高中物理人教版选修31 第一章 第8节 电容器的电容 教案3.docx

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高中物理人教版选修31第一章第8节电容器的电容教案3

2019-2020年高中物理人教版选修3-1第一章第8节电容器的电容教案3

【课题】电容器与电容

【教学对象】高中二年级

【教材】人教版物理（选修3-1）第一章第8节

【教学内容分析】

1.教材的地位和作用：

本节主要内容是电容器和电容的本质，在生活中有广泛的应用，对培养学生的探究能力和服务社会的意识有一定的作用。

2.课程标准对本节的要求：

通过实验探究，让学生初步了解电容器的构造和储存电荷的原理，并能简单解释电容充放电的过程。

3.教材内容安排：

通过实验得出电容的定义式，然后又通过实验探究影响平行板电容的因素。

4.教材的特点：

第一，注重学生活动，突出实验探究；第二，重视物理知识在生活中的应用。

5.对教材的处理：

电容如何储存电荷这一知识点的内容较为抽象，在本节的教学过程中，通过让学生动手做实验和适当利用多媒体课件，来观察充放电过程的一些现象，这样更有助于学生对这一知识的理解和应用。

【学生情况分析】

1.学生的兴趣：

具有强烈的好奇心。

2.学生的知识基础：

学生已经学过平行板电场和电路的知识。

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？

观察

疑惑

思考

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？

疑惑

思考

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

观察

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

观察

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？

观察

分析

思考

激发学生动脑思考，培养学生的猜想能力。

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

问：

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

提出接下来要探究的问题

引入一个新的物理量：

电容C

问：

如何描述电容器容纳电荷的本领？

思考

[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。

记录

思考

回答

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。

[得出结论]

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。

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。

[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？

疑惑

思考

（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。

思考

观察

互相讨论，交流彼此的想法。

领悟

回答

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。

[得出结论]

综上所得结论：

引导学生概括总结，并板书电容定义。

根据实验现象和课件图示，进行总结。

培养学生的抽象概括能力。

[知识运用]电容的两种连接方式

例3

课件展示：

听讲

思考

回答

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。

观察

思考

好奇

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

定义：

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＝106µF＝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。