人教版 选修3-1 第一章 第8节
《电容器的电容》
教学设计思路
通过视频和图片引入展示常用的电容器引起学生注意，激发学生对电容器的探究兴趣。然后展示拆开的纸制电容器了解电容器的内部构造，更加激发了学生继续探究下去的兴趣。
本课在充放电的教学环节中加入了动画演示帮助学生更加直观的体会充放电的全过程，使学生对充放电有了清晰的认识。运用演示实验使“电容”这一抽象概念变得直观、具体，学生的观察能力和抽象思维能力也得到了培养和提高。
通过ELAB数字化信息实验系统学生配合老师合作实验探究得出电容的概念。通过问题引导和类比法得出电容的物理意义，是学生对此印象深刻。
分组实验探究影响平行板电容器电容大小的因素，是学生体验探究的过程，深刻体会决定式的来历，并在实验中培养合作精神和科学素养。
进行电容器的动态分析，加深理解，进行当堂练习巩固新知。
课题
《电容器的电容》
教学
方法
主要方法：实验探究法，问题导向，任务驱动
辅助方法：讲授法、提问法、演示法等。
学法
指导
1、指导学生灵活运用自主、合作、探究的学习方式。
2、指导学生学习运用“控制变量法”和“类比法”的科学研究方法。
3、指导学生运用“比值法”定义物理量。
?
?
教
学
目
标
知识与技能
1、知道什么是电容器及常用的电容器。
2、知道电容器充、放电过程及能量的变化。
3、能从实验中得出电容的概念及定义，并能用定义式进行计算。
4、知道平行板电容器的电容跟哪些因素有关。
过程与方法
1、培养学生的科学探究能力、动手能力和抽象思维能力。
2、学习用类比法、控制变量法研究问题。
情感态度与价值观
1、渗透内因决定事物本质的哲学观点。
2、结合实际，激发学生学习物理的兴趣。
3、提高科学素养，培养合作精神。
重点
电容的概念，平行板电容器的决定式
难点
电容的概念，电容器的动态分析
教学
资源
平行板电容器，电流计，电流传感器，电容器（包括拆开的纸制电容器），ELAB数字化信息实验系统，干电池三节，导线若干。
教学流程：
教学过程：
活动内容
教师活动
学生活动
活动意图
创设情景
引入新课
（1）通过对前期所学内容复习，引出电容器元件。
（2）视频展示用超级电容器做电源的优越性。
（3）感受身边的电容器，图片展示各种电路板。
引出本节课的主要内容：结构是怎样的？原理是什么？性能如何描述？
观看视频、图片。初步感受身边的电容器
通过视频和图片展示身边常用的电容器引发学生注意，激发学生对电容器的探究兴趣。
一、电容器的构造
两个相互靠近的导体叫做电容器的两个极板，中间夹上一层绝缘物质（也叫电介质）
在两个相隔很近又彼此绝缘的导体就可以看成是一个电容器。
拆开一个纸质电容器来了解电容器的内部构造。
培养学生的观察和应变能力
二、电容器的工作原理
（1）理论分析：通过分析电路图，明确电容器的充电原理，以及电容器带电量的规定，电容器两端电压与电源电压的关系。
（2）动画演示充电过程
思考1：充电后电容器两极板的带电特点（带等量异种电荷）
思考2：电容器的带电量是指（一个极板所带电量的绝对值）
思考3：充电过程中能量是如何转化的？（电能转化为电场能）
（3）动画演示放电过程
思考1：怎样保持电压不变？
思考2：怎样保持电量不变？
小结电容器的工作原理：
电容器充电后可以储存电能，需要时再将电场能释放出来！
观看动画演示，思考并掌握充放电的实质
思考回答相应问题
因为充电过程瞬间完成学生很难掌握充放的电实质通过动画演示可以还原充放电过程使学生真正了解充放电过程。
三、电容
1、演示实验比较两个不同电容器充放不同电压下的充放电，并求出电量，分析电量和电压的关系。
实验原理：利用ELAB数字化信息实验系统，同一电容在不同的电压下充放电，通过电流传感器获得电流时间图像，用软件求I-t图像面积（积分）获得电量。
与学生合作完成实验，教师指导学生，用1．5V，3V，4.5V电压分别对1000uF，2000uF的电容器充放电，用积分软件对图像求面积获得电量，学生记录并填入表格。
电容器
组别
U
Q
Q/U
1
1
1
2
1
3
2
1
2
2
2
3
请学生汇报实验数据和总结结论: 同一个电容器Q/U不变，不同的电容器Q/U不同.
