10.4 电容器 教学设计

《电容器》教学设计
设计思想：
1、教材的组织结构和灵活处理
通过学生熟悉又不经常接触的电路板的演示实验造成悬念，激发学生的学习兴趣，不使学生感到枯燥；通过演示实验说明电容器的充电、放电过程以及电容器带电量跟电压的关系，化抽象为直观，不使学生感到难懂；通过直筒容器装水的情形进行类比，更能加深对电容器概念的理解。使学生研究透充、放电过程，是突破难点的关键。
2、方法选择及选择依据
根据本节课教材的地位与作用，内容特点和学生思维活动的特点，培养学生分析问题解决问题的能力，抽象概括的能力，我采用课前布置学生复习和预习相关知识，在此期间教师辅导、答疑，课堂授课以讨论、谈话、类比、诱导为主，习题、作业以学生自主学习、教师辅导为主的整体教学法。
教材分析：
《电容器》是电工基础教材内容，是后面学习LC振荡电路所必须的准备知识，也是进一步学习交流电路和电子线路的基础。在教材中让学生了解到电容器在生活中的应用以及各种类型的电容器，通过剖析电容器了解电容器的结构，结合电容器的一些特性，如放电特性、改变电容器电容的方法等，通过实验联系生活中应用的一些实例，让学生把电工知识与生活联系到了一起，使学生真正体会到了电工学的实用，贴切。
学生分析：
学生在平时的生活中很少直接接触过电容器，对电容器的结构和作用并不了解。学生知识基础一般，学习能力一般，但通过老师引导能深入的思考问题，并主动提出问题，但是他们的抽象思维能力比较弱。所以，在教学中应充分利用类比的方法，充分利用学生原有的知识基础，由旧知引新知，将抽象的概念转化为形象的事物，教师时时调动学生，处处设置问题，紧紧抓住学生的思维动向，为学生概念的形成搭桥铺路。利用大量的电容器图片、文字资料使学生得到感官上的认识，激发学习电容器知识的兴趣。
教学目标：
1、知识方面使学生了解电容器概念及其作用。理解电容概念，能分析电容有关问题，进行简单的计算。只要了解常见电容器的电容，知道公式的物理意义即可，这里不涉及孤立导体的电容。对于部分基础较好的学生，可以让他们知道平行板电容器的电容公式，这对学习电容器的应用有帮助。能力方面根据职业教育的要求，注重学生基本知识的培养的同时，培养学生抽象、概括的思维能力及分析问题和解决问题的实践能力，培养学生思维的严密性。通过学习电容器能让学生举例说明电容器在实际生活中的应用，使学生把电工知识与生活联系起来。
2、展示电视机、计算机、收音机等的电路板，上面有许多较大的圆柱状元件，设置悬念激发学生的学习兴趣，不令学生感到枯燥；通过演示实验说明电容器的充电、放电过程以及电容器带电量跟电压的关系，化抽象为直观，不使学生感到难懂；通过直筒容器装水的情形进行类比，更能加深对电容器概念的理解。使学生研究透充、放电过程，是突破难点的关键。在结合实际应用解释充放电过程中能量的转化，例如照相机外置闪光灯的原理、许多楼道灯自动开关的原理等等这样可以激发学生的兴趣加深理解。课堂上通过《剖析电容器》分小组实验叫学生自己去观察电容器的主要组成材料。让学生通过观察不同的电路板发现电容器并不是一样的比如《电子门铃》和《电子可调闪光灯》的电路板上的电容就不是一样的，教师再总结电容的种类。加深对电容器的了解和拓展知识面。课堂上教师辅导、答疑，课堂授课以讨论、谈话、类比、诱导为主，习题、作业以学生自主学习、教师辅导为主的整体教学法。
3、 通过这节内容的学习培养学生自主学习、理论联系实际和抽象思维的能力。是学生真正感受到我们的电工知识的魅力，培养学生热爱专业的情感。有参与科技活动的热情，有将电工知识应用于生活和生产实践的意识，勇于探究与日常生活有关的电工学问题。培养主动和其他人合作的精神，有将自己的见解与他人交流的愿望，敢于坚持正确观点，勇于修正错误，具有团队精神。
重点和难点：
重点：电容器在电子技术和电工技术中的应用。
难点：电容器的电容的概念。
教学过程设计：
一、引入课题：
创设情境、提出问题
展示手机、无线电收音机等任意一个的电路板发现上面有许多的圆柱形状的
元器件（如果条件不允许也可以展示出计算机或收音机等的电路板图片）
上面的圆柱状器件标C的是这节课要学习的电容器。那到底什么是电容器那？
二、电容器的结构
分组实验、得出结论
学生每组4人做实验《解剖电容器》实验。取日光灯上的废启辉器，将其拆开，把其中的电容器取出。小心将封装电容器的蜡去掉，并把组成电容器的各个部分分开，然后仔细观察。回答以下问题：
