电容器的电容教学设计和教学反思

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教学设计

基本信息

名称

《电容器的电容》





执教者

赵某某

课时

1





所属教材目录

高中物理选修3-1第一章第八节《电容器的电容》



教材分析

本课题选自高二物理普通高中课程标准实验教科书选修3-1，第一章第八节。《电容器的电容》是学完匀强电场后的一个重要应用，也是今后学习电容器在交流电路中的作用的基础，在教材中起承上启下的作用。新教材中《电容器的电容》一节把电容器的电容概念和平行板电容器两部分内容编排在一起，形成两个重点,课堂容量大，难点集中。



学情分析

在知识储备方面学生已经学习了研究电容器需要涉及的电势差、电场强度、电荷量等物理量，但在空间想象和问题本质的分析等方面还较为薄弱。在认知能力方面学生在日常生活中能见到电容器但对电容器的功能和性质是陌生的，难以理解电容器的概念及电容器电压和电荷量的关系。如何培养学生应用所学知识解决新问题的能力，在本节课应有所体现。



教学目标

知识与能力目标

1、知道电容器是一种重要的电学元件并了解常见电容器的构成；

2、知道电容器的作用和储电原理，及充放电能量转化关系；

3、学生理解电容器电容的概念并能用电容定义式解题；

4、探究平行板电容器的电容与哪些因素有关，有什么关系，使学生掌握平行板电容器的决定式并能运用其讨论有关问题





过程与方法目标

通过本节教学，培养学生的科学研究能力、实验观察能力和抽象思维能力





情感态度与价值观目标

 电容器两极板带等量异种电荷，体现物理学中的对称美；渗透了事物的本质由自身的因素决定，即内因决定，不由外因决定的观点



教学重难点

重点

电容的概念及决定电容大小的因素





难点

 电容的概念，电容器的电量与电压的关系，电容器的充放电过程



教学策略与 设计说明

为了提高学生的学兴趣，本节以实际生活中的电容器的展示以及应用引入新课，在教学过程中采用了观察法（如电容器的构造，形象直观），讲授法（用以解除学生疑惑）、类比法（电容的定义类比电场强度的定义，两者均采用了比值定义法，类比水容器盛水能力）、探究实验法（电容器的充放电过程）、互动探究法（电容的概念引出时，为增强学生好奇心，设计问题进行探讨研究）



教学过程



教学环节（注明每个环节预设的时间）

教师活动

学生活动

设计意图





引入新课：2分钟

电容器的构造：3分钟

电容器的充放电：3分钟

互动探究:

10分钟

电容概念总结：3分钟

3分钟

4分钟

2分钟

2分钟

当堂检测:

5分钟

（一）引入新课

像机的闪光灯为什么能闪出耀眼的光？

舞台的频闪灯的闪光原理是什么？

【课件展示】：几种不同规格、型号、外型的电容器。

电容器是电气设备中的一种重要元件，在电子技术、电工技术中有很重要的应用。

【图片展示】电视机、VCD的内部电路里的电容器。

除了电视机、VCD外，电风扇、日光灯、收音机、等电器中也有广泛的应用。本节来认识电容器及其相关问题。

【实物展示】每组学生分发几种不同规格电容器。

(二）进行新课

一、电容器

电容器的构造：

【课件展示】：一个电容器，并将其拆开，让大家观察它的构造。

【引入电容器的概念】：类似这样，在两个相互靠近的导体中间夹上一层绝缘物质就构成一个电容器。这两个导体叫做电容器的两个极板，中间的绝缘物质叫电介质。

【提问】：两个平行金属板夹上一层绝缘物质能否构成一个电容器？

【过渡】：电容器的构造我们了解了，它又是怎样容纳电荷的呢？

2．电容器的充、放电

【动画演示】电容器的充、放电过程。

[学生探究活动]

