第一篇：1.4電容器_教學(xué)設(shè)計_教案

教學(xué)準(zhǔn)備

1.教學(xué)目標(biāo)

【教學(xué)目標(biāo)】

1、知識與技能

⑴知道電容器的概念；了解常見電容器的外形、結(jié)構(gòu)和符號 ⑵理解電容的意義，知道其單位，并會用電容定義式進(jìn)行計算 ⑶了解影響平行板電容器電容的相關(guān)因素及其電容的決定式。

2、過程與方法

通過實(shí)驗(yàn)與觀察，了解電容器的構(gòu)造和特點(diǎn)，知道電容器的基本作用是儲存電荷。通過類比法理解電容器的電容概念。

3、情感態(tài)度與價值觀

滲透事物的本質(zhì)是有自身的因素即內(nèi)因決定，不由外因決定的觀點(diǎn)。

2.教學(xué)重點(diǎn)/難點(diǎn)

【教學(xué)重點(diǎn)】電容的概念

【教學(xué)難點(diǎn)】電容的引入與理解；研究影響平行板電容器電容大小因素的實(shí)驗(yàn)探究。

3.教學(xué)用具 4.標(biāo)簽

教學(xué)過程 【教學(xué)過程】

新課引入：感知電容器，電容器在我們當(dāng)今生活中隨處可見，如電腦、電視機(jī)、收音機(jī)等幾乎所有用電器中都有電容器。以老師手上的電腦主板為例，看看哪些是電容器。

（一）電容器的結(jié)構(gòu)

1、構(gòu)造：實(shí)際上，任何兩個彼此絕緣又相距很近的導(dǎo)體都可以看成一個電容器。問題討論：

2、充電、放電

演示：連接課本29頁的電路 現(xiàn)象觀察：當(dāng)接a時，G偏轉(zhuǎn)

當(dāng)接b時，G反偏轉(zhuǎn)

充電時，帶電量Q增加,板間電壓U增加,板間場強(qiáng)E增加, 電場能增加。

放電時，帶電量Q減少,板間電壓U減小,板間 場強(qiáng)E減小, 電場能減小。

（二）電容

提出問題1：既然電容器是用來儲存電荷的，而不同電容器容納電荷的本領(lǐng)是不同的，我們應(yīng)該用一個物理量表示電容器容納電荷的能力，這應(yīng)是一個怎樣的物理量呢？

定性分析：對一個電容器來說，其儲電能力應(yīng)該是一定的，我們找到的這個物理量對這個電容器來說也應(yīng)該是不變的。對電容概念的總結(jié)：

1、定義：電容器所帶的電荷量Q與電容器兩極板間的電勢差U的比值

2、定義式：，或者（比值定義）

3、物理意義：C是表示電容器容納電荷本領(lǐng)的物理量。

4、單位：在國際單位制中單位是法拉（F），1F=1C/V

1μF=10-6F，1рF=10-12F 常見電容器，一般是幾十pF到幾千μF之間 類比理解：

C大，意味著U=1V時，容納的電荷量大，儲電本領(lǐng)強(qiáng) 不同容器裝水，水深都是1㎝，S大的容器容納的水量多 問題討論：

①S大，能裝水的總量就一定多嗎？（不一定，容器的高度h不同，V=Sh）②C大，能儲存的電荷量就一定多嗎？（不一定，C能承受的最大電壓不同）（因此，C大，儲電本領(lǐng)大，是指相對于同一電勢差U而言；電容器能容納的電荷還跟它能承受的最大電壓有關(guān)。引出擊穿電壓、額定電壓的概念。）

（三）影響平行板電容器電容大小的因素

1、討論：C由Q、U決定嗎？

從理論角度進(jìn)行定量研究，表明：

⑴當(dāng)平行板電容器兩極板之間是真空時，⑵當(dāng)板間充滿同一種介質(zhì)時，電容變大為真空時的 倍，即

（四）常見的電容器介紹

1、從構(gòu)造上看，可分為固定電容器和可變電容器

2、固定電容器根據(jù)材料不同，常見的有： 聚苯乙烯電容器；陶瓷電容器

電解電容器（電容比較大，有極性），符號：

3、可變電容器

4、擊穿電壓

額定電壓（工作電壓）～電容器的外殼有標(biāo)注

課堂練習(xí)1．對于一個確定的電容器的電容正確的理解是()

