課題人民教育出版社2019版必修三10.4電容器的電容【教學(xué)目標(biāo)】物理觀念（1）了解電容器的類型、特點、作用；建立電容器的模型；理解電容的概念?？茖W(xué)思維體會用物理量之比定義電容的過程；用等分法平分電荷?？茖W(xué)探究（1）通過實驗觀察電容器在充放電過程中電流與電壓的變化，分析電荷量變化和能量轉(zhuǎn)化情況；（2）通過實驗探究電容器兩極板間電勢差與所帶電荷量之間的關(guān)系?？茖W(xué)態(tài)度與責(zé)任（1）通過實驗培養(yǎng)良好的觀察習(xí)慣和嚴(yán)謹(jǐn)求實的科學(xué)精神；（2）認(rèn)識常見的電容器，能夠應(yīng)用知識分析日常生活中有關(guān)問題，有將物理知識應(yīng)用于生產(chǎn)生活實踐的意識。【學(xué)情分析】在以往教學(xué)中初步涉及靜電場中的基本物理量及其之間的關(guān)系，但學(xué)生對電容器非常陌生，既沒有初中學(xué)習(xí)的基礎(chǔ)，又缺乏生活中的感性認(rèn)識。所以學(xué)生對電容器的概念和充放電過程難以理解，需要通過實物展示、實驗演示讓學(xué)生進(jìn)行觀察體會，通過實驗反映電勢差與電荷量之間的關(guān)系，引導(dǎo)學(xué)生利用比值定義法定義電容，從而更好的理握解、掌知識?！窘虒W(xué)重點】通過實驗建立電容的概念?！窘虒W(xué)難點】實驗觀察并分析電容器充放電過程，探究兩極板間電勢差與所帶電荷量的關(guān)系?！窘虒W(xué)準(zhǔn)備】多媒體課件、電流傳感器、電壓傳感器、電壓表、電流表、導(dǎo)線、電容器、開關(guān)、電源、電腦、發(fā)光二極管、定值電阻。教學(xué)過程教學(xué)環(huán)節(jié)教師活動學(xué)生活動設(shè)計意圖新課導(dǎo)入【提問】水可以用水杯這個水容器儲存，電荷是不是也可以用一個“容器”儲存起來呢？這就是我們今天要學(xué)習(xí)的電學(xué)元件——電容器【演示】小燈泡想發(fā)光，需要電源，將電源與其相連，小燈泡持續(xù)發(fā)光。但如果沒有電源，改用手中這樣一個電容器，會有什么現(xiàn)象？小燈泡閃亮一下然后熄滅?！局v述】說明電容器也可以儲存電荷，形成短暫的電流。那么什么是電容器？它的內(nèi)部構(gòu)造是怎樣的？在兩個相距很近的平行金屬板中間夾上一層絕緣物質(zhì)——電介質(zhì)（空氣也是一種電介質(zhì)），就構(gòu)成了一個最簡單的電容器，叫做平行板電容器。正負(fù)電荷相互吸引，牢牢分布在兩極板上，電荷得以儲存。【講述】電容器的電路圖符號：電容器的作用：儲存電荷?！景鍟侩娙萜鞯臉?gòu)造作用：儲存電荷思考。觀察。思考電容器的工作原理。了解平行板電容器的結(jié)構(gòu)。結(jié)合電容器的作用，觀察并認(rèn)識電路圖符號。類比提出問題，引發(fā)學(xué)生思考。演示實驗，吸引學(xué)生注意力介紹電容器的構(gòu)造、電路圖符號、作用，為介紹電容器的充、放電過程做準(zhǔn)備。環(huán)節(jié)一電容器充放電過程環(huán)節(jié)二探究電容器兩極板間電勢差和所帶電荷量之間的關(guān)系環(huán)節(jié)三常用電容器【提問】電容器可以儲存電荷，它是怎樣“裝進(jìn)”和“倒出”電荷的呢？【演示實驗】電容器的充、放電演示。