电容器的电容 教学设计2

教学目标

知识目标

1．知道什么是电容器及常见的电容器.

2．理解电容器电容的概念及定义式，并会应用定义式进行简单的计算.

3．结合匀强电场有关知识，研究平行板电容器极板间电场及电场源关系.

能力目标

通过学生对实验的观察和研究，培养学生的科学探究能力和抽象思维能力.

情感目标

注意培养学生对科学的探究精神．

教学建议

教材分析

教材首先讲解了电容的功用，通过介绍电容器的构造及使用，使学生认识电容器有储存电荷的本领，同时介绍了电容的概念、定义式，再讲解电容器的电容与哪些因素有关．整个这一节的内容，是后面学习LC振荡电路的必备知识，是学习交变电路和电子线路的基础，关于电容器的充放电现象和电容概念，是高中物理教学的重点和难点之一，又比较抽象，因此再教学中，可以多增设实验，让学生易于理解和接受，同时培养学生的实验观察能力和科学探究能力．

关于演示实验的教学建议

在讲解本节内容时，我们通过实验演示将抽象的知识直观化、形象化，对于设计的实验：可以让学生观察纸制电容器的构造，用充电的电容器短路放电产生电火花使学生感受到电容器储存电荷的本领，显示充放电过程，并用实验演示电容器的电量和电压的关系．另外，可以借助媒体动画、视频将过程再现，这样，有益于学生对知识的理解和接受．

教学设计示例

一　教学实验器材

平行板电容器，静电计，各种电容器（包括“25V 4700μF”电容一只和一个可用来拆开的纸制电容器）．学生电源一个，导线若干，起电机．

二　教学过程：

（一）课堂讲解

1．电容器

教师讲解（开门见山），出示图片：通过前面的学习，我们知道：靠近带电物体的接地导体上有感应电荷．带电体和接地导体便具有储存电荷的功能．这种装置我们称为电容器，既“储存电荷的容器”，实际上，任何彼此绝缘又相隔很近的导体，都可以看成是一个电容器，贮藏电量和能量，而两个导体称为电容的两极．

教师讲解：下面我们具体了解一下电容器的结构．

演示实验1：将一个纸制电容器轻轻展开，让学生观察元件结构，识别绝缘层和极板．

教师讲解：电容器中将两片锡箔纸作为电容器的两个极板，两个极板非常靠近，中间的绝缘层用薄绝缘纸充当，分别用两根导线连接两极．这就是电容器的结构．（在这里，可以参考媒体资料中的视频类素材“电容器的结构”）

我们首先将电荷充入电容器中，在使用时再将电荷放出，这两个过程叫做电容器的充电、放电过程．

2．电容

演示实验2：将“25V 4700μF”的电容器与电源（16V）相连，充电后将电容器的两极板短路，产生放电火花并发出声响．演示电容器充放电的课件资料．

教师讲解：为了深入了解电容器的工作原理，我们用下面的实验装置来研究电容器的充放电过程．

演示实验3：利用起电机对相对放置的平行金属板构成的电容器充电，用静电计进行检验，检验两个极板的电荷是等量且相异的．

引导学生分析：两极板积累异号电荷越多，其中带正电荷一极电势越高，带负电荷一极电势越低，从而电势差越大．

问题1：电容器可以充入的电量Q是无限的么？电容器容纳电荷多少与什么有关？

教师讲解：理论研究告诉我们，电容器可以充入的电量Q并不是无限的，随着电势差的变化，电量Q也随之增大，对同一个电容器，是一个与电量、电势差无关的常量，对不同的电容器，电势差增加1伏所需要增加的电量是不同的，也就是是不同的常数，因此，我们认为能够反映电容器容纳电荷的能力，并由此定义了一个新的物理量──电容，符号 ，让．

① 定义：电容是描述电容器容纳电量特性的物理量．它的大小可用

电容器一极的带电量与两极板电势差之比来量度．

② 量度：

③ 单位：法拉（F）

常用单位有微法（F），皮法（pF）

3．平行板电容器的电容

电容器的电容是一个与电量、电势差无关的物理量，它的大小是由电容器本身的结构决定的．那么电容器的电容跟电容器结构的哪些因素有关呢？

教师出示平行板电容器：现在我们研究平行板那电容器的电容跟哪些因素有关．

演示实验4：

（l）构成：两块平行相互绝缘金属板．

①两极间距d；②两极正对面积S．

（2）量度：, Q是某一极板所带电量的绝对值．

（3）影响平行板电容器电容的因素：

①，（Q 、S不变）

②，（Q 、D 不变）

③两极板间插入电介质时比不插入电介质时电容大．

给出电容公式：

为介电常数，k为静电力恒量．这里也可以用能的观点加以分析：电介质板插入过程中，由于束缚电荷与极板上电荷相互吸引力做功，电势能减少，故电势差降低．

4．出示常用的电容器（可以观看有关电容的视频）

（1）介绍固定电容器．

（2）介绍可变电容器．