A．電容與帶電量成正比

B．電容與電勢差成反比

C．電容器帶電量越大時，電容越大

D．對確定的電容器,每板帶電量增加,兩板間電勢差必增加．

2、兩個電容器電量之比為2:1，電壓之比為1:2，則它們的電容之比

為

.3．（多選）下列哪些措施可以使電介質(zhì)為空氣的平行板電容器的電容變大些（）

A．使兩極板靠近些

B．增大兩極板的正對面積 C．把兩極板的距離拉開些

D．在兩極板間放入云母

4、如圖所示,先接通開關(guān)S使平行板電容器充電,然后斷開S,則當(dāng)增大兩板間距離時,電容器所帶的電荷量Q,電容C,兩板間電壓U及兩板間電場強(qiáng)度E的變化情況為()

A.Q變小,C不變,U不變,E不變 B.Q變小,C變小,U不變,E變小 C.Q不變,C變小,U變大,E不變 D.Q不變,C不變,U變小,E變小

若開關(guān)S閉合后不斷開,則當(dāng)增大兩板間距離時,電容器所帶的電荷量Q,電容C,兩板間電壓U及兩板間電場強(qiáng)度E的變化情況為()

課堂小結(jié) 小結(jié)：

一、常用電容器的構(gòu)造：極板、電介質(zhì)。

電容器充放電過程。

二、電容是表示電容器容納電荷本領(lǐng)的物理量，它取決于相對介電常數(shù)ε、正對面積S、極板間的距離d、三、電容器使用時注意不要超過額定電壓，防止被擊穿。

第二篇：《電容器的電容》教學(xué)設(shè)計

《電容器的電容》說課稿

一．教材分析

《電容器的電容》是人教版高中物理選修3-1第一章靜電場中第8節(jié)內(nèi)容。其主要內(nèi)容包括：電容器、電容、平行板電容器的電容和常用電容器。本節(jié)中包含兩個考綱中的Ⅰ級知識點(diǎn)，即常用的電容器,電容器的電壓、電量和電容的關(guān)系,是高考中的重要知識點(diǎn)，也是電場一章的重點(diǎn)。它是學(xué)完勻強(qiáng)電場后的一個重要應(yīng)用，也是后面學(xué)習(xí)交流電路（電感和電容對交流電流的影響）和電子線路（電磁振蕩）的預(yù)備知識，在教材中起承上啟下的作用。二．學(xué)情分析

由于本節(jié)要用到靜電場中電荷、電勢差的知識，若學(xué)生對這部分知識理解不夠，分析起問題來就會顯得吃力。同時，在學(xué)習(xí)電容器的充、放電過程時，需要學(xué)生具備較好的概括及抽象思維能力，而高中生抽象思維能力水平不高，所以此處易成為學(xué)習(xí)本節(jié)的難點(diǎn)。探究影響平行板電容器電容大小的因素，需學(xué)生猜想、設(shè)計實(shí)驗(yàn)并驗(yàn)證，學(xué)生的探究能力和較弱的動手能力會影響實(shí)驗(yàn)過程。三．教學(xué)目標(biāo) 1．知識與技能

⑴．知道電容器的概念及構(gòu)造，認(rèn)識常見的電容器；

⑵．理解電容的概念及定義方法，掌握電容的定義式、單位，并會用定義式進(jìn)行簡單的計算；

⑶．通過探究實(shí)驗(yàn)了解影響平行板電容器電容大小的因素；了解平行板電容器的電容公式，知道改變平行板電容器的電容大小的方法。2．過程與方法

⑴．通過實(shí)驗(yàn)感知電容器的充、放電過程；

⑵．通過電容與水容器的類比，體會電容是表示電容器容納電荷本領(lǐng)的物理量； ⑶．通過探究試驗(yàn)找出影響平行板電容器電容大小的因素。3．情感態(tài)度與價值觀

通過本節(jié)學(xué)習(xí)，讓同學(xué)體會電子元件的奇妙，增強(qiáng)探索物理世界的奧秘的好奇心，通過探究試驗(yàn)，增強(qiáng)學(xué)生設(shè)計實(shí)驗(yàn)、處理實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)的能力，并在實(shí)驗(yàn)中體會探索規(guī)律的艱辛以及獲得成功的喜悅。四．教學(xué)重點(diǎn)和難點(diǎn)

本節(jié)的重點(diǎn)內(nèi)容是常用的電容器，電容器的電壓、電量和電容的關(guān)系。其難點(diǎn)一是電容器的構(gòu)造和充、放電；二是對電容概念的理解和定義式，為突破該點(diǎn)我首先利用傳感器形象展示電容器的電量和電壓，再用水容器和電容器類比，理解電容；三是如何探究影響平行板電容器電容的相關(guān)因素，針對操作難點(diǎn)我對實(shí)驗(yàn)器材進(jìn)行改進(jìn)以降低實(shí)驗(yàn)難度。五．教學(xué)方法

