10.4 电容器的电容 教学设计-2021-2022学年高二上学期物理人教版（2019）必修第三册

10.4电容器的电容
一、教材分析
《电容器的电容》是普通高中教科书物理必修第三册第十章第4节的内容。电容器是一种重要的电学元件，在实际生活中有着广泛的应用，本章前几节中已经学习电荷量、电场强度、电势差等物理量，这节内容既是对以上知识的综合应用，也是物理在实际生活中的体现，同时也为下节学习带电粒子在匀强电场中的运动打下基础，在教材中起着承上启下的重要作用。
二、学情分析
学习本节之前，学生已经学习了电场的知识，为学习本节内容奠定了一定的基础。但电容器对于学生来说非常陌生，电容器的充放电过程和电容概念，也非常抽象，学生对电容器的电容由哪些因素决定也需要有一个逐渐认识的过程。因此，在教学中增设实验，并注意从学生已有的知识出发，通过探究实验、协作交流、分析论证和归纳结论等方式和过程，让学生很自然的理解和接受新知识，同时培养和提高学生实验观察、科学探究、分析论证、归纳根据等诸多方面的能力。
三、教学目标
（一）物理观念
1.认识常见的电容器，知道电容器的结构和功能。
2.通过实验感知电容器的充、放电现象。
3.知道电容器充电过程和放电过程中电流、电压与能量的变化特点。
（二）科学思维
1.理解电容的概念及定义方法，掌握电容的定义公式、单位，并会应用定义式进行简单的计算。
2.能够控制变量，结合图象分析电荷量与极板电压这一对物理量之间的关系。
（三）科学探究
1.能够设计电荷量、电压两个变量的控制方案，作出二者的关系图线。
2.通过库仑二分法思想平分电容器的电荷，用电压传感器测量极板电压，探究不同电容器的电荷量与电压的比值。
（四）科学态度与责任
1.认识电容器的电容是由电容器本身的属性决定的，与极板电量和电压无关。
2.用学过的物理术语、图象交流科学探究的结果。
四、教学重点
1.电容概念的建立过程和电容定义式的探究过程。
2.平行板电容器电容与它自身因素关系的探究过程。
五、教学难点
1.电容器充电过程和放电过程的理解。
2.电容器电容概念的理解和定义式。
3.如何探究影响平行板电容器大小的因素。
六、教学流程
七、教学过程
（一）创设情境，提出问题
1.通过演示莱顿瓶放电的过程，学生们会看到一个闪光，听到“啪”的一声，使学生树立了电容器可以储存能量的物理观念。
2.探究电容器能够储存电荷和产生电火花的原因，提出问题：电容器储电的多少与哪些因素有关？
（二）科学探究，建立概念
1.展示电容器实物，拆开电容器，让学生观察了解电容器的两块极板和极板间的介质，介绍电容器的主要构件：极板和介质，给出电容器的电路符号。
2.演示电容器的充电过程和放电过程，探究电容器所带的电荷量Q与电容器两极板间电势差U的关系。
如图，将三个构造完全一样但不带电的电容器并联，合上S和S1，断开S2和S3，对电容器甲充电，用电压传感器读出电压表的示数为U；然后断开S，合上S2，电容器甲和乙所带电量相等，均为总电量的，读出电压表的示数为；再合上S3，电容器甲、乙、丙所带电量相等，均为总电量的，读出电压表的示数为。换用不同的电容器进行时间，得出Q与U的比值不同。
（三）归纳总结，明确内涵
1.通过观察演示实验中电压表示数随两极板间电荷量的改变情况，总结得出：一个电容器两极板间的电势差随电容器所带电荷量的减少而减小，成正比，比值是一个常量，我们用常数C来表示，不同的电容器Q与U的比值C不同。
2.电容的定义式：电容器所带的电荷量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，用C来表示。
3.电容的单位：基本单位法拉（F），1F=1C/V
（四）实验观察，总结规律
1.猜想：电容是电容器本身的一种属性。不同的电容器电容为什么不同？它到底又和哪些因素有关呢？
2.实验目的：探究平行板电容器与极板间距、正对面积、极板间绝缘介质相对介电常数的关系。
3.实验方法：控制变量法。依次只改变两极板间的距离、正对面积、插入和拔出电介质，然后根据进行分析得出结论。
4.实验结论：平行板电容器两极板间是真空时，电容C跟正对面积S成正比，跟两极板间距离d成反比，即。
板间充满某种介质时，C 、会变为板间为真空时的若干倍，这一倍数叫这种电介质的相对介电常数，用εr表示，即。
（五）合作共建，课堂小结
通过和学生一起进行课堂总结，帮助学生形成本节课的知识结构。
八、板书设计
创设情境
提出问题
科学探究
建立概念
归纳总结
明确内涵
实验观察
总结规律
合作共建
课堂小结
第4节 电容器的电容
一、电容器的构造与作用
1.构造：任何两个彼此绝缘又相隔很近的导体，组成一个电容器。
2.作用：储存电荷与能量。
二、电容
１.意义：描述电容器储存电荷的本领的物理量。
２.定义： 电容器所带电荷量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。
３.定义式：
4 .单位：法拉，F；1 F = 106μF = 1012 pF
三、平行板电容大小决定的因素：