2022年物理粤教版高二级选修31第一章第7节教学设计2 .pdf

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1、第七节了解电容器广州市南武中学谈妍青【教材分析】“ 了解电容器 ” 这一节内容，是后面学习LC 振荡电路的必备知识，是进一步学习交流电路和电子线路的基础，关于电容器的知识，大多数学生都很陌生，而电容器的充电、放电和电容概念，既重要又非常抽象，是高中物理教学难点之一。运用演示实验讲授这一课，使“ 电容 ” 这一抽象概念变得直观、具体，学生易于理解和接受，学生的观察能力和抽象思维能力也得到了培养和提高。一 教学目标1. （一）知识与技能1、知道电容器的基本结构，认识常见的电容器及其在实际中的应用；2、了解电容器充电和放电过程；3、理解电容器电容的概念；4、理解决定电容量的因素。（二）过程与方法1、

2、观察电容器的结构和电容器的充电和放电过程过程，认识实验在物理学研究过程中的作用；2、定义电容器的电容，加深对比值法的认识；3、经历决定电容因素的探究过程，尝试用科学探究方法研究物理问题。（三）情感态度与价值观1、通过决定电容因素的探究活动，培养学生参与科学探究活动的热情和实事求是的科学态度；2、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。二 教学重点难点电容的概念及电容的引入，影响电容器的因素。三 教学过程新课引入打开调频收音机，调节调频旋钮调台。设问： 1、我们是通过调节的那些电学元器件来实现收不同的频道的呢？2、摄影光线不足，你一定知道用闪光灯。可你知道闪光的能量是从哪里来

3、的呢？引入：我们调节的是一个叫电容器的电学元器件，闪光的能量来自电容器。电容器的使用很广泛，今天我们就来学习并了解一下电容器。新课讲解一.识别电容器通过观察与思考了解电容器及其构造实物展示：将一个纸制电容器轻轻展开，让学生观察元件结构，识别绝缘层和极板。电容器中将两片锡箔纸作为电容器的两个极板，两个极板非常靠近，中间的绝缘层用薄绝缘纸充当，分别用两根导线连接两极这就是纸制电容器的结构。学生讨论：两片锡纸是导体，但是是彼此绝缘的。老师总结：两个彼此靠近又相互绝缘的导体便构成了电容器。实物展示：平行板电容器老师总结：平行板电容器是最简单的电容器，我们今天就通过平行板电容器来了解电容器这样一种电学精

4、品资料 - - - 欢迎下载 - - - - - - - - - - - 欢迎下载 名师归纳 - - - - - - - - - -第 1 页，共 5 页 - - - - - - - - - - 元器件。二、电容器的充放电电路图（如图1）提出问题：如果将单刀双掷开关拨向a，灯泡会亮吗？学生回答：不会，两块金属板是绝缘的。实验演示：当我们单刀双掷开关拨向a，我们发现， 灯泡闪亮一下后又熄灭了。老师分析：灯泡闪亮，说明电路当中发生了电荷的定向移动，移动的电荷无法通过电容器，聚集在电容器的极板上， 这样电容器的两极板就带上了等量异种的电荷，我们把这一过程，叫电容器的充电。提出问题：那么为什么电流很快

5、就减小为零了呢？PPT 演示：如图 2 提出问题：如果两块极板上，带上了等量的异种电荷，它们之间会形成什么呢？学生回答：两块极板之间形成了电场。老师分析：因为电场的存在，使得两块极板之间形成了电势差，当极板间的电势差和电源两端的相等的时候，电路中电荷的定向移动便停止了，充电过程也相应停止。提出问题：电容器充电结束，此时我们把开关拨向b，灯泡会亮吗？学生回答：会的，当开关拨向b 后，电容器两极板的异种电荷相互中和，形成电荷的定向移动，形成电流。老师总结：我们把这一过程叫做电容器的放电，老师总结：充电和放电过程中能的变化：充电后，电源断开，两个极板上都保存有电荷，两板间有电场存在，电源的电能就储存

6、在电场当中，我们称之为电场能a充电过程，电源的电能转化为电容器的电场能放电后，两极板不再有电荷，所以不存在电场，也就没有了电场能b放电过程，电容器的电场能转化为其他形式的能三、电容器的电容提出问题：如果在电容器充电结束后，增大加在电容器两端的电压，电容器两极板的电荷量会发生怎样的变化？学生讨论：如果电容器两端所加的电压增加的话，电路中电荷将发生定向移动，使得电容器两块极板上的电荷量增加。提出问题：电压U 增加，电荷量Q 也增加， Q 和 U 到底是什么关系呢？怎么证明？我们以前遇到过类似的情况么？学生讨论： Q 可能正比于U，也可能正比于U2可以利用图像来证明，在功和速度的关系里面，我们遇到过