如圖連接實驗裝置，電壓表電流表可以測量電容器兩端電壓和電路中電流變化情況。當(dāng)電流表中有從左向右的電流時，指針向右偏轉(zhuǎn)。先后閉合開關(guān)1、2，觀察并描述電流表和電壓表變化情況？接1：電壓先增加后不變，電流表向右偏轉(zhuǎn)，突變到一個值后慢慢減小到0，接2：電壓減小為0，電流減小為0，方向向左。電壓變化情況電流變化情況電流表中電流方向板間電荷變化情況板間電場變化情況電容器能量變化情況開關(guān)接1開關(guān)接2a端是高電勢，b是低電勢，Uab大于零，導(dǎo)線中存在電場，b端的負(fù)電荷在電場力的作用下定向移動，從b運(yùn)動至a，電路中形成從b到a的電流，b端帶上正電荷，d端帶負(fù)電荷，b板上正電荷量不斷增加，直到ab板電勢相等，電場消失，電子不再移動，電流為0，電壓穩(wěn)定；結(jié)果是：電容器兩端帶上等量正負(fù)電荷，電容器儲存電荷，板間形成向下的電場；本質(zhì)是：電源中的能量不斷儲存在電容器中。即為電容器的充電過程。開關(guān)接2，【提問】學(xué)生討論仿照上述過程討論并回答b端帶正電荷，d端帶負(fù)電荷，bd間存在電勢差，導(dǎo)線中形成電場，在電場力的作用下，負(fù)電荷要通過電阻、電流表運(yùn)動到b端與正電荷中和，電路中形成從左到右的電流，電勢差為0時，電場消失，電子不再移動，放電完畢，沒有電流。這個過程中，電荷量減小，板間電場強(qiáng)度減小。電容器中的能量轉(zhuǎn)化為其他形式的能量，主要是電阻上的焦耳熱?！景鍟侩妷鹤兓闆r電流變化情況電流表中電流方向板間電荷變化情況板間電場變化情況電容器能量變化情況開關(guān)接1增加后穩(wěn)定減小為0從左往右增加增強(qiáng)增加開關(guān)接2減小為0減小為0從右往左減小減弱減小【提問】提問電流如何減?。烤€性或者非線性？進(jìn)一步實時觀察變化情況【演示】電流和電壓傳感器可以實時動態(tài)的反映電路中電流電壓變化情況。改用電流傳感器進(jìn)行實驗。電流變化情況【提問】圖形上下對稱，如何解釋？通過圖像我們還可以得到什么信息？我們學(xué)習(xí)了電容器的構(gòu)造、作用，觀察并分析了電容器的充放電現(xiàn)象，那么請同學(xué)們猜想電容器儲存電荷的多少可能和什么因素有關(guān)呢？展示不同的電容器可能和電容器本身有關(guān)？由上表可知，電勢差增加，電荷量增加；電勢差減小，電荷量也減小。即電勢差與電荷量變化一致，那么二者之間是否存在某種關(guān)系？探究：兩極板間電勢差跟所帶電荷量的關(guān)系選定一個電容器，測量電勢差和電荷量電勢差用電壓表測量電荷量如何測？在前面學(xué)習(xí)庫侖定律的過程中，采用等分法，將帶電和不帶電的小球接觸，電荷量會均分，多次接觸后，電荷量變成四分之一，八分之一…..啟發(fā)：將兩個相同的電容器并聯(lián)，是否也可以實現(xiàn)電荷量的平分？觀看實驗視頻：對于同一個電容器，所帶的電荷量與兩端的電勢差之比是一個常數(shù)，其Q-U圖是一條過原點的直線，斜率保持不變。改用不同的電容器，多次測量，將其Q-U關(guān)系作在同一個圖中，得到如下結(jié)果結(jié)果表明：對于同一個電容器，Q與U之比是一個常數(shù)不同的電容器，兩者之比不同可見兩者之比可以反映電容器本身的特性當(dāng)U相同時，斜率越大的電容器所帶電荷量越多，說明其儲存電荷的本領(lǐng)越強(qiáng)?！