《電容器電容》教學設計1.設計思想1、“從生活走向物理，從物理走向社會”。力求貼近學生生活，激發學生的學習興趣，通過探索物理現象，揭示隱藏在其中的物理規律，在這個過程中提高學生的科學素養。針對學生對電容器不熟悉的情況，本節課通過學生親自參與課堂實驗了解體會電容器的功能特點，不僅使學生了解其內部結構，而且為后面研究“影響平行板電容器電容大小的因素”做好了準備。通過演示實驗，使學生初步認識到電容器是一個能容納電荷的電學元件。而電容器的電荷量的測量是一個難點，故設計采用了電流傳感器，運用積分的思想，結合i-t圖象，測出電荷量，這樣使由原來的定性描述變為定量測量，進而通過學生對同一電容器在不同電壓下所帶電荷量以及不同電容器在同一電壓下所帶電荷量的比較，切實體會到電容器電量與電壓之比即電容是描述電容器容納電荷本領的物理量。2、“注重科學探究，提倡教學方式多樣化”。“研究影響平行板電容器電容大小的因素”的實驗方案，采取兩種方案并行，一種為教材中提供的采用平行板電容器與靜電計作為實驗器材，平行板電容器帶電量不變，通過控制變量法，分別只改變電器的正對面積，極板間距，或電介質，通過觀察靜電計指針偏角大小來反映兩板電勢差的變化，從而進一步說明電容器電容的大小的定性變化。第二組學生實驗，我準備了一些平行板電容器（家庭裝修中常用的吊頂材料兩塊純鋁扣板）和數字萬用表，利用這些器材可以定量地改變平行板間距及正對面積，從而基本得到電容與極板正對面積和板間距和不同電介質的定量關系。3、本節課通過實驗讓學生進一步體驗了“比值定義法”和“控制變量法”在物理學上的應用，讓學生體會到物理知識的探究過程也是學習物理思想、方法的過程。4通過親歷實驗探究過程，得到實驗結論，使學生體驗學習的樂趣和戰勝困難、解決問題后的成就感，同時也使學生認識到要想解決問題就要不斷思考與創新。2.教學背景分析一、教材的地位和作用《電容器電容》是電場一章的重點和難點，在教材中占有重要地位。它是學完勻強電場后的一個重要應用，也是后面學習交流電路（電感和電容對交流電的影響）和電子線路（電磁振蕩）的預備知識，在教材中起承上啟下的作用。電容器部分知識的綜合程度很高，不但能夠將電勢差、場強、電場力、電勢能等電場的知識結合在一起，進行動態分析與計算；還能與電路分析結合在一起，判斷電流、電壓的變化；甚至根據板間距、正對面積、介質的變化，與傳感器部分也有聯系，所以本節內容對學生來說有一定的難度。二、學習者情況分析學生已經學習了電場、電路的基本知識，尤其是電場的內容，內容較抽象，與生活實際聯系較遠，學習上有一定的畏難情緒，而電容器正是電場知識的應用，可以有效激發學生的學習興趣。前面學習的電場強度、電勢差等概念，也是利用的比值定義法，在本節課，有助于加深對電容定義式的確立與理解。經過高一階段的力學知識的學習，學生已經具備一定的分析能力，尤其是大小變化的動態分析，對于學習電容的決定關系做好了準備。3.教學目標(含重、難點)一、本節課教學目標如下：1．知識與技能：（1）知道電容器的概念，認識常見電容器，通過實驗感知電容器的充、放電現象；（2）理解電容的概念及定義方法，掌握電容的定義、公式、單位；（3）通過實驗了解影響平行板電容器電容大小的因素，了解平行板電容器的電容公式，知道改變平行板電容器電容大小的方法。2．過程與方法：（1）通過探究電容器的電荷量與電勢差之間的關系，進而體驗比值定義法；（2）通過對不同實驗方案的設計，體驗物理學研究常用的方法——控制變量法；（3）通過電流傳感器、電壓傳感器的使用，了解數字化實驗設備的基本操作。3．情感、態度與價值觀：（1）通過參與整個探究過程，體驗科學探究的歷程；（2）通過實驗，可以增強學生在探究及實驗過程中合作交流的團隊意識，同時也使學生進一步認識到物理學給人們生活帶來的進步，從而增強了學生學好科學文化知識的信心和毅力；（3）通過實驗的改進與創新，體會物理與生活的緊密聯系，激發學習興趣。二、教學重點：1．電容的定義及定義式；2．平行板電容器電容的決定式三、教學難點：1．確立電容的概念；2．平行板電容的大小影響因素及其大小探究。四、教學器材手搖起電機、自制水杯電容器、成品電容器（450V200μF）、平行板電容板、靜電計、金屬板（鋁扣板）、PVC塑料板、電容表、導線、靈敏檢流計、單刀雙擲開關、干電池、電解電容、電子蜂鳴器等。