針對學(xué)生情況和教材的重、難點(diǎn)，設(shè)計了如下教學(xué)方法： 1．啟發(fā)式教學(xué)

針對問題創(chuàng)設(shè)情境，學(xué)生在教師的啟發(fā)下解決問題，可以充分體現(xiàn)學(xué)生的主體地位。2．類比法教學(xué)

本節(jié)利用水容器水量與水面高度關(guān)系來類比電容器帶電量與電壓的關(guān)系，幫助學(xué)生對電容的理解。

3．探究式實(shí)驗(yàn)教學(xué)

引導(dǎo)學(xué)生自主探究平板電容器的電容與極板正對面積、極板距離、介電常數(shù)三者之間的關(guān)系，使學(xué)生在探索中加深對知識的理解，找出自己渴望得到的答案。六．教學(xué)過程

1．課堂引入（2分鐘）

利用家中的洗衣機(jī)故障為例引入電容器，洗衣機(jī)通電后不工作，用手啟動旋轉(zhuǎn)桶后能工作，經(jīng)檢修更換啟動電容器后正常工作，可見電容器是一個重要的元件。

在大量的用電器中都用到電容器，讓學(xué)生觀看收音機(jī)、電視機(jī)、VCD和計算機(jī)線路板上的電容器，形成直觀的認(rèn)識。

2．電容器的構(gòu)造（5分鐘）

電容器的外形多種多樣，以紙質(zhì)電容器為例介紹電容器的構(gòu)造。讓學(xué)生拆開紙質(zhì)電容器，觀察電容器的基本構(gòu)造，并總結(jié)電容器的構(gòu)造。

思考：兩個疊放在一起的金屬盆，中間用絕緣的塑料隔開，能否構(gòu)成一個電容器？兩個相互靠近的人，能否構(gòu)成一個電容器？

由學(xué)生總結(jié)：任何兩個彼此絕緣又相距很近的導(dǎo)體，都可以看成一個電容器。

3．電容器的作用（5分鐘）

由水容器能盛水引出電容器能儲存電荷，讓學(xué)生思考一下如何將電荷“倒入”電容器中，學(xué)生能分析出將電容器接到電源上給電容器充電。以動畫為例幫助學(xué)生理解電容器充、放電的過程，引導(dǎo)學(xué)生注意“電容器所帶電量為一個極板電荷量的絕對值”，還應(yīng)注意電容器儲存電荷的同時，兩極板間有電壓，也儲存了電場能。

提出問題：電容器儲存電荷與兩板間的電壓有什么關(guān)系？

因?yàn)槲覀儫o法直觀的觀察電容器儲存電荷的多少，我們利用計算機(jī)和電流、電壓傳感器輔助設(shè)備，展示充電電流的波形圖線，得出電容器充電電壓與電荷量的關(guān)系圖線，由圖線可直觀的看出電壓與電荷量成正比。不同的電容器在相同的電壓下充電電荷量不同，但電壓與電荷量仍成正比。4．電容

不同的電容器使兩極板間的電壓均為1V時，所帶電荷量不同，與此類同，不同的容器使其中的水位均為1cm時，水的體積不同。但同一個容器，使水位每升高1cm，所加入水的體積相同。升高的水位與加入水的體積成正比，提出問題：加入水的體積與水位升高的高度之比表示什么？學(xué)生能總結(jié)出比值為容器的底面積，與容器中有無水和水量的多少無關(guān)，由容器本身決定。

進(jìn)一步對比：同一個電容器，每使板間電壓增加1V，所需電荷量相同，提出問題：電容器的電荷量與板間電壓的比值表示什么？因?yàn)閮烧叱烧龋戎涤贸?shù)C表示，即電容器的電容。與電容器是否帶電及所帶電荷量的多少無關(guān)，由電容器本身決定。

5．合作探究

電容器的電容由電容器本身決定，我們以平行板電容器為例，探究影響電容的相關(guān)因素。

閱讀P30演示實(shí)驗(yàn)，討論以下問題：

（1）影響平行板電容器電容有哪些因素？

（2）當(dāng)平行板電容器的電容與多個因素有關(guān)時，應(yīng)如何探究？

（3）無法直觀的比較電容的大小，應(yīng)通過什么方法判斷電容的變化？（4）如何根據(jù)靜電計判斷電壓的變化？

通過以上問題讓學(xué)生猜想影響電容器電容的因素，并能用控制變量法進(jìn)行實(shí)驗(yàn)探究，又因?yàn)闊o法直接觀察到電容的變化，應(yīng)保持電量不變，通過電壓的變化來反映電容的變化，還應(yīng)學(xué)會如何利用靜電計來測量電容器兩極板的電壓。

