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视频标签：电容器的电容
所属栏目：高中物理优质课视频
视频课题：人教版高中物理选修3-1第一章第8节电容器的电容-北农大附中
教学设计、课堂实录及教案：人教版高中物理选修3-1第一章第8节电容器的电容-北京农业大学附属中学
教学目标
知识与技能
1.了解电容器的作用及其构造。
2.知道电容器充放电过程中的电流特点。
3.探究电容器带电量与电势差的关系,理解电容器电容的定义。
4.了解电容器的击穿电压和额定电压的概念。
过程与方法
1. 通过实验感知电容器的充、放电过程。
2. 通过实验探究电容器带电量与电势差的关系,运用比值定义法定义电容。
3.培养学生利用传感器和计算机采集、处理、分析信息的能力。
情感态度与价值观
1、让学生感受物理贴近生活、联系社会,体会科技是第一生产力。
2、培养实事求是的科学精神,形成大胆假设、科学推理、小心求证的科学态度。
2学情分析
学生已经掌握了电势差、电场强度、电荷量等知识,同时也基本掌握了比值定义法、控制变量法、微元思想等研究物理问题的方法。因此,本节教学的核心是应用静电场的有关知识研究电容器,培养学生应用所学知识解决新问题的能力。电容器的充、放电过程和电容概念,是高中物理教学的重点和难点之一,又比较抽象,因此在教学中,可以利用演示实验、学生实验,让学生易于理解和接受,同时培养学生的实验观察能力和科学探究能力。
3重点难点
电容的概念是本节的重点和难点,通过探究电容器带电量与电势差的关系,理解电容器电容的定义。
4教学过程
4.1第一学时
4.1.1教学活动
活动1【导入】新课引入
演示1:感应起电
学生观察
结论:不用直接接触就可以“导电”
演示2:电容器在电路中的作用
磁性电子元件粘贴在黑板上,按电路连接,在空白处接入神秘元件(10000微的电容),将开关K分别接到a、b位置,比较灯泡发光情况。
学生观察
结论:
(1)开关加到a处,灯泡闪了一下,
说明:电路一开始是通的,元件导电;后来又好像断了
(2)开关接到b处,灯泡闪了一下,
说明:电路中好像有“电源”,提供电荷
我们把储存电荷的“容器”——电容器
活动2【活动】电容器的初步认识
(1)广泛应用:
(图片说明)彩电、冰箱、洗衣机、电饭煲、微波炉、音响、闪光灯等等都有电容器。
猜一猜:实物展示电脑主板,大大小小电容有多少个(54个)
(2)最初的电容器:莱顿瓶
莱顿瓶的发明位科学家研究电的现象,提供了很有力保障。
它曾经使700多人同时有被电击的感觉而跳起来,“威力”无比。
富兰克林用它搜集了“天电”,从而证明天电和地电是一回事儿。
他肯定了“起储电作用的是瓶子本身”,“全部电荷是由玻璃本身储存着的。”
后来人们发现:只要两个金属板中间隔一层绝缘体就可以做成电容器
我们所使用的静电感应起电机的两个大瓶子——电容器(展示一个)
(图片中同款起电机是蓝色的圆盘,好看!对美的追求永不止步!)
(3)观察电容器:实物+图片,(实验用的同门兄弟)的内部结构。一个坏的、外壳破裂了、电解质蒸发了的——两个金属箔片之间有绝缘纸,正常情况下再充满液体的绝缘介质,就OK了。
(4)小结并板书:
1、电容器的组成——相互靠近且绝缘的两个导体
2、元件符号:(好像两片金属中间隔开)─┃┃─ =
3、作用:储存电荷
(5)思考:静电计可以看成电容器吗?
活动3【讲授】2、电容器充电（导电）和放电的过程的本质原因
(1)结合实验现象,学生先试着分析“闪亮”“灭”“闪亮”“灭”
① “亮”就有电流,说明电子定向移动,电子应该从负极流向正极,电容器中间是断开的,所以电子从上面极板通过导线通过电源再通过导线来到下极板。(电流方向,电源外部从正极流向负极)上极板因为缺少电子而带正电,下极板因为多余电子而带等量的负电,两个极板带电情况跟感应起电相同,这个过程我们称为充电,电子定向移动形成电流。
②为什么灯会灭?电流呢?电子什么时候就不运动了?什么时候电充“满”了?
根据我们最近学的,电子能够定向运动一定是受到力的作用
——电场力,运动过程中一定有电势差,当电势差为零时,不存在电场,没有力的作用,停止。
即:上极板与电源正极等势,下极板与电源负极等势
说明:极板电荷越聚越多,两极板之间电势差逐渐增大
③又“闪一下”?——放电,电流方向…
④“灭”——电荷没有了,没电了
两次“亮”不一样,电流方向不同
两次“灭”也不同,一次断路,一次没电(源)了。
动画演示,并板书:
4、电容器充放电的过程:电子的转移
“闪亮”——正向电流——充电≈用电器
“ 灭 ”——“满”等势——稳定≈断路
“闪亮”——反向电流——放电≈电源
“ 灭 ”—— U=0 ——没电了≈“无用”
注:电容器所带电量是指一个极板所带电量的绝对值。
(2)学生活动:
请在电路图中,画上电容器的符号,标明充电电流I1方向和放电电流I2方向。分别用“+”“-”标明两个极板所带电荷性质。
活动4【讲授】3、测量电容器的i－t图像，分析含义
(1)用什么测电流?
介绍一款神器——电流传感器+数据采集器+电脑
用黑板上的电路图,将灯泡改成滑动变阻器
(2)实验
得到一个I-T图像,分析含义(充电、等势断路、放电)
(3)图像含义,
除直接含义,还有没有其他含义?比如面积?
观察横坐标、纵坐标的标度,计算一个格的面积
类比v-t F-x a-t
用电脑积分,验证充电电荷量=放电电荷量
(4)实验:
如果改变放电负载,电流大小不对应,但“面积不变”
活动5【讲授】4、研究电容器的特性
(1)基本思路:从它表现出的性质来研究
(2)研究电容器应该测量哪些物理量?——Q、U
电路中,我们能测量的是哪些物理量?——I、U
Q与I有什么关系吗?
(3)实验:继续刚才的实验
①改变电压6次,一个同学改变电源电压值,老师电击屏幕,说“开始”一个控制开关“充电、放电”
②每次记录电压值、及对应的电荷量
③处理数据方法:画图像最直观
比赛:学生手画、老师用电脑绘图
④观察图像,得出结论
(4)定义电容并板书:
1、定义式: C与Q、U无关,由电容器本身决定
2、 单位:
3、物理意义:表征存储电荷的本领
(5)思考:静电计的张角大说明电荷量大,还可以说明什么?
活动6【练习】5、巩固练习：计算电容
右图是通过电流传感器的测量数据绘制出的电容器放电电流随时间变化图线。在实验电路中,电容两极电压为8V。请根据图像估算电容器所带电量及电容。
活动7【作业】课后作业
1、练习册相关问题
2、上网查阅自己感兴趣的电容器的知识。
3、可以自制电容器。
视频来源：优质课网 www.youzhik.com
