电容器的电容

电容器的电容

谢晶晶

山西省太原市外国语中学校 030024

教学目标：

1、通过实物展示及讲解，知道什么是电容器及常见的电容器；

2、通过电容器充、放电动画展示，知道电场能的概念，知道电容器充电和放电时的能量转换；

3、通过自制电路板演示实验，理解电容器电容的概念及定义式，并能用来进行有关的计算；

4、通过分组探究，知道平行板电容器的电容与哪些因素有关；掌握平行板电容器的决定式并能运用其讨论有关问题。

5、通过了解电容器在实际生活中的广泛应用，培养学生探究新事物的兴趣。

重点：电容器定义式及平行板电容器的电容。

难点：电容器电容的计算与应用

教学方法：实验探究法，结合演示法，启发法，归纳法，多媒体辅助法。

教学器材：自制“储电杯”，常见的电容器，不同材料的介质板，不同材料的金属板，铝箔，自制电路演示板，数字电压表，感应起电机，学生电源，导线，电容飞机

设计思路

本节课关注学生的学习兴趣和经验。注重从生活走向物理，从物理走向社会。以学生为主体，运用“引导－探究”模式进行教学，在课堂上鼓励学生主动参与、主动探究、主动思考、主动实践，在教师合理、有效的引导下进行高效率学习，以充分体现探究的过程和实现对学生探究能力培养的过程。采用多媒体辅助教学，增大课堂容量。注重以问题为先导，引导学生在问题的探究中学习物理，解决问题的同时又产生新的疑问，驱使学生作进一步的学习和探究，关注学生的终身发展。

1. 自制“储电杯”引入课题，激发学生学习兴趣

自制“储电杯”（一个塑料杯子，内位层分别贴有锡箔纸），激发学生学习兴趣，渗透质疑，实事求是的科学精神，引入课题。自制“储电杯”使学生更易掌握电容器的结构特征。

2. 简单改装充放电试验装置，增强学生感性认识

对教材充放电实验进行简单改装，使充了电的电容器短路放电产生火花，让学生更易了解充、放电的抽象过程，从而使学生对电容器有“容纳电荷”的功能有感性认识。

3、增设学生自主探究实验，突破教学难点

设计学生自主探究实验：给电容器1加6V电压，与电源断开后，电容器1依次给相同的电容器2、3、4、5、6充电，使其电荷Q依次二等分、三等分、四等分、五等分、六等分；分别测量电容器1两端的电压，学生通过数字电压表读取数值。通过具体的数字,显示电容器的电量与电压成正比，将这一抽象关系形象化，引出电容的概念，突破电容概念这个教学难点。

4、变演示实验为学生探究实验，培养学生创新能力

课堂演示实验一般以教师为主体，学生仅仅是旁观者，没有直接参与，不利于其创新能力的培养。教材上“研究影响平行板电容器电容的因素”为课堂演示实验，在教学中将其改为探究性实验，让学生充分的动脑、动手、动口，发挥学生的主体作用，从而有利于学生创造性思维的发展。

5、结课时使用电容飞机，使学生亲身体验了电容器充、放电的过程，又具有趣味性，体现出从生活走向物理，从物理走向社会。

新课过程

引入：

【师】我这里有一个“神奇”的容器，请大家来猜一下它可以用来装什么呢？

【生】水、空气…

【师】它的神奇之处是可以用来“装”电！

教师利用自制“储电杯”演示实验，请学生上台体验

【师】我们把像这样可以用来储存电荷的容器称为电容器，今天我们就一起来学习——电容器的电容

新课教学：

图片：电路板

【师】电容器是一种重要的电学原件，有广泛的应用。它也是电路板中的常见原件（VCD电路板）。我也收集了一些电容器，大家来看一下（实物展示）

【演示】电容器火花放电

【师】电容器为什么能够储存电荷呢？我们来观察一下它的结构

展示：纸质电容器

【生】它是由两层金属（锡箔），中间夹一层纸来构成的

【师】类似这样，在两个相互靠近的导体中间夹上一层绝缘物质就构成一个电容器。这两个导体叫做电容器的两个极板，中间的绝缘物质叫电介质。

【师】请大家用桌上的器材自己制作电容器

学生动手制作，并口述制作过程

【师】请同学们思考并讨论“电容器储存电荷的原因”

【生】电容器之所以能储存电荷，原因是极板带电，电荷储存在极板上

【师】请同学观察电容器充、放电过程（动画演示）并总结规律

【生】充电时两极板分别连接电源的正负极，两极板带等量异种电荷，灵敏电流计可以观察到短暂的充电电流

放电时，用导线把充电后的两极板接通，两极板上的电荷中和，灵敏电流计可以观察到短暂的放电电流

【问题讨论】１：充放电的短暂电流说明什么问题？

２：有电流就有电流做功，会消耗能量，伴随着能量的转化，在充放电过程中能量如何转化？

阅读课本认识电场能

（极板带电——电场——电场能）

【学生分析得】１．充放电的短暂电流说明这两个过程进行得很快。

　 　　　 　２．充电：电源能量 电场能

放电：电场能 其他形式能

【师】刚才这个电容器威力很大，冒火花，而老师自制的电容器只能让同学有“麻”一下的触电感觉。说明电容器储存电荷的本领不一样。我们把反映电容器储存电荷本领的物理量叫做电容

【师】在充、放电过程中，Q与U有何变化？

【生】充电时，Q与U都增多。放电时，Q与U都减少。

【师】Q与U具体有什么数量关系呢？我们一起来探究一下电容器两端电压U与所带电荷量Q的关系。大家请,思考学案中的问题1，U如何测量？Q如何测量？

【生】电压U可以用电压表测定

【师】Q呢？回顾库仑扭秤实验，当时没有电量单位，带电体上的电荷分布也不清楚，库仑是如何得知小球的带电量的呢？

【生】等分电荷法

【生总结】电容器两极板间的电压U随电容器所带电荷量Q的减少而减少，成正比

【师】C由Q、U决定吗？

【生】不是，是由电容器自身的性质来决定的

【师】刚才大家自制的电容器，两极板互相平行，中间有电介质，我们把这种电容器称为平行板电容器。现在我们就用大家自制的平行板电容器来研究影响电容器电容大小的因素有哪些？首先，请同学们猜想一下，可能的因素有哪些？

【生】正对面积、极板间距、绝缘介质、极板材料、极板面积

实验方法：控制变量法

学生分组进行实验

【学生总结，得出结论】

1 、正对面积 ，C

2、极板间距 ，C

3、不同电介质，C不同

4、5与极板面积、材料无关

【师】总结

【师】这个式子也进一步说明了电容器的电容与Q、U无关，只由它本身的性质决定。因此，也将这个式子称为电容的决定式。

【结课】用电容飞机展示电容器的充、放电能力。