課本上實(shí)驗(yàn)器材較難操作，主要存在以下幾個問題，一是板間距離不能太大，距離較大時，改變板間距離，電壓變化不明顯；二是改變兩板的正對面積時，很難保證板間距離的不變；三是向兩板間加入電介質(zhì)時，容易使介質(zhì)與極板相碰；四是很難保證電容器電荷量不變。通過對實(shí)驗(yàn)的改進(jìn)解決以上問題。

學(xué)生實(shí)驗(yàn)

總結(jié)，6．常用電容器

讓學(xué)生了解常用的電容器，分為固定電容器和可變電容器，了解電容器使用時應(yīng)注意的問題，如擊穿電壓、工作電壓等。七．板書設(shè)計 八．課堂達(dá)標(biāo) 九．課下作業(yè)

第三篇：電容器與電容教學(xué)設(shè)計

電容器與電容教學(xué)設(shè)計

物理師范三班

沈亞南

*** 課型：新授課

課時：一課時

教材分析

《電容器、電容》是高考的熱點(diǎn)，是電場一章的重點(diǎn)和難點(diǎn)，在教材中占有重要地位。它是學(xué)完勻強(qiáng)電場后的一個重要應(yīng)用，也是后面學(xué)習(xí)交流電路（電感和電容對交流電的影響）和電子線路（電磁振蕩）的預(yù)備知識，在教材中起承上啟下的作用。學(xué)情分析

通過這一堂課的教學(xué)，讓學(xué)生知道電容器的結(jié)構(gòu)，明確電容器的作用，了解電容器的工作方式，重點(diǎn)掌握電容器的電容概念，知道它們與電量、電壓無關(guān)。教 學(xué) 目 標(biāo)

（一）知識與技能

1、知道電容器以及常用的電容器。

2、理解電容的定義式C=Q/U，并會進(jìn)行有關(guān)的計算。

3、知道平行板電容器的電容與什么因素有關(guān)。

（二）過程與方法

通過本節(jié)教學(xué)，培養(yǎng)學(xué)生的科學(xué)研究能力、實(shí)驗(yàn)觀察能力和抽象思維能力

（三）情感態(tài)度與價值觀

電容器兩極板帶等量異種電荷，體現(xiàn)物理學(xué)中的對稱美；滲透了事物的本質(zhì)由自身的因素決定，即內(nèi)因決定，不由外因決定的觀點(diǎn) 教學(xué)重點(diǎn)、難點(diǎn)

電容的概念及決定電容大小的因素

電容的概念，電容器的電量與電壓的關(guān)系，電容器的充放電過程 教 學(xué) 方 法

類比法、實(shí)驗(yàn)法探究、講授、討論、練習(xí)教 學(xué) 活 動

（一）引入新課

前邊我們知道兩塊平行金屬板間的電場是勻強(qiáng)電場，今天我們繼續(xù)學(xué)習(xí)一種類似于平行金屬板構(gòu)造的元件——電容器。

（二）進(jìn)行新課

1、電容器

教師：出示電容器示教板，放幻燈，使學(xué)生仔細(xì)觀察，找出電容器的共同點(diǎn)，下一定義。

學(xué)生總結(jié)，教師評析，得出電容器的概念：

電容器：任何兩個彼此絕緣又相隔很近的導(dǎo)體，組成一個電容器。［指出］前面提到的平行板電容器就是一種最簡單的電容器。下面以平行板電容器為例來學(xué)習(xí)有關(guān)電容器的一些基本知識。

（1）充電：電容器兩板分別接在電池兩端，兩板帶上等量異種電荷的過程。（2）放電：充了電的電容器的兩板用導(dǎo)線相連，使兩板上正、負(fù)電荷中和的過程。

［指出］兩過程分別有短暫的充電電流，放電電流。

討論：充電后兩板間有了電場，具有電場能，你能分析一下充電、放電過程能量如何轉(zhuǎn)化？

［學(xué)生分析得］充電：電源能量→電場能；放電：電場能→其他形式能 ［指出］電容器所帶電荷量：每個極板所帶電荷量的絕對值.［過渡］電容器是容納電荷的容器。一個電容器容納電荷的本領(lǐng)如何描述呢？用電容器所帶電荷量描述嗎？