带着问题我们一起来观看视频。

问题：充放电时电路中电流计指针有怎样的反应？充电完毕，极板上带电情况如何？能量如何转化？

【补充说明】：我们把一个极板的带电量的绝对值叫做电容器所带的电荷量。

【过渡】：电容器能无限地储存能量吗？

电荷能无限地充入电容器吗？

二、电容

【课件图片展示】：类比水容器盛水本领

既然电容器的作用是储存电荷，那么我们就把它与盛水的容器----水杯进行类比。

【总结】

水容器 : 容纳水的能力—— 单位深度 水容器所带水量——

【布置探究任务】：探究电容器容纳电荷的本领

问题：对一个结构一定的电容器，给它带上一定的电荷量Q，两极间也就有了一定的电势差U，Q与U能用来表示电容器的储存能力吗？

【进行总结】:

1.实验表明，Q增加为原来的几倍，U也增加为原来的几倍，而两者的比值Q/U，对同一电容器是一定的（这符合我们的要求）。

2.比值大，意味着在相同的电压情况下，能带的电荷量越大，这正能说明其储电能力强。

【电容概念的总结】：

人们通过实验研究发现：对于同一电容器，电容器所带的电荷量Q与电容器两极板间的电势差U成正比，即比值Q/U 是一个常量；对于不同的电容器，这个比值一般不同。那么这个比值表征了电容器储存电荷的特性。人们这样定义：

1．定义：电容器所带的电荷量Q与电容器两极板间的电势差U的比值，叫做电容器的电容，用C来表示。

2．定义式：

3．单位：法拉 简称：法 符号：F 1F＝1C/V 1F＝106μF＝1012pF

4．物理意义：描述电容器容纳电荷本领的物理量。

【提问】怎么理解呢？

电容器：容纳电荷的能力 —— 单位电压电容器所带电荷量——
↓

【结论】

电容在描述电容器的储存本领时就如同水杯的底面积。

【提问】电容C与Q、U有关吗？

【强调】：这是比值定义法。

【回顾】：前面我们用比值定义法定义的物理量有哪些？

【提问】：电容的单位？

三、平行板电容器的电容

【问题设计】：平行板电容器的电容大小与什么因素有关？我们应该用什么方法验证？

【动画实验展示】：

【教师总结】：

1、平行板电容器C跟介电常数ε成　　正比，跟正对面积S成正比，跟极板间的距离d成反比

2、公式：C＝

四、电容器的分类

【课件图片展示、说明】：

【教师总结】：

1、常用电容器从构造上看，分为固定电容器和可变电容器两类.

　（1）固定电容器：电容是固定不变的，常用的是以云母、陶瓷、聚苯乙烯等为电介质的电容器和电解电容器．

（2）可变电容器：电容是可以改变的，一般是以改变正对面积来改变电容的．

五、 电容器上的标称值：电容器上一般都标有电容器的电容和额定电压值

（1）击穿电压：加在电容器上的电压若超过某一限度，电介质将被击穿，这个极限电压称为击穿电压．

（2）额定电压：是指电容器长期工作时所能承受的电压，它比击穿电压要低，电容器上的标称电压是额定电压，电容器在不高于额定电压下工作都是安全、可靠的，不要误认为电容器只有在额定电压下工作才是正常的．

