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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-阜阳
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-阜阳市第三中学
第一章 静电场
第8节 电容器的电容的教学设计
教案背景：
在本节课的活动中，教师将单纯的知识传授转换为以教师为主导，以学生为主体的双主课堂。教师在教学中，努力创设适宜学生活动的环境和条件，引导学生分析问题、解决问题，并教会学生学会利用网络学习。
教材分析：
本节学生会认识电容器这个电学的元件。知道电容器的构成要素、特点和描述电容器的物理量，及常见的电容器，其中平行班电容器的电容在高考中出现的频率最高。另一方面，实际生活中许多电器中都会用电容器，所以本节内容是教学的关键。
根据本节内容的特点和学生的思维认知特点，本节的教学重点定位于对电容概念的理解应用上，先通过DIS实验演示电容器的充电和放电过程，然后用类比的方法提出电容的概念，教学难点定位于，研究影响平行板电容器电容大小因素的实验探究。
教学方法：
为了提高学生学习的兴趣，本节从实际出发引入新课，同时在本节的教学中采用观察法、讲授法、类比法、探究实验法、互动探究法、网络搜索法使学生从各个角度充分认识电容器，可以很好地突出教学重点、突破教学难点。
教学目标
（一）知识与技能
1、了解电容器的构造和常用电容器。
2、知道电容器充电和放电过程是能量转化的过程。 3、理解电容的定义式，并会进行相关计算。 （二）过程与方法
1、通过影响平行板电容器电容因素的实验探究过程，体会其中蕴涵的物理方法：控制变量法，能够对问题进行定性分析、定量分析等；
2、能够利用互联网搜索学习新知识。 （三）情感态度与价值观
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。
教学过程：
【引入新课】教师用课件展示互联网链接图片电脑主板、音响主板等。这么多的电器中用到了电容器，电容器是什么样的元件？实际展示一个电容器，它到底有什么功能呢？请两个男生到讲台，手拉手体验电容器放电过程。从而得出电容器是可以储存电荷的容器。
（一）电容器
[教师活动] 出示一纸质电容器并将其拆开，请大家观察它的构造。 学生汇报观察结果：该元件有两片锡箔(导体)，中间是一层薄纸(绝缘)。 课件展现
[教师板书] 任何两个彼此绝缘又相隔很近的导体，组成一个电容器。
[教师活动] 为什么刚才展示的电容器的锡箔纸那么长，两锡箔纸之间的绝缘纸那么薄？设置悬念。
[教师演示] 利用直流电源、电路板上的电容器、单刀双掷开关、数据采集器、电流传感器以及DIS软件，展现电容器充放电过程中的电流随时间的变化关系
让学生观察充电和放电过程中的电流特征
[学生总结] 充电过程，电流是短暂。
[教师点拨 并进行原理说明]
1．将电容器两个极板带上等量异种电荷的过程，这个过程叫充电。
2．用导线将充电后的电容器两极接通，两极失去电荷的过程，这一过程叫放电。
注意：我们把一个极板所带电荷量的绝对值叫电容器的所带电荷量Q。
[问题讨论] 电容器能够储存电荷，如何表示电容器储存电荷的本领？不同的电容器储存电荷的本领是否相同？
[类比探究] 水杯可以盛水，可称为水容器。物理学中用电容表示电容器储存电荷的本领。 【教师板书】
（二）电容
1.电容的物理意义：表示电容器储存电荷本领的物理量。
[学生活动] 如何分析水杯存储水的本领，先独立思考，然后再小组讨论回答下题。 学生思考后回答：可用水量比深度来判断水杯存水的本领。
[学生活动] 先猜想如何表示电容器的电容，然后阅读课本相关内容。 学生回答：电荷量与电压的比值来表示。