教學流程示意導入：學生參與導入：學生參與“水杯”電震實驗演示拆解電容器，觀察其結構演示拆解電容器，觀察其結構引導分析：了解電容器的充放電過程（蜂鳴器實驗引導分析：了解電容器的充放電過程（蜂鳴器實驗大電容火花放電實驗）電容器充放電示教板演示，觀察電容器充放電電流電壓的變化關系電容器充放電示教板演示，觀察電容器充放電電流電壓的變化關系實驗分析：電荷量和電勢差的關系實驗分析：電荷量和電勢差的關系歸納總結：得到電容定義式歸納總結：得到電容定義式學生猜想：影響平行板電容器電容的因素學生猜想：影響平行板電容器電容的因素實驗探究：得到定性關系，半定量關系實驗探究：得到定性關系，半定量關系歸納總結：平行板電容器電容的表達式歸納總結：平行板電容器電容的表達式電容器的簡單應用電容器的簡單應用小小結作業：學生自己動手制作電容器、上網查閱電容器的作用作業：學生自己動手制作電容器、上網查閱電容器的作用教學過程教師活動學生活動設計意圖時間安排創設情境引入新課出示教師自制的“水杯電容器”，讓學生先觀察這個改造的“水杯”的結構，中間是一只普通的水杯，內側和外側分別是一張錫箔紙。提問：水杯能裝水，老師的這個經過改造的水杯，能裝電嗎？教師利用感應起電機為“水杯電容器”充好電。請四位同學上臺前來，并排站，手拉手，第一位同學拿著“水杯”的外側，并讓第四位同學伸出手摸“水杯”的內側。四名學生幾乎同時跳起來，身體有被過電的一剎那。讓學生說說他的感受。改進課本上的演示實驗，利用電流流過身體的感官刺激引起學生的關注，激發學生的學習本節課的興趣，親身體驗電容器容納電荷電能的功能。3分鐘電容器的構造和作用電容器充放電實驗實驗觀察分析傳感器演示電容器的充放電過程電容的定義式影響電容大小的因素定性或半定量探究指導學生觀察拆開的實物電容器，教師出示拆開電容器的實物。觀察拆開電容器的內部結構，了解實際電容器的真正結構。真正了解電容器的內部構造2分鐘出示成品大電容器450V200μF，演示大電容器的充電與放電過程，利用直流高壓電源為電容器充電，然后用螺絲刀將電容器的兩極短接，實驗現象為火花迸出，聲響巨大。讓學生利用桌面上提供的干電池，電容器，電子蜂鳴器，練習使用電容器使電子蜂鳴器發出聲音。觀察大電容的充放電現象，留下深刻的印象，強烈感知電容器的功能：容納電荷，儲存能量。直觀了解電容器的充放電過程，為下一步分析電容器的充放電過程做準備。激發學生的學習興趣，加強學生的感官刺激。親自動手，體會電容器的充放電，激發興趣，鍛煉動手能力，體驗物理實驗的樂趣。2分鐘2分鐘分析電容器的充放電過程，出示示教板，利用電流傳感器來記錄電容器的充放電電流-時間圖像。介紹電流傳感器。積極思考，了解電容器在電路中的作用，觀察電容器的充放電過程，理解充放電電流-時間圖像。了解電容器在充放電過程中的i-t圖以及u-t圖像以及其物理意義。提出問題：怎樣測得電容器的電荷量。電容器的帶電量與兩板電勢差存在什么關系？演示實驗1：測量A電容器不同電勢差時對應電荷量演示實驗2：測量B電容器不同電勢差時對應的電荷量提出問題：通過數據分析可以得到什么結論。通過改變電容器的兩板電勢差，發現電容器的帶電量不同，進一步研究發現，同一電容器的這個比值相等，而不同電容器的這個比值不同。積極思考討論，回答問題。觀察圖像的特點，思考電流-時間圖像與坐標軸所圍成的面積具有什么物理意義。觀察實驗，分析數據，總結規律，得到電容的物理概念。