7、类似的问题，利用Excel 分别划出 Q-U，Q-U2等图线，得出关系。提出问题：要划出图像，必须先得到一组相应的数据，电压U 比较容易测量，电荷量Q 怎么办呢？老师分析：我们现有的工具只能利用电流传感器，得出I 随时间变化的图线，怎么得出Q？能不能再次借鉴一下我们学过的方法。学生讨论： 因为 Q=I t ，而我们又可以得到I-t 图线， 我们可以借鉴以前利用 V-t 图线求位移的方法，利用I-t 图线来求得Q。实验探究：电路图如图3 1、 按电路图连接电路；2、 打开 DISLab 中的“电容器的电容”专用软件，开始采集数据，将开关拨向1，当电流减小为零后，再将开关拨向2 ，完成数据采集。然

8、后选定充电（或放电）部分的图像，积分求出面积，填入图 1 图 2 精品资料 - - - 欢迎下载 - - - - - - - - - - - 欢迎下载 名师归纳 - - - - - - - - - -第 2 页，共 5 页 - - - - - - - - - - 表格；3、 改变电源电压，重复2 过程；4、 完成表格，利用Excel 绘制图线，得出规律。U 1V 2V 3V 4V 5V Q 得出结论： Q U Q =C U 提出问题：不同的电容器，比例系数C 一般不相同，能说明什么问题么？学生讨论：说明比例系数C 反映了电容器的某种能力，储存电荷的能力。老师总结：电容器所带的电荷量Q 与电容器

9、两极板间电势差U 的比值，叫做电容器的电容。用C 表示电容。UQC单位：法拉（ F）pFFF12610101*类比理解电容：用不同的容器装水，要使容器中的水深为1cm ，需要的水多，容器的横截面积就大使不同的电容器两板间的电势差为1V，需要的电荷量越多，表示电容器的电容大。四、决定电容的因素现在我们提高平行板电容器来研究提出问题：电容器的电容和哪些因素有关呢？学生讨论：可能和两块极板之间的距离，面积等因素有关。提出问题：电容器电容的变化只能通过UQC获得，我们希望其中一个量不变，通过另外一个量的变化，来反映C 的变化，选择Q 不变，还是U 不变？学生分析：如果选择U 不变， Q 的测量相对比较

10、麻烦，所以选择Q 不变来测量U。老师分析：我们会选择Q 不变来测量U，我们将电容器从电路当中独立出来，这样电荷无法流走，Q 保持一定，但是在这里我们不用电压表或者电压传感器来测量，我们会用一种叫静电计的机器来测量（如图4） 。张角张大，说明U 增大，张角减小，说明U 减小实验验证：a.改变两极板的正对面积S 现象： S 越大，偏角越小，说明静电计指出的电势差U 越小，电容越大b.改变两极板间的距离d 现象： d 越小，偏角越小说明静电计指出的电势差U 越小，电容越大c.保持 Q、S、d 都不变，插入电介质现象：偏角越大，说明静电计指出的电势差U 越小，电容越大说明电介质的插入，平行板电容器的电

11、容会增大U C 结论d 变大C 与距离成反比d 变小S 变大C 与正对面积成正比S 变小插入介质插入介质， C 增大得出结论：影响平行板电容器的电容大小的因素：正对面积S,板间距离d,电介质精品资料 - - - 欢迎下载 - - - - - - - - - - - 欢迎下载 名师归纳 - - - - - - - - - -第 3 页，共 5 页 - - - - - - - - - - 公式kdSC4表示电容器性能的两个重要指标电容器电容。.电容器的耐压值：电容器所能承受的最大电压。（如果超过这个电压，电容器内的绝缘物质将被击穿）例如：简单收音机原理六、小结： 对本节内容要点进行概括七、巩固新课

12、：1、引导学生完成问题与练习。2、复习本节课文，阅读教材内容。1. 构造：2电容定义式 C决定式 C3. 电容的单位： 1F= F = pF 4. 连接特点与电源保持连接的电容器不变充电后断开电源的电容器不变平行板电容器精品资料 - - - 欢迎下载 - - - - - - - - - - - 欢迎下载 名师归纳 - - - - - - - - - -第 4 页，共 5 页 - - - - - - - - - - 文档编码：KDHSIBDSUFVBSUDHSIDHSIBF-SDSD587FCDCVDCJUH 欢迎下载 精美文档欢迎下载 精品资料 - - - 欢迎下载 - - - - - - - - - - - 欢迎下载 名师归纳 - - - - - - - - - -第 5 页，共 5 页 - - - - - - - - - -