[教师总结] 可用电容器所带电量与两板间电压的比值来描述电容器容纳电荷的本领。 学生活动：利用互联网搜索学习电容器的电容与容器所带电荷量Q、电容器两极板间的电势差U的关系是怎么得出来的。思考C与Q、U有关吗，C由Q、U决定吗？ 学生思考后回答：C不由Q、U这些外界因素决定，因为C由电容自身决定。 [教师板书]
电容器所带电荷量Q与电容器两极板间的电势差U的比值，叫做电容的电容。 比值定义式：C=Q/U，C不由Q、U决定
物理意义：电容是表示电容器容纳电荷本领的物理量 单位：法拉 符号：F 1F＝C/V 1F＝106
μF＝1012
pF
[学生活动] 电容器的电容与极板间的电压、极板所带的电荷量无关，那与什么因素有关呢？下面我们以平行板电容器为例来研究一下。 [教师板书]
(三)平行板电容器的电容
[学生活动] 猜想平行板电容器的电容可能与什么因素有关？
学生回答：可能与极板面积、板间的距离、两板间的绝缘物质有关。 [学生活动] 思考用实验如何来探究电容跟这些因素间的关系？ [师生总结] 采用控制变量法。
介绍静电计：静电计是在验电器的基础上制成的，用来测量电势差。使用时把它的金属球跟一个导体相连(或者同时接地)，从指针的偏转角度就可以测出两个导体问的电势差。
[学生分组实验探究]
甲、保持极板上的电荷量Q 、S不变，改变平行板两极板的距离d 现象：d↓ 偏角↓ U↓ C↑
d↑ 偏角↑ U↑ C↓
乙、保持极板上的电荷量Q 、d不变，改变平行板两极板的正对面积S
现象：S↓ 偏角↑ U↑ C↓
S↑ 偏角↓ U↓ C↑ 丙、保持Q、S、d都不变，两极板间插入绝缘介质
现象：插入电介质 偏角↓ U↓ C↑ 从理论角度进行定量研究，表明： 当平行板电容器两极板之间是真空时，kd
S
C4
； 当板间充满同一种介质时，电容变大为真空时的r倍，即kd
S
Cr4
回扣前面的设疑，为什么刚才展示的电容器的锡箔纸那么长，两锡箔纸之间的绝缘纸那么薄？增加电容器的电容。
[学生活动] 阅读课本，了解几种电介质的介电常数。
(四)常用电容器
[学生活动] 阅读课本认识常见电容器，了解它们的构造和特点。 常见电容器：
固定电容器，如聚苯乙烯电容器和电解液电容器。
可变电容器，通常是通过改变正对面积或改变极板间距离来改变电容的。 [学生活动]展示电容器的表面参数，认识额定电压。 电容器的重要参数：
(1)击穿电压：电容器两极间电压超过某一数值，电介质被击穿，电容器损坏，这个极限电压为电容器的击穿电压。电容器正常工作时的电压应低于击穿电压。
分析 C=Q/U
结论
C与d反相关
分析 C=Q/U
结论
C与d正相关
分析 C=Q/U 结论 C与电介质有关
(2)额定电压：电容器长期工作时所能承受的电压，额定电压低于击穿电压．
(五)课堂小结
1.学科素养：通过实验，感受电容器的充电和放电过程
用类比的方法，比值定义电容
用控制变量法探究平行板电容器电容的影响因素
2．储存知识：电容的定义式：C=Q/U 平行板电容器的决定式：kd
S
Cr4
（六）小试身手
1.下列关于电容器的说法中，正确的是 ( ) A．电容越大的电容器，带电荷量也一定越多 B．电容器不带电时，其电容为零
C．由C＝Q/U可知，C不变时，只要Q不断增加，则U可无限制地增大 D．电容器的电容跟电容器是否带电无关
2.一平行板电容器始终与电池相连，现将一块均匀的电介质板插进电容器恰好充满两极板间的空间，与未插电介质时相比 ( )
A．电容器所带的电荷量增大 B．电容器的电容增大
C．两极板间各处电场强度减小 D．两极板间的电势差减小
(七)作业：
通过互联网搜索：
了解超级电容汽车。制造超级电容器会遇到哪些困难？有何途径可以解决？请同学们也提出自己的方案并查找相关资料印证。
教学反思：本节内容与实际结合较为密切，但是由于时间有限，不能很好地使学生充分的
理解电容的工作原理及电容器的应用，不过由于网络的便捷性，有兴趣的学生可以利用网络搜索来进行下一步的学习。正向的，放电过程电流是负向的，而且充放电过程电流都很
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