景鍟课覀儗㈦娙萜魉鶐У碾姾闪縌與電容器兩極板間電勢差U之比，叫做電容器的電容，用C表示，描述了電容器儲存電荷的特性，C越大，表明其儲存電荷的本領(lǐng)越強(qiáng)。其單位是C/V，為了紀(jì)念物理學(xué)家法拉第，稱為法拉，簡稱法，法拉是一個很大的單位，一般我們常用的是微法和皮法，其關(guān)系為1F＝106μF＝1012pF判斷以下四幅圖的正誤BCD正確，電容器的電容是一個常數(shù)，不隨Q、U而變化，它反映的是電容器本身儲存電荷的本領(lǐng)。【板書】C=Q/U，C由電容器本身決定，與QU無關(guān),為了保護(hù)電容器，加在電容器兩端的電壓不能超過某一限度，超過這個限度，電介質(zhì)將被擊穿，電容器損壞，這個極限電壓叫做擊穿電壓。在電容器外殼上標(biāo)注的電壓是工作電壓或者稱為額定電壓，比擊穿電壓要小。【板書】擊穿電壓，額定電壓常用電容器按照結(jié)構(gòu)可以分為固定電容器和可變電容器，固定電容器電容不變，常見的有聚苯乙烯電容器和電解電容器，而可變電容器的電容是可以改變的。照相機(jī)的閃光燈原理，在不到0.001s的短暫時間內(nèi)發(fā)出強(qiáng)烈閃光，瞬間電流很大，各種電池都不能承受。在實際中，常常用電容器幫助閃光實現(xiàn)它的功能。拍照前用較長的時間（一般幾秒）給電容器充電，拍照時觸發(fā)閃光燈，使電容器通過燈管瞬間放電，發(fā)出耀眼的白光。然后電源又給電容器充電，為下次閃光做準(zhǔn)備。思考觀看演示實驗，理解電容器的充、放電原理。觀察回答根據(jù)所得結(jié)果，結(jié)合充電的特點，逐步分析電容器的充電過程。分析電容器的放電過程。觀看演示實驗思考回憶電荷量平分的過程，類比啟發(fā)電容器電荷量是否也可以平分觀看視頻觀察分析結(jié)果在電容定義、定義式的基礎(chǔ)上理解電容的單位、換算關(guān)系、物理意義。思考回答參照初中所學(xué)額定電壓的概念，理解擊穿電壓。認(rèn)識不同的電容器。形象演示電容器的充、放電過程。對照電路圖分析電容器的充電過程。分析充電前后電容器的變化，幫助學(xué)生了解充電過程中各物理量的數(shù)值變化、能量轉(zhuǎn)化情況。分析放電前后電容器的變化，幫助學(xué)生了解放電過程中各物理量的變化。清楚看到電流實時變化情況設(shè)置疑問用學(xué)過的庫侖定律啟發(fā)學(xué)生引導(dǎo)學(xué)生分析圖像引入新的物理量電容明確電容的單位、物理意義對電容的定義做進(jìn)一步分析，引導(dǎo)學(xué)生更深入地理解電容的定義。用比值定義法定義物理量的基本特性。介紹常用電容器的，介紹閃光燈的工作原理，與生活實際聯(lián)系環(huán)節(jié)四：課堂小結(jié)總結(jié)：認(rèn)識了電容器的構(gòu)造和作用觀察了電容器的充放電現(xiàn)象，板間電勢差和電量變化過程中，板間電場和能量均發(fā)生變化用電容表征電容器儲存電荷的本領(lǐng)，電容等于電荷量與電勢差之比，由電容器本身決定，和QU無關(guān)，這種定義方法叫做比值定義法。了解了常用電容器：固定和可變電容器，在使用時不能超過其擊穿電壓，否則會損壞?；貞浾n堂小結(jié)串聯(lián)知識板書設(shè)計§10.4電容器的電容電容器：①構(gòu)造：②作用：儲存