(三)、巩固练习

1、像机的闪光灯为什么能闪出耀眼的光？

2、舞台的频闪灯的原理是什么？



【学生观察总结得出】：该元件有两片锡箔（导体），中间是一层薄膜（绝缘体）。

【学生思考回答】：

构成，这种电容器叫平行板电容器 ，它是一种最简单的电容器。两平行导体板夹上一层绝缘物质（空气也算）构成平行电容器。

学生讨论得出结论：指针摆动方向不一样，两者电流方向相反。与电源正极接触的一个带正电，与负极接触的一个带负电。

学生分组针对问题进行探究并得出定性结论

1.对一个电容器来说，其储电能力应该是一定的，我们找到的这个物理量对这个电容器来说也应该是不变的

2.对一个电容器来说，其储电能力应该是一定的，我们找到的这个物理量对这个电容器来说也应该是不变的。

学生思考：如何把电容器和水容器的容纳本领进行类比

【思考回答】：电容C是电容器本身的特性，不由Q、U这些外界因素决定。

【思考回答】加速度、电场强度

【思考回答】在国际单位制中单位是法拉（F），1F=1C/V

1μF=10-6F， 1XXXXXF=10-12F

【学生交流讨论】:控制变量法

学生观察了解

【学生思考回答】:如何区别击穿电压和额定电压？



引起学生的求知欲

实物的展示与实际生活的联系使学生对电容器充满兴趣。

实物的演示让学生的认识从感性升华到理性。

经历实验过程，增强探究欲望。

老师的提示让学生思考的帆船驶向正确的方向

进行类比法这种物理思想的灌输与训练

动画展示实验形象、易某某、能见性高。激发学生兴趣

1、2题为实际应用题，提高学生生兴趣，与引入呼应，展现物理与生活的紧密联系



课堂小结

2分钟

本节课学习了电容器的构造，充放电过程，以及电容器的电容等概念。通过本节课的学习要了解电容器在生活中的应用，知道电容器充放电的原理和过程，重点掌握电容器的电容这一重要概念。

学生根据教学目标进行梳理。



布置作业

1分钟

书面完成P31“问题与练习”第2、3题；思考并回答第1、4题。



板书设计

电容器的电容

电容器

概念：

充电：

放电：

带电量：一个

电容器的电容

定义式：

单位：F、μF、pF

物理意义:

平行板电容器的电容

决定电容大小的几个因素

平行板电容器的电容公式：

电容器的分类

固定电容器

可变电容器

电容器上的标称值：额定电压、击穿电压





《电容器的电容》教学反思

鉴于《电容器的电容》的内容在理解上较为抽象，且在生活中应用较为广泛，本节课的教学设计思路打破了以往的传统设计，从我对学生的调查询问看，学生对我在本节课中所采取的教学方法相当满意。这节内容从认识电容器的外形入手，通过回顾电阻器与电阻的关系引入电容器与电容的关系，利用类比法得到了电容的定义式，再依据这个式子，用控制变量法研究了平行板电容器，得出了平行板电容器的决定式，最后又研究学习了电容器在生活中的应用。教学过程中结合电容器实物让学生动手操作，注重了理论与实践之间的联系，尽量做到了让学生思考、学生回答问题、学生解决问题，以此来体现在实验探索中求知，在合作交流中学习，实现三维目标的教学。

本节课的成功之处：

一、本节课通过对电容器图片、实际生活中的电容器实物进行展示并加入电容器应用引入新课，学生的认识直观新奇，激发了学生学习的兴趣和热情。本节课常常采用照相机的闪光灯演示导入或用电路板的图片导入，学生印象不够深刻，加入实物以后，学生动手的机会多了，课堂气氛更加活跃。

二、运用科学的教学方法突出了重点和难点。本节引入新课采用了观察法（如电容器的构造，形象直观），讲授法（用以解除学生疑惑）、类比法（本节课的重点是电容的定义式和平行板电容器的运算公式，我主要采用了类比法来解决。用电阻器与电阻的关系类比电容器与电容器的关系，用水杯盛水类比电容的定义式，用平行板电容器的正对面积和距离的变化类比电容的串并联，更加深入浅出，能更好的帮助学生进一补理解和掌握，几次使用类比法的效果都是比较理想的。）、探究实验法（电容器的充放电过程）、互动探究法（电容的概念引出时，为增强学生好奇心，设计问题进行探讨研究。）

三、?知识拓展，深化内容。电容器的充放电过程十分抽象，难于理解，我运用电容器的各种作用帮助学生理解其工作过程，淡化电荷运动的微观部分，增强趣味性。

在讲课的过程中也感到了一些困惑和不足之处：

一、??学生对电容器的认识不足，对于抽象的概念，理解的还是较为困难，导致教师讲解时间长，教师感觉有点曲高和寡，到分组操作时才好一些

二、??学生动手操作时间较短，有的学生觉得意犹未尽，在以后的教学过程中可以适当增加实训时间，甚至把这节课的内容从重点讲解演示调整为分组实验，可能效果会更好。。

三、??学生展示环节不够突出。电容器充放电实验现象不明显，充电时间是瞬间完成的，结合动画效果会更好。学生分为四组，实验器材相同，识别电容器以后需要展示识别出的电容器的型号和数值，组与组之间进行识别与展示，展示时间短，学生集体荣誉感有待加强，在以后的教学中要继续培养。

这是我在对本节教学设计进行实践后的感想和一些粗浅的认识，望指导老师给予批评指正，谢谢！

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