人教版 (2019)必修 第三冊4 電容器的電容教案設(shè)計

這是一份人教版 (2019)必修 第三冊4 電容器的電容教案設(shè)計，共3頁。教案主要包含了電容器概念復(fù)習(xí)，學(xué)生設(shè)計實(shí)驗(yàn)，學(xué)生分析等內(nèi)容，歡迎下載使用。
1、體驗(yàn)電容器充放電過程中電流變化情況，進(jìn)而理解到電容器帶電的原因。
2、學(xué)會使用傳感器與計算機(jī)測量和記錄電流變化情況。
3、理解電容器充、放電過程電流的瞬時性，深刻理解電容器的作用和微觀工作原理。
4、在實(shí)驗(yàn)探究過程中體驗(yàn)科技對傳統(tǒng)物理實(shí)驗(yàn)的改進(jìn)作用，增加學(xué)習(xí)興趣，培養(yǎng)實(shí)驗(yàn)操作的科學(xué)精神。
5、在探究電容器電勢差與電荷量關(guān)系的實(shí)驗(yàn)中，提升設(shè)計定量實(shí)驗(yàn)?zāi)芰?。發(fā)展實(shí)驗(yàn)探究能力，強(qiáng)化對電荷性質(zhì)的理解。提升電路分析和改進(jìn)能力。
6、發(fā)展學(xué)生從現(xiàn)象探究本質(zhì)，從感性到理性，從宏觀到微觀分析的能力。
教學(xué)重難點(diǎn)
1、電路原理理解，接受全新的“電容概念”有一定難度。
2、軟件調(diào)試和參數(shù)設(shè)置。
3、分析現(xiàn)象。
需要定性和定量的物理實(shí)驗(yàn)的綜合，應(yīng)該運(yùn)用推理論證，分析解釋，質(zhì)疑創(chuàng)新等科學(xué)方法，找出元素或參數(shù)之間的關(guān)系，建構(gòu)足以正確描述，解釋研究對象的科學(xué)的物理概念模型。最后利用概念模型解釋生產(chǎn)和生活中的問題，補(bǔ)充和完善物理概念模型，并將概念模型內(nèi)化為學(xué)生自己的物理觀念，形成對科學(xué)本質(zhì)的認(rèn)識，培養(yǎng)學(xué)生的科學(xué)態(tài)度和責(zé)任，落實(shí)立德樹人的根本任務(wù)。本知識點(diǎn)的學(xué)習(xí)對以后振蕩電路的學(xué)習(xí)也有幫助。
教學(xué)過程
一、電容器概念復(fù)習(xí)、新課引入
電容器：由兩個導(dǎo)體中間夾一層絕緣物質(zhì)構(gòu)成。
平行板電容器：兩個金屬板，絕緣物質(zhì)為空氣。
師：將電容器與電源連接，可以對電容器進(jìn)行充電，充電后電容器兩極板帶電荷。請同學(xué)們觀察電容器充電過程電壓和電流有何規(guī)律。
（1）觀察課本上的實(shí)驗(yàn)電路圖，思考開關(guān)先后接1和2時會考到什么現(xiàn)象？
（2）為了更精準(zhǔn)捕捉變化過程，電流表可使用電流傳感器代替。（展示實(shí)驗(yàn)器材，介紹傳感器和操作界面），我們閉合開關(guān)，請同學(xué)們觀看軟件界面變化情況。
（3）學(xué)生總結(jié)：在電容器的充電過程中，在極短時間內(nèi)出現(xiàn)了充電電流，同時，電容器兩板間的電壓變大且穩(wěn)定。
（4）教師提問引入探究實(shí)驗(yàn)
教師：出現(xiàn)充電電流，說明極板上積累了電荷，兩板間也存在電勢差。請同學(xué)們思考電容器的電勢差和電荷量會不會存在什么關(guān)系？
教師：如何分析電容器的電勢差和電荷量之間的關(guān)系？應(yīng)該如何設(shè)計實(shí)驗(yàn)電路？又怎樣改變電荷量呢？
