)聯(lián)系。通過平行板電容器公式和電容定義式的應用，加強對電容公式的理解，進一步提升分析問題解決問題的能力。對常見電容器的觀測，幫助學生對電容器建立比較直觀的形象。作業(yè)1、題組訓練10，其中10、12題為選做題、2、找一找廢棄家用電器中的電容器，并試著讀出電容和額定電壓，了解電容器在生活中的應用。板書設計一、電容器1、構造2、電容器的充、放電二、電容1、定義2、定義式三、平行板電容器四、常用電容器教材分析本節(jié)課是在靜電場相關知識和力學知識的綜合應用，在本節(jié)課之前，學生已經(jīng)學習了靜電場的基本知識和力學相關內(nèi)容、功能關系等相關知識，為本節(jié)的解決生活中的實際問題奠定了一定基礎。但是電容器對于學生而言還是相對陌生的，對電容器的充放電、電容等理解也有一定難度，需要學生具備一定的抽象思維和想象能力。學生在思考問題和解決問題時，需要有一定的憑借，逐步從形象思維過渡到抽象思維，在教學中需要多運用實驗或演示，或類比的方法，幫助學生建立直觀的形象，并盡量和已有知識發(fā)生聯(lián)系，引導其對知識順利發(fā)生正向遷移。在合作與交流中分析論證、歸納總結，建構學科知識結構。學生經(jīng)過必修1和機械能守恒定律的學習，已經(jīng)具備一定的分析問題、解決問題和歸納總結的能力，但是對問題和現(xiàn)象的理解和分析，還具有一定的表觀特征，不能準確的從本質(zhì)上把握規(guī)律。在分析和解決實際問題時，對物理量之間的關系不能做出快速的反應，一定程度上依賴教師的講解或教科書的文字表述，教學中應該注重培養(yǎng)學生獨立思考，準確把握物理量之間關系的能力。效果分析電容器的電容是本章前面各節(jié)內(nèi)容之間以及力學知識的綜合，本章靜電場既是電磁學知識的基礎，又是光學等其他物理學知識的重要基礎。此前，學生已經(jīng)學習了電場強度，電勢、電勢能及力學等相關知識，所以本節(jié)課的綜合性強。電容器的電容是本節(jié)課的教學重點，也是教學難點。因此，如何突破這一重點、難點，需要從學生的實際出發(fā)，緊密聯(lián)系生活實踐，建立和已有知識間的聯(lián)系，充分利用類比、推理的方法促進概念的生成。本節(jié)課采用與圓柱形水容器類比的方法，充分發(fā)揮學生認識的主觀能動性，開展小組交流與合作探究的教學模式，力圖使學生先接近或得到電容的定義。強調(diào)比值定義法定義物理量的特點，幫助學生迅速把新知識歸類匯總，加強對當堂課基本概念及其特征的掌握。平行板電容器的電容是本節(jié)課的又一難點，本節(jié)課設計分三步由淺入深，逐步加深對平行板電容器電容的掌握。首先，用展示平行板電容器，分析得到可能影響平行板電容器電容的因素；其次，通過觀看演示實驗視頻，借助電容器電容的定義式，得出其電容與影響因素的定性關系，進一步準確引入平行板電容器電容的決定式；最后，設計相關的練習，從電場強度、電勢差、電勢能、電場力做功等方面加深對平行板電容器電容的理解。從效果上分析，本節(jié)課的重點和難點能夠順利突破，幫助學生掌握所學基本內(nèi)容，學生課堂練習和掌握情況說明對基本內(nèi)容掌握比較到位。由于課時的限制，進一步的關于電勢能和電場力相關的練習放在課后。教材分析本章是選修3系列的第一章，是高中階段電學內(nèi)容的開始。這一章的內(nèi)容是高中階段的基礎內(nèi)容之一。它既是電磁學知識的基礎，又是光學等其他物理學知識的重要基礎。本章的核心內(nèi)容是電場的概念及描述電場特性的物理量。本節(jié)課，電容器的電容是前面各節(jié)內(nèi)容之間以及力學知識的綜合。電容器是一種重要的電學元件，有著廣泛的應用。學生已經(jīng)學習了研究電容器需要涉及的電勢能、電勢差、電勢、電場強度、電荷量等物理量。所以，本節(jié)教學的核心是應用靜電場的有關知識研究電容器，根據(jù)課程標準和實際情況，建議進行一課時教學。電容的概念是本節(jié)的重點，也是難點。