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电容器的电容教案及反思(人教版选修3-1)

作者:佚名 教案来源:网络 点击数:

电容器的电容教案及反思(人教版选修3-1)

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第8节 电容器的电容 教案

【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

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