2、電容

［問題］甲電容器兩板各帶2 C電量，板間電壓為2000 V，乙電容器兩板各帶3 C電量，板間電壓為4000 V，能否說乙電容器容納電荷的能力大呢？

［學(xué)生討論得］不能。電容器所帶電量越多，板間電壓越大。對上述問題，不能在電壓不同這種不對等情況下比較電量。應(yīng)在相同電壓下討論?？扇? V電壓下對比它們的電量。

［學(xué)生動手計算］甲： 乙：，所以甲容納電荷的本領(lǐng)大。

［學(xué)生總結(jié)］可用電容器所帶電量與兩板間電壓的比值來描述電容器容納電荷的本領(lǐng)。

教師指出：引入一個新的物理量——電容來描述。

［投影］電容器所帶電荷量Q與電容器兩極板間的電勢差U的比值，叫做電容器的電容，在數(shù)值上等于使兩板間電勢差為1 V時電容器所帶電荷量。

［提醒學(xué)生］這是比值定義法定義的。［問題］C由Q、U決定嗎？

［學(xué)生思考回答］C不由Q、U這些外界因素決定，因?yàn)橐隒是描述電容器容納電荷本領(lǐng)的，是電容器本身的特性，故C由自身條件決定。

［板書］ 定義式：，C不由Q、U決定

Q=CU，Q由C、U決定 U= Q/C，U由Q、C決定

物理意義：電容是表示電容器容納電荷本領(lǐng)的物理量。單位：法拉 符號：F 1F=1 C/V 1 F=106μF=1012pF ［引導(dǎo)學(xué)生類比理解］ 電容器 水容器 ↓ ↓

容納電荷的能力 容納水的能力 ↓ ↓

單位電壓電容器所帶電量 單位深度水容器所帶水量（體積V）↓ ↓

（橫截面積）↓ ↓

確定的電容器C確定 確定的水容器S確定 即：C由電容器自身決定 即：S由水容器自身決定 ［問題］那C由電容器自身的哪些因素決定？

3、平行板電容器

［介紹］靜電計：測量電勢差。它的金屬球接一導(dǎo)體，金屬外殼接另一導(dǎo)體，從指針的偏角可測出兩導(dǎo)體間的電勢差。

［演示］將平行板電容器的一板A固定于鐵架臺上且與一外殼接地的靜電計的金屬球連接，手持有絕緣柄的板B，將B板接地，用電池組給電容器充電后斷開電源，將B靠近A，靜電計指針偏角反映A、B兩板間電勢差。

［現(xiàn)象］指針偏角減小。

［引導(dǎo)學(xué)生分析］給電容器充電后斷開電源，電源不再繼續(xù)對電容器充電，同時也沒有導(dǎo)線將兩板相連，電容器也不會放電.即此時，電容器所帶電荷量不變。

［學(xué)生分析現(xiàn)象］根據(jù)，∴Q不變而U減小，∴C增大.即d越小，C越大。［告知學(xué)生］精確實(shí)驗(yàn)告訴我們，C和d成反比。［演示］減小兩板正對面積。［現(xiàn)象］指針偏角偏大。

［學(xué)生分析］由，S越小，U越大，C越小。［告知學(xué)生］精密實(shí)驗(yàn)表明：C與S成正比。［演示］B板不動，在兩板間插入一塊電介質(zhì)板。［現(xiàn)象］指針偏角減小。

［學(xué)生分析］板間插入電介質(zhì)，U減小，由，則C增大。

［告知學(xué)生］板間充滿某種介質(zhì)時，C會變?yōu)榘彘g為真空時的若干倍，這一倍數(shù)叫這種介質(zhì)的介電常數(shù)，用ε表示。精確實(shí)驗(yàn)表明C與ε成正比。課本中給出幾種電介質(zhì)的介電常數(shù)。

［指出］電容器的電容是由兩個導(dǎo)體的大小和形狀，兩個導(dǎo)體的相對位置及極板間的電介質(zhì)決定的。

［引言］精確實(shí)驗(yàn)可得電容器的決定式。［出示板書］ 決定式：（平行板電容器），式中k為靜電力常量。

說明：真空中介電常數(shù)，充滿某種介質(zhì)時，電容變大為真空時的 倍，是一個常數(shù)，與介質(zhì)的性質(zhì)有關(guān)，稱為介質(zhì)的相對介電常數(shù)。