電容是一個用比值定義法定義的物理量，前面已經(jīng)多次學習比值定義物理量的方法。引出這一定義的關鍵，是要讓學生知道電容器所帶的電荷量與兩極板間的電勢差成正比，該比值反映電容器本身的性質(zhì)。本節(jié)課采用類比法，先分析圓柱形水容器的儲水量和水位差之間的關系，引出圓柱形水容器儲水能力的性質(zhì)，進而和電容器比較，形成知識的正向遷移。利于培養(yǎng)學生分析問題的能力。平行板電容器的電容影響因素是本節(jié)內(nèi)容的又一難點，平行板電容器是最簡單、最基本的電容器，研究平行板電容器的電容對理解電容的定義會有很大的幫助。本節(jié)課利用演示實驗，同學生一起觀察了平行板電容器兩極板間的電勢差隨板間距和正對面積、電解質(zhì)的變化而發(fā)生變化的情況，并且借助定容的定義式C=Q/U定性得出電容和影響因素的關系。評測練習1、如圖所示，四個圖象描述了對給定的電容器充電時，電容器電量Q、電壓U和電容C三者的關系，正確的圖象有()2、有一充電的平行板電容器，兩板間電壓為3V，現(xiàn)使它的電荷量減少3×10-4C，于是電容器兩板間的電壓降為原來的eq\f(1,3)，此電容器的電容是多大？電容器原來的帶電荷量是多少？若電容器極板上的電荷量全部放掉，電容器的電容是多大？3、(多選)如圖所示,電路中A、B為兩塊豎直放置的金屬板,G是一只靜電計,開關S合上后,靜電計指針張開一個角度,下述做法可以使指針張角增大的是()。A.使A、B兩板靠近一些B.使A、B兩板正對面積錯開一些C.斷開S后,使B板向右平移拉開一些D.斷開S后,使A、B正對面積錯開一些4、如圖，兩塊大小、形狀完全相同的金屬板平行放置，構成一平行板電容器，接通開關，電源立即給電容器充電，以下正確的是（）。A.保持S接通，減小兩極板間的距離，則兩極板間的電場的電場強度減??；B.保持S接通，在兩極板間插入一塊電介質(zhì)，則極板上的電荷量增大；C.斷開S，減小兩極板間的距離，則兩極板間電勢差減??；D.斷開S，在兩極板間插入一塊電介質(zhì)，則兩極板間電勢差增大5、如圖所示，已知平行板電容器兩極板間距離d=4mm，充電后兩極板間電勢差為120V，A板帶正電．若它的電容為3μF，且P到A板距離為1mm．求：（1）電容器的帶電荷量；（2）一個電子在P點具有的電勢能；（3）一個電子從B板出發(fā)到A板獲得的動能。課后反思本節(jié)課是本章前面各節(jié)內(nèi)容的綜合，涉及的知識稍多，包括電荷量、電場強度、電勢、電勢差、電勢能和功能關系。電容器也是一個相對陌生的概念，對于電容器的電容則比較抽象，學生直接理解起來比較困難?；谶@個特點，教學設計上把電容器和水容器作了類比，希望能夠順利突破第一個難點，所以此處安排了一次學生合作探究活動。把電容器的電荷量Q、極板間的電勢差U分別和水容器的儲水量V和水位差h作類比，得出電容的定義，并且強調(diào)比值定義物理量的特點。接著安排練習，學以致用，加深對C、Q、U三個物理量之間關系的理解。從電容器電容與Q和U無關，引出平行板電容器的電容，影響因素及和影響因素的關系，通過觀看探究影響平行板電容器電容的影響因素視頻，提出問題。讓學生思考平行板電容器的電容和所觀察到的現(xiàn)象之間的聯(lián)系，學生能夠利用電容的定義式定性的分析平行板電容器的電容與其影響因素之間的定量關系。以當堂練習的方式引出平行板電容器中的兩類問題：（1）電容器保持和電源相連，電容器極板間電勢差保持不變；（2）電容器和電源斷開，不放電的前提下，電容器的帶電量不變。最后，對電容器觀察，使學生直觀認識電容器。從教學效果上看，能夠完成本節(jié)課的教學目標，順利突破了本節(jié)課的教學重點、難點。學生參與度較高，課堂練習效果比較明顯。但同時也存在不足之處，從時間安排上略顯倉促，造成平行板電容器，練習不夠充分，沒有能把有關電勢能和電場力做功的相關知識練習到。如果能再多和學生互動，把時間更多的放給學生，教學效果應該會更好一些，在今后的教學工作中一定更加努力，把每一堂課上好。課標分析《普通高中物理課程標準》強調(diào)，培