物理粤教版高二年级选修3-1第一章第7节教学设计2.doc

第七节 了解电容器 广州市南武中学 谈妍青 【教材分析】“了解电容器”这一节内容，是后面学习LC振荡电路的必备知识，是进一步学习交流电路和电子线路的基础，关于电容器的知识，大多数学生都很陌生，而电容器的充电、放电和电容概念，既重要又非常抽象，是高中物理教学难点之一。运用演示实验讲授这一课，使“电容”这一抽象概念变得直观、具体，学生易于理解和接受，学生的观察能力和抽象思维能力也得到了培养和提高。的概念 二 教学重点难点 电容的概念及电容的引入，影响电容器的因素。 三 教学过程 新课引入 打开调频收音机，调节调频旋钮调台。 设问：1、我们是通过调节的那些电学元器件来实现收不同的频道的呢？ 2、摄影光线不足，你一定知道用闪光灯。可你知道闪光的能量是从哪里来的呢？ 引入：我们调节的是一个叫电容器的电学元器件，闪光的能量来自电容器。电容器的使用很广泛，今天我们就来学习并了解一下电容器。 新课讲解 一.识别电容器 通过观察与思考了解电容器及其构造 实物展示：将一个纸制电容器轻轻展开，让学生观察元件结构，识别绝缘层和极板。电容器中将两片锡箔纸作为电容器的两个极板，两个极板非常靠近，中间的绝缘层用薄绝缘纸充当，分别用两根导线连接两极．这就是纸制电容器的结构。 学生讨论：两片锡纸是导体，但是是彼此绝缘的。 老师总结：两个彼此靠近又相互绝缘的导体便构成了电容器。 实物展示：平行板电容器 老师总结：平行板电容器是最简单的电容器，我们今天就通过平行板电容器来了解电容器这样一种电学元器件。 二、电容器的充放电 电路图（如图1） 提出问题： 如果将单刀双掷开关拨向a，灯泡会亮吗？ 学生回答： 不会，两块金属板是绝缘的。 实验演示： 当我们单刀双掷开关拨向a，我们发现，灯泡闪亮一下后又熄灭了。 老师分析： 灯泡闪亮，说明电路当中发生了电荷的定向移动，移动的电荷无法通过电容器，聚集在电容器的极板上，这样电容器的两极板就带上了等量异种的电荷，我们把这一过程，叫电容器的充电。 提出问题： 那么为什么电流很快就减小为零了呢？ PPT演示： 如图2 提出问题： 如果两块极板上，带上了等量的异种电荷，它们之间会形成什么呢？ 学生回答： 两块极板之间形成了电场。 老师分析： 因为电场的存在，使得两块极板之间形成了电势差，当极板间的电势差和电源两端的相等的时候，电路中电荷的定向移动便停止了，充电过程也相应停止。 提出问题：电容器充电结束，此时我们把开关拨向b，灯泡会亮吗？ 学生回答：会的，当开关拨向b后，电容器两极板的异种电荷相互中和，形成电荷的定向移动，形成电流。 老师总结：我们把这一过程叫做电容器的放电， 老师总结：充电和放电过程中能的变化： 充电后，电源断开，两个极板上都保存有电荷，两板间有电场存在，电源的电能就储存在电场当中，我们称之为电场能 a．充电过程，电源的电能转化为电容器的电场能 放电后，两极板不再有电荷，所以不存在电场，也就没有了电场能 b．放电过程，电容器的电场能转化为其他形式的能 三、 电容器的电容 提出问题：如果在电容器充电结束后，增大加在电容器两端的电压，电容器两极板的电荷量会发生怎样的变化？ 学生讨论：如果电容器两端所加的电压增加的话，电路中电荷将发生定向移动，使得电容器两块极板上的电荷量增加。 提出问题：电压U增加，电荷量Q也增加，Q和U到底是什么关系呢？怎么证明？我们以前遇到过类似的情况么？ 学生讨论：Q可能正比于U，也可能正比于U2……可以利用图像来证明，在功和速度的关系里面，我们遇到过类似的问题，利用Excel分别划出Q-U，Q-U2等图线，得出关系。 提出问题：要划出图像，必须先得到一组相应的数据，电压U比较容易测量，电荷量Q怎么办呢？ 老师分析：我们现有的工具只能利用电流传感器，得出I随时间变化的图线，怎么得出Q？能不能再次借鉴一下我们学过的方法。 学生讨论：因为Q=I t ，而我们又可以得到I-t图线，我们可以借鉴以前利用V-t图线求位移的方法，利用I-t图线来求得Q。 实验探究：电路图如图3 按电路图连接电路； 打开DISLab中的“电容器的电容”专用软件，开始采集数据，将开关拨向1，当电流减小为零后，再将开关拨向2 ，完成数据采集。然后选定充电（或放电）部分的图像，积分求出面积，填入表格； 改变电源电压，重复2过程； 完成表格，利用Excel绘制图线，得出规律。 U 1V 2V 3V 4V 5V Q 得出结论：Q ∝ U Q =C U 提出问题：不同的电容器，比例系数C 一般不相同，能说明什么问题么？ 学生讨论：说明比例系数C 反映了电容器的某种能力，储存电荷的能力。 老师总结：电容器所带的电荷量Q与电容器两极板间电势差U的比值，叫做电容器的电容。用C表示电容。