1、电容器由哪几种主要的材料组成？
2、电容器内有几片金属箔？
3、电容器金属箔的面积约为多少平方米？
每个组出代表作答，比较答案。教师总结，给出正确答案。启辉器，俗称跳泡，它在日光灯起辉时，起自动开关作用。启辉器的结构由图所示。在外内装着一个充有氩氖混合惰性气体的玻璃泡，泡内有一个固定电极（静触片）和一个动触片组成的自动开关。动触片用双金属片制成倒U型，受热后动触极膨胀，与静触极接通；冷却后自动收缩复位，与静触片脱离。两个触片间并联一只0．005微法的电容器，其作用是消除火花对电信设备的影响，并与镇流器组成振荡电路，延迟灯丝预热时间，有利于日光灯起辉。
两块靠得很近、用空气或其他物质绝缘的平行金属板就构成一种最简单的电容器，称为平行板电容器。这两块金属板叫做电容器的极板。为了增大容量，减小体积，常常把极板和绝缘介质卷起来，把电容器做成圆柱状。事实上，尽管形形色色的电容器大小、形状各异，它们往往都是平行板电容器的某种变形。刚刚我们拆的就是一个。
三、研究电容器的工作过程
方案一：演示实验：
1、充电过程：演示书上演示实验
2、放电过程：演示书上演示实验
充电的电容器中贮存着电能，这些电能存在于电容器的两极板之间的电场中，因而又称电场能。充电的时候，电源的能量转化为电场能；放电时候，电场能转化为其他形式的能。
做演示实验让学生明白其中的能量转化。为了加深学生的印象举例说明比如照相机的外置闪光灯就是利用电容器的充放电过程工作的。再举贴近生活的例子比如光控自动开关也是利用其原理。
教师讲解照相用的闪光灯利用电容器的充放电来工作。闪光灯管工作的时间很短，工作电流却很大，可达数百安培，一般小型电源难以应付。电容器可以解决这个问题。闭合闪光灯开关后，电源以较小的电流用较长的时间为电容器充电，摄影时电容器通过闪光灯管迅速放电，发出耀眼的白光。闪光灯用过一次之后要过几秒钟才能再次闪光，这段时间就是电容器的充电时间。
方案二：通过网络环境借助网络丰富的资源来实现互动，让学生在网络上自己自主的学习了解电容和充放电过程，然后生生交流师生交流或者在BBS上发布自己的留言教师在归纳总结。真正让学生成为课堂的主角，参与到课堂之中去，让大脑真的动起来。
四、类比方法 加深电容的理解
通过不同的电容器充放电后观察到放电现象（声音、火花的强弱）的不同，引导学生得出不同的电容器容纳电荷的本领不一样的事实。在通过类比水桶的方法引出电容器的电容是描述电容器容纳电荷本领的物理量，并且电容大小可用公式计算。以书中例题为例简单练习。教师总结讲解指出电容的物理意义、定义式、单位等要点。
单位是法拉，简称法，符号F。常用的单位还有(vF)微法和皮法（pF）
1F=106Vf=1012pf
一般说来，构成电容器的两个导体的正对面积越大，距离越近，这个电容器的电容就越大；两个导体间电介质的性质也会影响电容器的电容。（对于平行板电容器的电容公式只要求基础较好的同学掌握）
五、耐压值 击穿电压的理解
每组同学发铭牌不同的电容器，发现上面的标示是不一样的让学生自主去理解其意义，教师再讲解。
六、常见电容器
常见电容器可以分为固定电容器和可变电容器两大类。
1、电容器
展示平行板电容器图、展示纸质卷起来的电容器。
2、方案一：让学生去观察手中的电路板还有什么不同的电容器。教师最后总结电容器的种类以及用途。
在陶瓷片的两面或陶瓷管的内外壁各镀一层金属薄膜，就制成了陶瓷电容器 改变铝箔的面积或薄膜的厚度，就可以制成电容大小不同的聚苯乙烯电容器。
电解电容外型，这种电容用铝箔作一个极板，用铝箔上很薄的一层氧化膜作电介质，用浸渍过电解液的导电纸作另一个极板。由于氧化膜很薄，电解电容器的电容较大。
在收音机里用的都是可变电容器，它有互相绝缘的两组金属片，固定的一组金属片叫定片，可以转动的一组金属片叫动片，转动动片，两组金属片的正对面积发生变化，电容也随之改变。
方案二：学生阅读书中资料自己总结归纳。或者利用网络资源去更多的查找。
七、巩固练习：
1、一个电容器的电容是,要使两板间的电势差为90V，需要给极板带多少电荷？
2、天空中的云和大地都是导体，二者构成一个电容器，如果云中聚集着1C的正电荷，云和大地之间的电压是V，试求云层和地面构成的电容器的电容量。
八、课后研究性作业：
题目：《电容式话筒的原理》
要求：学生课分组每6个人一组，把资料整理形成书面材料下个星期上教。