所以上式又寫為：

4、常用電容器

［出示電容器示教板］說明電容器從構(gòu)造上看，分固定電容器和可變電容器。［投影片出示問題］讓學(xué)生圍繞問題看書。①電解電容器的電容為什么一般較大？ ②可變電容器通過改變什么因素來改變電容？

③課本圖1.7－5甲、乙的電容器上寫著兩個數(shù)字，它們各表示什么？ ［學(xué)生答］

①因其介質(zhì)為很薄的一層氧化膜，所以二極板可相距極近，所以電容值大。②正對面積。

③一個是電容值，一個是額定電壓值。加在電容器兩極上的電壓超過某一值（擊穿電壓）時，板間電介質(zhì)被擊穿。額定電壓應(yīng)小于擊穿電壓，電容器工作時的電壓不應(yīng)超過額定值。

［指出］電容值及額定電壓值是電容器的兩個重要參量。使用前，應(yīng)看清它的這兩個參量才能正確使用。其他電器元件也有它的參量，學(xué)生應(yīng)養(yǎng)成使用前先了解它們的參量的習(xí)慣。 電解電容器的正負(fù)極不能接錯。如課本圖1.7－5乙中的電解電容器兩個引線一長一短，短者為負(fù)，使用時注意區(qū)分。

讓學(xué)生注意各種電容器的表示符號。

（三）課堂總結(jié)、點(diǎn)評 通過本節(jié)學(xué)習(xí)，主要學(xué)了以下幾點(diǎn)：

1、電容器的充電：電容器與電源相連，電源能量→電場能 電容器的放電：電容器與導(dǎo)線相連，電場能→其他形式能

2、電容：描述電容器容納電荷的本領(lǐng)。，C不由 Q、U決定，C由、S、d電容器自身因素決定。

3、學(xué)到了一種處理問題的方法：遇到不易理解的問題可以用熟知的東西類比理解

作 業(yè) 教 學(xué) 后 記

電容器雖不屬本章教學(xué)的重點(diǎn)，但近年高考中平行板電容器的命題頻率較高，且本章在高考考查中最頻繁的帶電粒子在勻強(qiáng)電場中的運(yùn)動，其中的勻強(qiáng)電場一般就采用平行板電容器帶電后產(chǎn)生。所以電容器這一節(jié)的教學(xué)也很關(guān)鍵。

電容是描述電容器容納電荷本領(lǐng)的，所以電容是本節(jié)的重點(diǎn)。為了便于大家正確理解電容，教材采用了利用水容器作比喻，使大家可以根據(jù)生活熟知的東西來類比學(xué)習(xí)，可以起到好的效果。

第四篇：電容器的串聯(lián)教學(xué)教案

第十周（2課時）說明：期中考試

教學(xué)課題：電容器的串聯(lián)

教學(xué)目標(biāo)

1、簡單了解電容器的連接方式的識別方法

2、掌握串聯(lián)電容器的等效電容參數(shù)計算方法的推導(dǎo)。

3、能夠運(yùn)用對比的方式來進(jìn)行知識的理解和運(yùn)用 教學(xué)重點(diǎn)

串聯(lián)電容器的參數(shù)值計算推導(dǎo)和知識運(yùn)用 教學(xué)難點(diǎn)

串聯(lián)等效電容器的參數(shù)值計算在實(shí)際電路中運(yùn)用 教學(xué)方法

采用的教學(xué)方法是對比法。通過羅列電阻串并聯(lián)的特點(diǎn)來進(jìn)行比較，分析和推導(dǎo)電容器連接的參數(shù)計算公式，并通過練習(xí)進(jìn)行訓(xùn)練鞏固學(xué)生對知識的掌握。

教學(xué)過程安排

1.復(fù)習(xí)電容量的規(guī)定和平行板電容器的影響因素及相關(guān)概念。2.引入新課程的學(xué)習(xí)（通過電阻的串并聯(lián)的特點(diǎn)推導(dǎo)引入課題）。3.新知識的講授（電容器的串聯(lián)等效參數(shù)計算）4.課堂訓(xùn)練。

5.課堂小結(jié)，布置作業(yè)。教學(xué)內(nèi)容

（一）復(fù)習(xí)上節(jié)課內(nèi)容

1.電容量的規(guī)定：電容器所帶的電荷量和它兩極板間的電壓的比值稱為電容量（附帶相關(guān)知識點(diǎn)的說明）。

2.平行板電容器的電容量的影響因素：平行板電容器的電容，與電介質(zhì)的介電常數(shù)成正比，與正對面積成正比，與極板的距離成反比。（附帶相關(guān)知識點(diǎn)的說明）

