【教学目标】
1.知识与物理原理
①知道什么是电容器以及常用的电容器。
②理解电容器的电容概念及其定义,并能用来进行有关的计算。
③知道公式及其含义,知道平行板电容器的电容与哪些因素有关。
④会对平行板电容器问题的动态分析。
2.能力目标
①知道利用比值法定义物理量。
②学会在实验中用控制变量法的实验方法,提高学生综合运用知识的能力。
3.情感目标
结合实际,激发学生学习物理的兴趣。
【教学重点】
电容的概念。
【教学难点】
电容的定义和引入。
对平行板电容器的动态分析。
【教学方法】
启发式、探究式、类比法。
【教学用具】
静电计、平行板电容器、多媒体、电源、导线、电键。
【教学过程】
感知电容器(展示各种各样电容器的图片)
(创设情境,引入新课)电容器在我们当今生活中随处可见,如电脑、电视机、收音机等几乎所有用电器中都有电容器。
电容器的工作分为充电和放电过程。
放影幻灯片,认识充放电过程的特点。
请学生归纳:
充电:极板带电量Q增加。
放电:带电量Q减小。
介绍充电和放电过程中能的相互转化情况,并强调电容器是指一个极板所带电量是指一个极板所带电量的{jd1}值。
请同学讨论电容器工作的特点,并归纳指正,电容器充电时是将电荷贮存,放电时是将正负电荷中和,即放电。
(设计说明:这样让学生更加清楚认识电容器是一种贮存电荷的容器,也是一个储能的元件。)
放影幻灯片:照相机的外置闪光灯,电脑的键盘等都是电容器。
提出问题:电容器储存电荷本领的强弱如何呢?从而引出电容的概念。
二、电容
介绍电容器的电容的定义,并给出电容的定义式,让学生知道这是一种按比值定义物理量的方法。
请向前面学到过哪些按比值定义的物理量(如,均是按比值定义的)请学生回答,并给予指正和评价。
(设计说明:要让学生知道这是一种定义物理量的方法,让学生知道这样对比、归纳地学习物理知识。)
对电容的理解,可以比喻用水桶装水。
提出问题,引导学生思考讨论:电容器带电时有电容,不带电就没有电容。这种说法正确吗?
引导学生思考讨论后,介绍水桶装水时有装水的本领,不装水时也有装水的本领。如同电容器带电时有贮存电荷的本领,不带电时也贮存电荷的本领。因此电容就是用来描述电容器贮存电荷本领的强弱的,与电容器是否带电无关的。就像不同的水桶需要注入不同的水量才能达到相同的水位一样,不同电容的电容器充电到相同电压需要的电荷量也不同。水桶中的水位随水量的增加而升高,电容器两端的电压随电容器的极板带的电荷量的增加而升高。
(设计说明:通过比喻让学生对电容的物理意义理解更加深刻,比直接介绍式灌输效果更好。
再介绍电容是标量,和电容的单位以及单位的换算关系。
(直接通过幻灯片放出)
⑴定义:电容器所带的电荷量跟它的两极板间的电势差的比值,叫做这个电容器的电容。
⑵定义式:
⑶单位换算:
三、实验探究电容与哪些因素有关
先介绍静电计的装置,并让学生观察静电计与验电器的区别,弄清楚静电计是干什么用的仪器。
有同学提问:为什么不直接用伏特表测电容器的两极的电压呢?给予正面回答:如果直接用电压表来测量,那么电容器两极板就要放电,正负电荷会中和,故不能用电压表来测量。
(设计说明:这样创设情境、提出问题、引发思考,经过这样的过程让学生知道静电计的构造及用途。)
开始做这个实验,强调所用的实验的方法是控制变量法。请两个同学上讲台,一个同学按书本要求操作,一个同学在近处观察静电计的变化情况,然后再找同学分析、归纳实验结论。{zh1}老师作评价并将实验结论归纳出来。
此实验分为三步,{dy}步只改变正对面积S,第二步只改变板间距离d,第三步在两板插入介质,实验结束,要强调该实验受环境影响较大,要注意保持实验环境干燥。
保持Q和d不变,S越小,电势差U越大,表示电容C越小。
保持Q和S不变,d越大,电势差越大,表示电容C越小。
插入电介质后,电势差U减小,电容C增大。
综上所得结论:
(设计说明:这样让学生自己探究,进一步掌握利用控制变量法的实验方法,同时培养了学生认真观察,团结协作的科学精神。)
应用举例:
(利用幻灯片直接将题目放出)
例1:将一个电容为12PF的平行板电容器接在一个3V的电池上。
⑴电容器每个极板所带的电荷量是多少?
⑵保持与电池的连接,使两极板间的距离减半,每个极板的电荷量以是多少?
⑶断开与电池的连接后,使两极板之间的距离减半,两极板间的电势差是多少?
讲解分析过程。并在幻灯片上放出正确解答过程。并强调高考中出现的热点的问题,可能出现类似的题型,请同学们掌握方法,并归纳电容器的两种接法,以及处理方法。
再介绍一下电容器的分类,以及额定电压和击穿电压的概念。
【课堂小结】
本节课我们学习了电容的概念,以及用实验方法探究了电容与哪些因素有关。 |