高中物理人教版1第一章靜電場第8節(jié)電容器的電容（市一等獎）

§電容器的電容（教學(xué)設(shè)計）教材分析：教材首先講解了電容的功用，通過介紹電容器的構(gòu)造及使用，使學(xué)生認(rèn)識電容器有儲存電荷的本領(lǐng)，同時介紹了電容的概念、定義式，再講解電容器的電容與哪些因素有關(guān)．整個這一節(jié)的內(nèi)容，是后面學(xué)習(xí)LC振蕩電路的必備知識，是學(xué)習(xí)交變電路和電子線路的基礎(chǔ)，關(guān)于電容器的充放電現(xiàn)象和電容概念，是高中物理教學(xué)的重點和難點之一，又比較抽象，因此再教學(xué)中，可以多增設(shè)實驗，讓學(xué)生易于理解和接受，同時培養(yǎng)學(xué)生的實驗觀察能力和科學(xué)探究能力．一、教學(xué)目標(biāo)（一）知識與技能1、通過媒體展示電容器實物讓學(xué)生知道什么是電容器及常見的電容器的構(gòu)成；2、通過電容充放電現(xiàn)象的實驗演示讓學(xué)生理解電場能的基本概念，知道電容器充電和放電時的能量轉(zhuǎn)換；3、通過多媒體展示“水容量”和“電容量”的動態(tài)變化過程理解電容器電容的概念及定義式，并能用來進(jìn)行有關(guān)的計算；4、通過實驗演示讓學(xué)生知道平行板電容器的電容與哪些因素有關(guān)，有什么關(guān)系；掌握平行板電容器的決定式并能運(yùn)用其討論有關(guān)問題，培養(yǎng)學(xué)生分析問題與解決問題的能力。（二）過程與方法結(jié)合實物觀察與演示，通過學(xué)生的親自實踐與體會，在具體練習(xí)的計算過程中理解掌握電容器的相關(guān)概念、性質(zhì)。（三）情感態(tài)度與價值觀體會電容器在實際生活中的廣泛應(yīng)用，培養(yǎng)學(xué)生探究新事物的興趣；電容器兩極帶等量異種電荷，讓學(xué)生體會物理學(xué)中的對稱美。。二、重點、難點、疑點及解決辦法1．重點電容的概念，影響電容大小的因素2．難點電容的概念，電容器的電量與電壓的關(guān)系，電容的充、放電3．疑點兩極間電勢差增加1伏所需電量的多少是衡量電容器電容大小的標(biāo)志。4．解決辦法用充了電的電容器短路放電產(chǎn)生白熾的火花使學(xué)生感受到電容器有“容納（儲存）電荷”的功能。為使學(xué)生理解充、放電的抽象過程。用自制的充放電的電路中的示教電流表顯示充、放電過程，為使學(xué)生理解電容器電量與電壓的抽象關(guān)系，不同電壓、不同電容的電容器充電再放電時的聲音與亮光形象的展示這一抽象關(guān)系。運(yùn)用演示實驗講授這一課，可取得較好的教學(xué)效果；若只停留在理論上和抽象的論證，學(xué)生是難以理解和接受的三、教具準(zhǔn)備：常見的電容器示教板，帶電羽的平行板電容器，靜電計，介質(zhì)板，感應(yīng)起電機(jī)，電線，各種電容器（包括“25V