請同學(xué)進(jìn)行思考
二、學(xué)生設(shè)計實(shí)驗(yàn)、進(jìn)行實(shí)驗(yàn)操作
學(xué)生設(shè)計實(shí)驗(yàn)：取一個電容器 A 和電壓傳感器相連，把開關(guān)S 1 接1，用幾節(jié)干電池串聯(lián)后給A充電，可以看到 A 充電后兩極板具有一定的電壓。把開關(guān) S 1 接 2，使另一個相同的但不帶電的電容器 B跟A并聯(lián)（注意不要讓手或其他導(dǎo)體跟電容器的兩極板接觸，以免所帶電荷漏失），可以看到電壓表示數(shù)變?yōu)樵瓉淼囊话?；斷開開關(guān) S 1 ，閉合開關(guān) S 2 ，讓 B 的兩極板完全放電，隨后再斷開開關(guān) S 2 ，把 B 和 A 并聯(lián)，電壓表示數(shù)再次減少一半。還可以繼續(xù)這樣操作……
每次記錄下電壓的讀數(shù)。
師：為什么要求A、B電容器參數(shù)一樣呢？
生：為了使B每次獲得A所帶電荷量的一半，這樣就可以知道電荷量的關(guān)系，電壓示數(shù)讀取出來，就可得到電壓和電荷量的關(guān)系。
師：非常好，你認(rèn)為這里有什么需要特別注意的？
生：讀完電壓示數(shù)后，應(yīng)閉合S2，把B的電荷量中和掉，這樣就可以使下次再分走A一半的電荷量。
師：分析得非常到位??！核心為兩個規(guī)格相同的電容器連入電路中會等分電荷，接下來讓我們同學(xué)利用傳感器進(jìn)行探究，同學(xué)們記錄好平分電荷后，電容器兩端的電壓變化。
師：那么接下來我們進(jìn)行實(shí)驗(yàn)操作，請同學(xué)們認(rèn)真記錄數(shù)據(jù)。
三、學(xué)生分析、總結(jié)得出電容的定義
師：同學(xué)們剛才幾個讀數(shù)是多少
學(xué)生：電壓示數(shù)分別為：4.30V、 2.14V、 1.07V、 0.53V
教師：請同學(xué)們分析，兩金屬板間的電荷量和電勢差會存在什么樣的關(guān)系？
學(xué)生：電荷量減半的時候，電勢差也減半。
師:對于一個確定的電容器。兩金屬板間的電勢差和電荷量成正比關(guān)系，他們的比值是恒定的，我們把電荷量與電勢差/電壓的比值定位電容器的電容
教師：引入電容的定義，
（1）電容的符號是C，國際單位制里電容的單位是法拉，簡稱法，符號是F
教師比值法的含義，再介紹較小的單位微法、皮法。
1μF=10-6F 1pF=10-6μF=10-12F
師：是不是當(dāng)電壓值一定時，電荷量越大，電容越大呢？
生1：是！
生2：不是！
剛才的實(shí)驗(yàn)過程中，一個電壓值只對應(yīng)一個電荷量值。電荷量與電壓的比值不隨兩者的變化而變化，所以電容不由兩者決定！
（2）電容是表征電容器容納電荷特性的物理量，它的大小是由電容器的本身結(jié)構(gòu)決定的，和電容器的電荷量及兩端的電勢差無關(guān)。
板書設(shè)計
電容器的電容
1、電容器
觀察電容器的充放電現(xiàn)象
1）充、放電過程有電流，過程完成后電路無電流。
2）充電完成后電容器兩端電壓值最大。且保持不變。放電則相反，最終電壓變?yōu)?.
2、電容器的電容。
1、實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象：
電荷量減半，電勢差也減半。
電容定義：
單位：法拉，簡稱法，符號是F。微法、皮法。
1μF=10-6F 1pF=10-6μF=10-12F