高中物理人教版选修31 第一章 第8节 电容器的电容 教案3Word文件下载.docx
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3.学生的认识特点:
对与电容储电相关的现象有所了解,但并不知道由自身因素决定储电本领,对应用物理规律来解释电容充放电的过程就更加感到困难。
【教学目标】
1.知识与技能
1、知道电容器的定义和常用的电容器。
2、知道电场能的概念,知道电容器充电和放电时能量的转化。
3、理解电容的概念以及定义式,并会进行有关计算。
4、知道平行板电容器的电容与哪些因素有关,有什么关系。
2.过程与方法
(1)通过观察与实验,探究电容器的基本结构;
(2)通过实验与多媒体,体验电容器充放电的过程。
3.情感态度与价值观
(1)领略电容器在实际生活中的奥妙,获得对科学的热爱和亲近感;
(2)培养学生具有将物理知识服务于生活和社会的意识。
【教学重点】
电容概念的建立、电容充放电原理。
【教学难点】
探究影响电容大小的因素。
【教学策略设计】
1.教学组织形式
新课程提倡以自主、合作、探究的教学组织形式来进行课堂教学,本节采用教师引导,学生探究的教学组织形式,让学生在体验科学探究的过程中,获取物理知识。
2.教学方法
(1)实验探究法
物理是一门以实验为基础的科学。
本节教学设计注重以问题为先导,把主要内容的教学过程变成一种解决问题和科学探究的过程。
根据前苏联心里学家维果茨基的“最近发展区”理论,创设稍高于学生原有知识水平的情境,激发学生的求知欲,让学生按照“提出问题——猜想——实验——分析论证——得出结论”的思维进行探究。
在教师的启发、引导下,学生自己探究,动手做一些有趣的小实验,尝试自己观察并描述实验现象,分析现象产生的原因,从而获取知识。
整个过程渗透物理学研究方法、科学思维方法和协作精神、探索精神等情感态度价值观教育。
(2)讲授法
通过老师形象生动、富于引导式的讲解,辅以演示实验、各种直观教具和现代教学技术,启发学生思维,把学生的感性认识上升到理性认识。
在讲授知识的同时渗透探究的思想,在探究的过程中讲授必要的物理知识。
3.学法指导
“授人以鱼,供一饭之需;
授人以渔,则终身受用。
”在课堂教学中,要注重培养学生的观察、实验能力和科学思维能力。
首先,通过观察实验,创设问题情境,激发学生积极的探索欲望;
其次,在教学中利用典型的教学材料和生活现象引导学生去探索、分析和总结,使学生的学习过程本身构成一个解决问题的过程;
第三,在教学中,通过实验和多媒体,引导学生思考电容充放电的原理,培养学生的逻辑推理能力。
4.教学媒体设计
充分利用实物、视频、图片等材料,为学生学习物理规律提供必需的感性材料。
利用自制教具“莱顿瓶演示器”演示电容器的构造和充放电的过程,帮助学生更好地了解电容具有容纳电荷的本领,利用多媒体课件将学生平时难以接触和抽象的物理情境展示出来,使物理现象更加形象直观,既增大教学容量,又提高教学效率。
【教学用具】
多媒体课件、电源、电容充放电路演示板、,水杯、静电计、平行板电容器。
【教学流程图】
【教学过程设计】
教学环节和教学内容
教师活动
学生活动
设计意图
[创设情境,引入课题]
故事引入:
富兰克林与莱顿瓶
用课件展示物理史中的一则小故事:
富兰克林用风筝将天上的闪电引到莱顿瓶中储存起来,学生产生了疑惑:
莱顿瓶为什么能够储存闪电?
并展示老师制作的简易莱顿瓶。
接着播放一张莱顿瓶的图片。
叙述故事并提问:
闪电是如何储存在莱顿瓶中的呢?
观察
思考
好奇
用有趣生动的物理故事引入课题,提出要解决的问题,激发学生学习兴趣。
通过自制的简易装置,让学生感受实在的物理情境,激发学生的求知欲。
[提出问题]
演示小实验:
莱顿瓶电击实验
师生互动,让学生通过小实验发现问题。
把制作的莱顿瓶在桌面上方,让几个学生手拉手连成一圈,让首和尾两个同学分别接触莱顿瓶上的两根引线,瞬间会感受到麻痹的电击感。
引导思考的思路:
1.实验的时候为什么要手拉手连成一圈?
2.是不是因为瓶子里装有电源,所以被电了?
疑惑
根据前苏联心里学家维果茨基的“最近发展区”理论,创设稍高于学生原有知识水平的物理情境,引起学生的探究欲望。
提出接下来要探究的问题
问:
莱顿瓶的内部有什么结构?