（二）導(dǎo)入新課 1.回顧電阻串聯(lián)的特點(diǎn)

設(shè)總電壓為U、電流為I、總功率為P。

等效電阻: R =R1 ? R2 ? ? ? Rn 分壓關(guān)系： 功率分配：

UU1U2U??????n??I R1R2RnRPP1PP?2?????n??I2 R1R2RnR

?？嫉闹R點(diǎn)：兩只電阻R1、R2串聯(lián)時，等效電阻R = R1 ? R2 , 則有分壓公式

R1R2U1?U，U2?U R1?R2R1?R2設(shè)想：電阻串聯(lián)具有電壓、電阻、功率的特點(diǎn)，那么電容器串聯(lián)會有什么特點(diǎn)呢？應(yīng)該如何推導(dǎo)呢？（新課程內(nèi)容的導(dǎo)入）2.電容器的串聯(lián)

（1）等效電容的計算：設(shè)每個電容器的電容分別為C1、C2、C3，電壓分別為U1、U2、U3，則

qqqU1?, U2?, U3?

C1C2C3總電壓U等于各個電容器上的電壓之和，所以

111??)

U?U1?U2?U3?q(C1C2C3q設(shè)串聯(lián)總電容(等效電容)為C，則由C?，可得

U1111??? CC1C2C3c?c 當(dāng)兩個電容串聯(lián)時，c總?12

c1?c2即：串聯(lián)電容器總電容的倒數(shù)等于各電容器電容的倒數(shù)之和。

電容器的串聯(lián)

串聯(lián)電容器之后，相當(dāng)于增大兩極板間的距離，所以總電容小于任何一個電容。（2）分壓計算推導(dǎo)：

因?yàn)閝=q1= q2=?= qn , C?q U

qc?uqc?uc?uc?u U1?1? 同理 U2?2? ?2?1c1c1c1?c2c2c2c1?c2（3）電容器的參數(shù)除了電容量外，還包括電容器的耐壓值，那么如何計算串聯(lián)電容器的耐壓呢？ 因?yàn)榇?lián)電容器的所帶的電荷量是相同的，所以要考慮每個電容器所能存儲電荷量的最大值，然后根據(jù)這些值中選擇最小的電荷量作為串聯(lián)電容器組等效電容的最大電荷量的存儲能力。

U內(nèi)?

（三）課堂練習(xí)

c?cqmin 代入 c總?12 即可算出耐壓值。

c1?c2c總例題1.現(xiàn)有兩只電容器，其中一只電容器的電容為C1 = 10?F，額定工作電壓為50 V，另一只電容器的電容為C2 = 10 ?F，額定工作電壓為30 V，若將這兩個電容器串聯(lián)起來，接在100 V的直流電源上，問每只電容器上的電壓是多少？這樣使用是否安全？

解：兩只電容器串聯(lián)后的等效電容為

C?各電容的電容量為

C1C210?10??5?F

C1?C210?10

?6?4q1?q2?CU?5?10?100?5?10C 各電容器上的電壓為

q1C25?10?410U1???50V，或U??U??100?50V1?6C110?10C1?C210?10U2?q2C15?1010??50V或U??U??100?50V2C210?10?6C1?C210?10?4

由于電容器C2的額定電壓是30V，而實(shí)際加在它上面的電壓是50 V，遠(yuǎn)大于它的額定電壓，所以電容器C2可能會被擊穿；當(dāng)C2被擊穿后，100V的電壓將全部加在C1上，這一電壓也大于它的額定電壓，因而也被擊穿。由此可見，這樣使用是不安全的。本題中，每個電容器允許充入的電荷量分別為

q1?10?10?6?50?5?10?4Cq2?10?10?6?30?3?10?4C

為了使C2上的電荷量不超過3? 10?4 C，外加總電壓應(yīng)不超過

3?10?4U??60V ?65?10電容值不等的電容器串聯(lián)使用時，每個電容上分配的電壓與其電容成反比。

問題1：由例子得，可以采用串聯(lián)電容器的方式來獲得較高的額定工作電壓，那么是不是所有的電容器串聯(lián)得到的等效電容器的耐壓都大于它們額定耐壓呢？

例題2：現(xiàn)有兩只電容器分別標(biāo)注著“60?F/250V”和“30?F/100V”，若將它們串聯(lián)起來，求解串聯(lián)等效電容的參數(shù)值。