4700μF”電容一只和一個可用來拆開的紙制電容器），學(xué)生電源一個，導(dǎo)線若干，起電機(jī)．四、教學(xué)方法：實驗教學(xué)法五、教學(xué)過程：（一）、復(fù)習(xí)、演示，引入新課兩塊相互靠近，平行放置的金屬板，如果分別帶上等量異種電荷，它們之間有沒有電場？（同時板畫）兩金屬板間有沒有電勢差？教師歸納小結(jié)：由此可見，相互靠近的兩金屬板構(gòu)成的裝置具有儲存電荷的作用，或者說它可以容納電荷，而兩板所帶正、負(fù)電荷越多，板間電場就越強(qiáng)，兩板間的電勢差就越大（稍作解釋）。那么有什么方法可以使兩金屬板帶上正、負(fù)電荷呢？將兩金屬極分別按到電源的正、負(fù)兩板上（同時畫出電路）。（實驗演示1）將“25v4700μF”電容器（出示實物）充以16V電壓，然后短路放電產(chǎn)生白熾的火花，并發(fā)出較大的聲響。（激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)本節(jié)興趣）然后教師明確告訴學(xué)生“電容器可以容納電荷”。如何解釋這一現(xiàn)象呢？（學(xué)生疑惑）現(xiàn)在我們來學(xué)習(xí)有關(guān)電容器的知識。（板書課題）（二）新課教學(xué)：展示各種電容器。并做解釋：這是一種能容納電荷的容器，今天我們來先來學(xué)習(xí)它——電容器以及描述它容納電荷本領(lǐng)的物理量——電容1、電容器（1）構(gòu)造：任何兩個彼此絕緣又相隔很近的導(dǎo)體都可以看成一個電容器（講解：電容器中將兩片錫箔紙作為電容器的兩個極板，兩個極板非?？拷?，中間的絕緣層用薄絕緣紙充當(dāng)，分別用兩根導(dǎo)線連接兩極．這就是電容器的結(jié)構(gòu)）。（2）電容器的充電、放電：[實驗演示2]：把電容器的一個極板與電池組的正極相連，另一個極板與負(fù)極相連，兩個極板上就分別帶上了等量的異種電荷。這個過程叫做充電?，F(xiàn)象：從靈敏電流計可以觀察到短暫的充電電流。充電后，切斷與電源的聯(lián)系，兩個極板間有電場存在，充電過程中由電源獲得的電能貯存在電場中，稱為電場能。[實驗演示3]：把充電后的電容器的兩個極板接通，兩極板上的電荷互相中和，電容器就不帶電了，這個過程叫放電。現(xiàn)象：從靈敏電流計可以觀察到短暫的放電電流。放電后，兩極板間不存在電場，電場能轉(zhuǎn)化為其他形式的能量。問題1：電容器在充、放電的過程中的能量轉(zhuǎn)化關(guān)系是什么?待學(xué)生討論后總結(jié)如下：【板書】充電——帶電量Q增加，板間電壓U增加，板間場強(qiáng)E增加，電能轉(zhuǎn)化為電場能放電——帶電量Q減少，板間電壓U減少，板間場強(qiáng)E減少，電場能轉(zhuǎn)化為電能問題2：電容器可以充入的電量是無限的么？如何描述電容器容納電荷的本領(lǐng)？（且聽下面分解。）2、電容與水容器類比后得出（動畫演示）。說明：對于給定電容器，相當(dāng)于給定柱形水容器，C（類比于橫截面積）不變。這是量度式，不是關(guān)系式。在C一定情況下，Q=CU，Q正比于U。（板書）定義：電容器所帶的電量Q與電容器兩極板間的電勢差U的比值，叫做電容器的電容。公式：單位：法拉（F）還有微法（F）和皮法（pF）1F=10-6F=10-12pF（4）電容的物理意義：電容是表示電容器容納電荷本領(lǐng)的物理量，是由電容器本身的性質(zhì)（由導(dǎo)體大小、形狀、相對位置及電介質(zhì)）決定的，與電容器是不是帶電無關(guān)。3、平行板電容器的電容（1）、[實驗演示4]感應(yīng)起電機(jī)給靜電計帶電（詳參閱教材）說明（多媒體演示）：靜電計是在驗電器的基礎(chǔ)上制成的，用來測量電勢差。把它的金屬球與一個導(dǎo)體相連，把它的金屬外殼與另一個導(dǎo)體相連，從指針的偏轉(zhuǎn)角度可以量出兩個導(dǎo)體之間的電勢差U。平等板電容器由兩塊平行相互絕緣金屬板構(gòu)成：①兩極間距d；②兩極正對面積S．（2）、量度：

，Q是某一極板所帶電量的絕對值．（3）、影響平行板電容器電容的因素：①．，（、不變），d越大，偏轉(zhuǎn)角度越小，C越小。②．，（、不變），S越小，靜電計的偏轉(zhuǎn)角度越大，U越大，電容C越?。虎郏３諵、d、S都不變，在兩極板間插入電介質(zhì)板，靜電計的偏轉(zhuǎn)角度并且減小，電勢差U越小電容C增大。說明插入比不插入電介質(zhì)時電容大．為介電常數(shù)，k為靜電力恒量．這里也可以用能的觀點加以分析：電介質(zhì)板插入過程中，由于束縛電荷與極板上電荷相互吸引力做功，電勢能減少，故電勢差降低．（4）、結(jié)論：平行板電容器的電容C與介電常數(shù)ε成正比，跟正對面積S成正比，跟極板間的距離d成反比。平行板電容器的決定式：真空介質(zhì)4、常用電容器（結(jié)合課本介紹