激发学生探究物理的兴趣。
[操作]
当场拆开莱顿瓶装置
发现内部并没电源,只有两片金属片。
学生更加疑惑和感兴趣。
激发学生动脑思考,培养学生的猜想能力。
[进行分析]
老师引导学生观察发现纸质电容器的构造。
1.先让学生观察,接着引导学生分析结构特点。
2.归纳总结电容器的定义
分析
解惑
归纳
让学生自己观察分析并归纳总结使前面的疑问得到解决,加深理解
(3)展示电容器示教板
3.让学生认识各种电容器,注意区分
好奇
接触电容实物,由感性认知转为理性认知
1.展示某种未知元件的工作电路图
1.问:
电容器在电路中如何工作呢?
2.利用实验板演示未知元件充放电的过程。
2.引导学生观察现象并加以猜测
电路中接的是哪种元件呢?
观察分析
分组讨论
想象猜测
3.分小组讨论,根据所看到的现象作出猜测并加以说明
引导并作出点评
(1)猜测:
接了电阻
(2)猜测:
接了电源
(3)猜测:
接了电容
4播放动画模拟电容器充放电的过程。
进一步讲解分析电路,引导学生归纳:
电量,电压和电场的变化情况
感兴趣
解决疑惑
[得出结论]
师生共同得出电容充放电的过程:
充电——带电量Q增加,板间电压U增加,板间场强E增加,电能转化为电场能
放电——带电量Q减少,板间电压U减少,板间场强E减少,电场能转化为电能
引导学生概括总结,并板书实验结论。
根据实验现象和课件图示,进行总结。
回答
记录
培养学生的抽象概括能力。
5.展示电容器的具体应用
如:
闪光灯,电脑键盘
拿手机拍照发出闪光灯
惊奇,感兴趣
引入一个新的物理量:
电容C
如何描述电容器容纳电荷的本领?
[分析论证]电容类比柱状水容器的储水问题
与水容器类比后得出(动画演示)。
说明:
对于给定电容器,相当于给定柱形水容器,C(类比于横截面积)不变。
利用课件图示分析电容器与水杯类似,在分析过程设问引导,启发学生积极思维。
分析决定水杯容量的因素,并与电容容纳电荷本领进行类比。
利用多媒体课件图示解释实验现象产生的原因,将抽象的物理情境清晰地展现出来,有利于把学生的感性认识上升到理性认识。
通过老师的引导,使学生在观察的过程中思维得到启发。
师生共同得出定义:
电容器所带的电量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。
公式:
引导学生概括总结,并板书电容定义。
[规律应用]
(1)电容器带电时有电容,不带电就没有电容。
这种说法正确吗?
例1.例2
解析电容的物理意义
将瓶子里的水喝光,还能装水么?
(实验探究)平行板电容与哪些因素有关
分小组开始做这个实验,强调所用的实验的方法是控制变量法。
此实验分为三组:
第一组只改变正对面积S,
第二组只改变板间距离d,
第三组在两板插入介质,
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。
1.先介绍静电计的装置,弄清楚静电计是用来测两板间电压的仪器。
2.提示学生:
分三组,每组两个同学上讲台,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,然后记录数据表格、归纳实验结论。
互相讨论,交流彼此的想法。
领悟
记忆
通过老师一步步的引导,提高学生的逻辑推理能力;
通过应用所学物理规律解决实际问题,让学生感到物理有用。
通过实验让学生探究影响电容的三个因素;
利用课件展示三组实验的操作情况,形象直观,使学生更好地体验电容变化与三种因素的关系。
综上所得结论:
[知识运用]电容的两种连接方式
例3
课件展示:
听讲
将规律教学导入巩固深化阶段,体现从物理走向社会的新课程理念。
[布置作业]
思考奇妙的实验现象:
莱顿瓶
演示制造莱顿瓶电容器的实验视频,引导学生结合本节知识,思考实验现象产生的原因。
激发学生进一步学习的兴趣,培养学生运用物理知识分析、解决问题的能力。
【板书设计】
三、板书设计:
第八节电容器的电容
一、电容器
定义:
两个相互靠近且彼此绝缘的导体就构成了电容器。
使电容器两极板带上等量异种电荷的过程叫做充电。
电能电场能
使电容器两极板接通,电荷相互中和的过程叫做放电。
电场能其它形式能
二、电容
电容器所带电量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,则有:
电容的单位:
法拉(F)1F=106µ
F=1012pF
三、平行板电容器的电容
平行板电容器的电容C跟介电常数ε成正比,跟正对面积S成正比,跟两极板间的距离d成反比。
即:
,其中k为静电力恒量。
【教学反思】
本节主要采用探究式教学模式,围绕教学目标,通过创设贴近学生生活的物理情境,提出要解决的问题,接着演示吹纸片实验,引导学生提出问题、猜想、实验、分析论证,从而得出电容器与电容的定义,各个环节联系紧密,顺理成章,突出教学重点。
各种教学手段的应用也是恰到好处,例如通过诱导式的提问启发学生,用多媒体课件展示纸质电容、圆柱电容在电路中充放电时的变化情况,用动画展示充放电的过程和探究平行板电容的决定因素,将抽象问题直观化,突破了教学难点。