類比：把電容器容納電荷的物理過程與往水杯里盛水的物理過程類比。往同一水杯里灌水，水的體積與液面上升的高度成正比，而對于不同的水杯，這個比值一般不同，這個比值其實就是水容器的橫截面積，它反映了不同水容器的盛水的本領不同。于是類比出，電容器的帶電量與電容器兩板的電勢差之比反映了電容器的容納電荷的本領。鍛煉學生分析問題總結問題的能力，學習新型數字化實驗室儀器的使用，體會數字化儀器的功能和便捷。遵循學生的認知規律，分解實驗過程，使學生逐步深入理解引入電容的意義18分鐘總結電容的定義式，介紹單位。得到電容的概念，體會比值定義法，對電容的單位有初步的感知。知識遷移能力提出問題：思考電容的大小與哪些因素有關？通過觀察平行板電容器，思考影響因素。學生提出：平行板電容器的電容大小可能與正對面積，兩極板間距，和電介質有關。培養學生觀察分析能力了解電容表的使用方法了解靜電計的使用方法指導學生進行實驗設計提出問題：自己選擇器材，設計方案，探究影響電容大小的因素。經過更精確的定量實驗可以確定，平行板電容器的電容C跟相對介電常量成正比，跟極板正對面積S成正比，跟極板間的距離d成反比。即絕緣體也叫電介質，介電常數是衡量絕緣性能的，相對介電常數是一個比值，真空為1，空氣近似為1，插入電介質，可以減小電容的體積，增大電容量，提高耐壓值。在猜想的基礎上設計實驗方案，進行探究。研究方法：控制變量法。記錄現象d↑→U↑→C↓d↓→U↓→C↑S↑→U↓→C↑S↓→U↑→C↓插入→U↓→C↑拔出→U↑→C↓分析總結，理解式中各量的物理意義。分析數據，得到平行板電容器的電容與影響因素間的關系式。介紹相對介電常數，和電解質的種類有關。介紹靜電計、電容表，為后面的實驗探究做好鋪墊，降低學生的實驗難度培養學生實驗設計能力和動手操作能力鍛煉學生的分析總結能力培養學生實驗設計能力和動手操作能力鍛煉學生的分析總結能力10分鐘展示幾種常見的電容器介紹生活中幾個電容器的作用的案例：照相機、鍵盤、手機觸摸屏中的電容的應用。1、儲能元件例如閃光燈。充電時把電能轉化為電場能放電時把電場能轉化為其他形式能量2、傳感器S、d或ε發生變化時，都會引起電容的變化，電容變化會引起Q或U的變化，這樣就將非電學量轉化為電學量。分析實例：若保持U不變找到這些電容器的兩極、板間距、正對面積以及介質，分析變化過程觀察了解閃光燈的工作時間極短，工作電流極大，一般的電池難以勝任，故采用一顆大電容為其供電，可以很好的解決這個問題。d↓→C↑→Q↓存在放電電流插入→C↑→Q↑存在充電電流液面高，S↑→C↑→Q↑開闊學生視野，聯系生活實際，物理和現實生活生產緊密相連。在應用中運用電容器的知識，進行動態判斷。7分鐘讓學生自己總結本節的知識和方法，加強學生的知識整合能力，加深學生對知識的理解課堂小結，分享交流，通過這節課的學習，學會了什么。分享交流，合作學習，培養學生的團隊合作精神。培養學生歸納總結能力。3分鐘作業1.讓學生實際動手制作一個電容器；2.上網查閱電容器在生產生活中的應用。3.完成教材33頁1-3題。板書設計電容器電容電容器1.構造：極板電介質三、平行板電容器的電容2.符號：3.帶電量:四、電容器的應用二、電容1.定義：2.定義式：QUOTEC=QUC=Q學習效果評價設計內容評價問題難度能識別電容器容易能說出電容器的結構容易能說出電容器上數字的含義容易能說出電容的定義一般能說出電容的決定因素一般能區分定義式與決定式一般能進行初步的動態分析較難能判斷電容類傳感器工作過程較難能否進一步查詢電容相關知識較難本教學設計與以往或其他教學設計相比的特點1、創設問題情境，調動學生探究積極性，提高學生科學素養在教學過程中，以三個問題為主線，依次引導學生深入思考電容的結構、電容的定義以及電容的決定因素。根據生活實際，按照學生的認識規律，從什么是電容，電容有什么作用入手，引起學生的興趣；再到