理解实验原理和方案
观察充放电过程电流的变化
记录电量数据填写实验表格
学生汇报实验数据总结实验结论
介绍用面积的方法求电量
培养学生观察能力和分析能力
2.电容的定义：
电容器所带的电量Q与电势差U的比值反映了电容器存储电荷的性能。物理学中把电容器所带电量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。
定义式：
3.单位：
4、物理意义：
思考：（1）、那么电容器的电容是不是与电量成正比，与电压成反比？
（2）、电容器的极板上带电量越大，该电容器的电容就越大吗？
（3）、电容器的极板间的电势差越大，该电容器的电容就越大吗？
（4）、电容器不带电，电容是否为零？
思考：1F=1C/V的意义？
结合实验和定义分析得出：C与Q和U无关
比值定义法的巩固理解。
类比法学习法的应用
四、平行板电容器相关因素探究
1、展示说明什么是平行板电容器。
2、观察并思考：平行板电容器的电容的大小到底由哪些因素决定呢？
3、思考：如何用实验来验证它们之间的关系呢？实验中采取什么方法？需要测什么物理量？需用哪些实验器材？如何操作实验？
4、介绍实验器材，设计实验方案
思考讨论并猜想： S、ε、d
学生分组实验，利用电容表测出电容，填表并初步分析得出C与S，d及介质之间的关系
培养学生的观察能力，指导和帮助学生学会有根据的猜想
使学生学会根据实验结果总结初步实验结论
理论与精确实验表明：平行板电容器的电容与极板的正对面积S成正比，跟两极板间的距离成反比，与介质的介电常数ε成正比。
电容的决定式：
五、平行板电容器动态分析
提出思考问题：
（1）若电容器保持与电池的连接，使两极板间的距离减小，U如何变化？Q如何变化？E如何变化？
（2）电容器充电后断开与电池的连接，使两极板之间的距离减小， Q 如何变化？U如何变化？E如何变化？
分组讨论
小组展示
六、常用电容器
（展示图片认识常用电容器）
1、认识常用电容器。
2、知道可变电容器如何来改变电容
3、知道电容器的击穿电压和额定电压，及两者的关系。
学生自学课本内容，了解电容器的分类，铭牌标注的含义及应用。
扩充知识使学生认识生活中的更多电容器
当堂练习
1、下列说法中正确的是:（??? ）
A、平行板电容器一板带电＋Q，另一板带电－Q，则此电容器不带电。
B、由公式C=Q/U 可知，电容器的电容随带电量Q的增加而变大。
C、平行板电容器保持带电量不变而增大板距时，两板间电压要减小。
D、电容器的带电量与两极板间的电势差成正比。
2、某一电容器的电容为2×10-5F，两极板间的电势差为20V，求
（1）求电容器所带电荷量？
（2）当所带电荷量减半时，电容器的电容为多少?
课堂总结
在本课的学习中你有哪些收获？
1.知识收获：一个容器，两个公式
2.方法：比值定义法、类比法、控制变量法
学生总结
板书设计
一、电容器
1、结构
2、充放电
二、电容
1、定义
2、定义式:
3、物理意义
4、单位
三、平行板电容器
四、常用电容器
作业布置
完善学案。查阅课内外资料了解更多电容器的应用知识。
课件15张PPT。2019-2-61《电容器的电容》2019-2-612019-2-61闪光灯电脑主板信号处理器电动车充电器金属金属纸2019-2-61如：平行板电容器。一、电容器1.构造：实际上，任何两个彼此绝缘又相距很近的导体，组成一个电容器。 电池2019-2-61一、电容器2.充电、放电：充电过程放电过程电容器所带的电量：一个极板上所带电荷量的绝对值。U不变Q不变怎样保持U不变？
怎样保持Q不变？2019-2-61二、电容结论：1.一个电容器 Q/U 不变。2.不同的电容器Q/U 不同。1.探究U 与 Q 的关系：问题：极板间的电势差 U 跟电量 Q 有什么关系呢？2019-2-61二、电容2.定义 ：
电容器所带的电量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 ： 比值定义法结合实验和电容的定义，思考以下问题：电容器的电容C与 Q、U 的大小无关（1） Q越大，C是否越大？
（2） U越小，C是否越大？
（3）电容器不带电，C是否为0？2019-2-61二、电容5.物理意义 ：
表示电容器容纳电荷的本领的物理量.4.电容的单位：法拉，F微法（μＦ）、皮法（pＦ） 1F=1C/V 2019-2-61三、平行板电容器的电容问题：平行板电容器的电容与哪些因素有关呢？设计：探究过程中，需用到什么方法呢？实验：第一步只改变板间距离d，第二步只改变正对面积S，第三步只在两板插入介质 ε增大 猜想：减小减小增大2019-2-61三、平行板电容器的电容结论：平行板电容器的电容与两极板的正对面积S，与介质的介电常数ε成正比，与两板间距离d成反比。k为静电力常量?为相对介电常数2019-2-61 U不变，思考与讨论：（2）电容器充电后断开与电池的连接，使两极板之间的距离减小，电压U、电量Q、场强E如何变化？（1）若电容器保持与电池的连接，使两极板间的距离减小，电压U、电量Q、场强E如何变化？ Q不变，C增大，Q增大，U减小，E不变。???C增大，E增大。2019-2-611、下列说法中正确的是:（??? ）
A、平行板电容器一板带电＋Q，另一板带电－Q，则此电容器不带电。
B、由公式C=Q/U 可知，电容器的电容随带电量Q的增加而变大。
C、平行板电容器保持带电量不变而增大板距时，两板间电压要减小。
D、电容器的带电量与两极板间的电势差成正比。即时演练 ：2、某一电容器的电容为2×10-5F，两极板间的电势差为20V，求
（1）求电容器所带电荷量？
（2）当所带电荷量减半时，电容器的电容为多少?4×10-4C不变D2019-2-61四、常用电容器固定电容器可变电容器自主学习2019-2-61总结：1.知识2.方法控制变量法
比值定义法一个“容器”
两个公式
