“电容器的电容”教学设计
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一、教学目标
1.理解电容器概念及作用。
2.理解电容器电容的概念及其定义C=,并能用来进行有关的计算。
3.知道平行板电容器的电容与哪些因素有关,有什么关系。
4.知道公式C=及其含义。
二、教学重点
电容的定义式及决定式。
三、教学难点
电容的决定因素及影响。
四、总体设想
1.本节课的教学同生产生活实际联系较多,要多联系电容器的实际应用,提高学生的学习兴趣。
2.本节课实验较多,多给学生创造亲自动手实验的机会,增加感性认识,突破教学难点。
3.让学生自己探究电量与电压的关系,教师引导得出电容器的公式,体现教师主导、学生主体的原则。
4.结合本节课的教学实际与学生情况,增加必要的练习题,以达到巩固知识,拓宽知识的目的。
五、教学方法
类比法、实验探究法、讨论法。
六、教学用具
静电计、平行板电容器、起电机、电容器示教板、电池组、大电容(6v2200μF)、小灯泡、导线。
七、教学过程
(一)引入
认识电容器,学生观察电容器实物。
[实例探究]
教师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)。
电容器的概念:两个相距很近的平行金属板中间夹上电介质就构成一个平行板电容器。
[学生活动]
按图连接电路。
[学生活动]
观察现象,分析规律。充电后的电容再经小灯泡放电,灯泡会闪亮一下,然后熄灭。
[教师点拨,学生汇报]
1电容器的作用即能储存电荷。
2.当电容器的两个极板与电源的两极相连时,电路中有电流通过,使电容器的两个极板带上异种电荷,这个过程叫充电。
3.当用导线把已经充电的电容器两极板连接起来时,导线中也有电流通过,最后使电容器的极板不带电,这一过程叫放电。
(二)电容
[教师点拨拓展]
电容器:储存电荷类比容器储水。
[引申思考]
水杯存水的本领大小由什么来决定?水量越多深度越大,可用水量比深度来判断。电容器储存电荷的本领的决定因素用什么表征呢?
[引入概念]
电容:反映电容器储存电荷的本领,用C表示。
[类比引申]
那电容器储存电荷的特性如何表征呢?是否也同水杯储水一样?一样的话,它涉及的是哪些物理量?
[学生探究]
分别用一节、两节、三节电池做上述图中实验,观察小电珠的亮度变化情况。
用的电池越多,则充电电压越高,电容器存储电荷越多,小电珠越亮。
[师生互动归纳]
1.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。
2.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。
3.公式C=。
4.单位:法拉(F);微法(μF);皮法(pF)。
1F=10μF=10pF。
5.电容器的电容由本身结构决定。
Q=CU?圯Q,由C、U决定。
(三)平行板电容器的电容
[演示]
通过实验确定平行板电容器的电容同什么因素有关。
[探究步骤]
1.投影实验装置
把一已充电的平行板电容器和一静电计相连。
2.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,从指针的偏转角度就可以定性测出两个导体间的电势差。
3.演示并观察现象
(1)保持极板上的电荷量Q不变,改变两极板的正对面积S,S越大,静电计指示的电势差越小。
(2)保持极板上的电荷量Q不变,改变两极板间的距离d,d越小,静电计指示的电势差越小。
(3)保持Q、S、d都不变,在两极板中间插入电介质,静电计指示的电势差减小。
4.分析总结
由C=可知,在Q一定的情况下,U越大,说明C越小。
由a得到:S越大,U越小,则C越大。
由b得到:d越小,U越小,则C越大。
由c得到:插入电介质,U减小,C增大。
理论和实验表明:
平行板电容器的电容C跟介电常量ε成正比,跟正对面积S成正比,跟极板间的距离d成反比,即C=。
[学生活动]
了解几种电介质的介电常数。
(介电常数ε>1)
[投影]分析提纲
1.继续保持电容器的两极板与电源相连接的含义。
2.切断与电源的连接(充电后)的含义。
[师生互动推导]
(1)充电后保持极板与电源相连接的含义是U不变。
由Q=CUC=?圯Q=Q。
由E=E。
(2)充电后切断与电源的连接的含义是电容器的电荷量Q不变。
由Q=CUC=?圯U= U。
由E=?圯E= E不变。
(四)常用电容器
[学生活动1]
阅读课本认识常见电容器,了解它们的构造和特点。
[学生活动2]
结合自主学习实践应用――辨认电容器示教板的各个电容属于哪一类。
[额定电压]
指电容器长期工作时所能承受的电压,比击穿电压低。
说明:电容器上标的是额定电压。
[击穿电压]
加在电容器两极板上的最大限度电压,电容工作时的电压应低于击穿电压。
(五)拓展应用
要使平行板电容器两极板间的电势差加倍,同时极板间的场强减半,下述四种办法中应采取哪种()。
A.两极板的电荷量加倍,板间距离为原来的4倍
B.两极板的电荷量减半,板间距离为原来的4倍
C.两极板的电荷量加倍,板间距离为原来的2倍
D.两极板的电荷量减半,板间距离为原来的2倍
[参考答案]B。
八、课后反思
整节课始终以学生为主体、教师为主导、实验为主线,学生在实验中学到了知识,同时提高了学习兴趣,轻松突破了教学难点,收到了较好的教学效果。
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