人教版选修3-1 第一章 第8节《8电容器的电容》教学设计.doc

人教版选修3-1 第一章 第8节 《8.电容器的电容》 教学设计 浙江省温州中学 徐海龙 一、教学任务分析 1、知识与技能 了解电容器的作用及其构造 理解电容器充放电过程中的电流方向及能量转化 探究电容器带电量与电压之间的关系，深刻理解电容器电容的概念 研究并理解平行板电容器的电容与哪此因素有关 了解电容器的分类，可变电容器的变化原因，以及击穿电压和额定电压的概念 2、过程与方法 比值定义法是物理学中经常采用的方法，培养学生掌握用数学工具描述物理量之间的关系的方法。 合理猜测(实验验证，掌握控制变量法在多因素相关实验中的使用,培养学生的迁移类推能力、动手实验能力。 培养利用现代计算机技术获取、加工、分析科学实验数据的基本科学素养。 3、情感、态度与价值观 借助已有的认知知识与方法，类比迁移到解决不熟悉问题，培养学生形成自我学习能力。 树立正确对待实验数据的科学态度，大胆假设，小心求证。 通过了解超级电容器在上海11路公交车上的应用，感受到科学技术是第一生产力，科技改变生活的价值体验。 二、教学过程提纲 电人碗游戏引课 通过水容器能储存水资源，引出电荷也需要有容器来储存。 由两金属碗加塑料薄膜构成自制电容器。通过PVC摩擦毛皮使金属碗带电，通过学生亲自感受电人碗所带来的威力，了解电容器的构造及符号，了解极板及电介质的作用。 观察充放电现象 探究电容器带电量 通过额定电压为380V的电容器充电与放电，使学生直观了解到充电与放电的概念。将电容器接通电源，两极板带上等量异种电荷的过程，叫充电。将两极板相连，正负电荷中和的过程，叫放电。充电的过程电容器从电源处获得了能量，以电场能的形式储存起来；放电的过程则是电容器的能量向外释放。 设计一个电容器充放电电路板，使用DES数字实验系统实时监测电路中的电流与电压。并将电路中的电路变化情况实时反映在计算机中。 引导学生观察电路中的LED灯哪个亮，进一步判断充电电流的谢方向。充电电流随时间非均匀减少，并最终减小到0，所以灯也就不亮了。电容器两端的电压也是非均匀增加，最后到一个稳定值。电容器充电完毕，哪究竟充进去多少电呢，也就是说电容器带上多少电荷量呢？ 在观察充电电流I与时间的关系图后，引导学生认识到我们可以设想把它分割成若干份长条形的面积，对每块条形区进行累加，即Q= I1*t1+I2*t2+….. ，只要我们分割的足够细，就可以求出。这就是图线与横轴包围的面积。这就是微元法的思想。而利用计算机可以轻易地在0.1s内用微元法把这块面积求出来。 探究能表征电容器容纳电荷本领的物理量 引导学生思考，利用这种方法测出电容器两端的电压和所带电荷量后，请大家观察这组实验数据，电容器充电时，随着充电电压的升高，充进去的电量也越多。可是Q－U是一次线性关系？还是二次方程，或是指数方程？或是别的函数关系呢？需要应用数学手段来处理。很显然，作图是很直观的。一次函数是直线，二次函数是抛物线，不同的函数有不同的曲线类型。 针对两只不同电容器的Q－U图像，引导学生认识到： 1、 同一电容器Q/U比值确定，不同电容器Q/U比值不同（或斜率不同） 2、不同电容器的Q－U图像斜率不同。Q/U比值大，意味着让它升高相同的电压，所充进电容器的电量多。 即Q/U能够反应一个电容器容纳电荷的本领，我们把它定义为“电容”。 介绍电容的单位。并了解上海使用超级电容器作新型电车的试验。 常用电容器及其分类 向学生介绍刚才作充放电实验的电容器，叫“电解电容器”。使用时特别注意是有正负极区分的，不能接反，显示“一”号的和接线短一点的那只脚是负极。常见的电容器还有，以纸涂上石蜡为电介质的纸介电容器；以云母片为电介质的云母电容器；以陶瓷为电介质的陶瓷电容器；以聚苯乙烯为电介质的聚苯乙烯电容器，它的特点的耐高压，额定电压高达30KV。 这些电容器一旦做好，电容值就确定了，我们把它统称为“固定电容器”。 还有一类电容器，象这个，根据需要可以调节电容的大小，把它旋出来，电容就变小了，把它旋进去，电容就变大了。这类电容器我们统称为“可变电容器”。 平行板电容器的电容与哪些因素有关 在理解电容的定义及其物理意义后，了解过超级电容器的巨大作用，引导学生思考认为想要获得更大的电容，应该从哪些因素进行改进：两极板面积？两极板间的距离？两极板间的电介质？ 并指出，在研究众多影响结果的因素时，要使用控制变量法来研究。 首先，保持其它因素不变，改变两极板间的距离。请大家注意观察指针的变化，并记下结果。（拉开的时候喊“拉开”，合拢的时候喊“合拢”） 接着，我们来研究正对面积的影响。请大家注意观察指针的变化，并记下结果。（错开的时候喊“面积减小”，合回的时候喊“面积增大”） 在观察d和S的变化对静电计指针的现象后，引导学生分析对电容的影响。并指出精确实验表明