解：C?C1?C260?30??20?F

C1?C260?30qn1?60?10?6?250?1.5?10?2C qn2?30?10?6?100?3?10?3C ?qn1?qn2

?qmin?qn2?3?10C U耐?3qmin3?10?3???150V Un1?250V?U耐?150V ?6C20?10問題2：請大家聯(lián)想一下并聯(lián)電阻的特點(diǎn)，結(jié)合本節(jié)的知識點(diǎn)，說出它們的共同點(diǎn)有哪些呢？

（四）課堂小結(jié)

本節(jié)課程的內(nèi)容主要是學(xué)習(xí)串聯(lián)電容器的等效電容參數(shù)計算方法的推導(dǎo)，讓學(xué)生進(jìn)行觀察和比較電容串聯(lián)和電阻并聯(lián)之間存在的異同點(diǎn)來增強(qiáng)學(xué)生對知識的識記和理解，提高電路的分析能力。

（五）作業(yè)安排

正式作業(yè)：P70選擇題7、9，P72計算題6、7、8 課后鞏固復(fù)習(xí)和預(yù)習(xí)安排：結(jié)合電容器的串聯(lián)來試著推導(dǎo)電容器并聯(lián)的特點(diǎn)（即并聯(lián)電容器的等效電容參數(shù)計算）

第五篇：電容器充放電教案

《電容器的充放電過程》課堂教學(xué)

引入部分：

師：同學(xué)們，請大家看老師手里拿的是什么？

組織教學(xué)完畢后，教師手里拿著一架照相機(jī)，問。生：老師，這節(jié)課您要給我們照相嗎？

學(xué)生感到挺新鮮，有學(xué)生問。

師：是的，我想給你們拍一張反映課堂學(xué)習(xí)生活的照片，怎么樣？準(zhǔn)備好了嗎？

生：哦??

課堂氣氛頓顯活躍，學(xué)生們份份下意識地擺好姿勢。教師舉起相機(jī)，對準(zhǔn)全體同學(xué)，按動快門，相機(jī)發(fā)出耀眼強(qiáng)光，學(xué)生精神振奮，余興未衰。

師：在我按動快門的一瞬間，你們已經(jīng)注意到了相機(jī)發(fā)出強(qiáng)烈的閃光，大家知道這是怎么一回事嗎？

學(xué)生思考片刻，有學(xué)生回答。

生：相機(jī)閃光燈瞬間有強(qiáng)電流通過吧？！。

師：是??！大家真聰明！可是大家知不知道閃光燈的瞬間電流是怎么產(chǎn)生的呢？

學(xué)生紛紛搖頭，露出疑惑并欲探究的表情。

師：好吧，我們今天就一起通過實(shí)驗(yàn)來研究這一問題。請同學(xué)們翻開教材第三節(jié)〈〈電容器的充放電過程〉〉。

教師板書課題：電容器的充放電。課代表分發(fā)實(shí)驗(yàn)講義。

點(diǎn)評：通過創(chuàng)設(shè)距學(xué)生生活感知很近的真實(shí)情境，巧妙自然地滲透教學(xué)主題，激發(fā)學(xué)生的求知欲。

新授部分： 師：這節(jié)課，我們要通過充放電實(shí)驗(yàn)的操作，學(xué)會識別實(shí)驗(yàn)中所用儀器，觀察儀表指針變化，分析電容器充放電的物理過程，總結(jié)充放電的基本結(jié)論。下面我把實(shí)驗(yàn)器材及注意事項介紹一下。這節(jié)課所用的實(shí)驗(yàn)器材有檢流計一塊，伏特表一塊，低壓直流電源一臺，充放電線路板、導(dǎo)線若干。檢流計要串聯(lián)接入線路中，若右偏，說明電流由“+”極流入，“—”極流出；左偏反之。要把伏特表并聯(lián)接在電容器的兩邊，注意“+”極接高電位，“—”極接低電位，測量前估計檢流計和伏特表的量程，實(shí)驗(yàn)前電容器不要帶電。大家先閱讀一下實(shí)驗(yàn)講義，就可以開始做了。學(xué)生看講義理解。一段時間以后，每個小組清點(diǎn)所在實(shí)驗(yàn)臺的器材，并加以識別。然后，學(xué)生間按要求相互配合，接好實(shí)驗(yàn)電路，教師檢查完后開始實(shí)驗(yàn)操作。學(xué)生分組實(shí)驗(yàn)，觀察并記錄實(shí)驗(yàn)結(jié)果，按要求反復(fù)三次操作，將結(jié)果記錄表一與表二中（表一與表二略）。教師將各組實(shí)驗(yàn)的進(jìn)程及正確率列入各組評比加分條件，調(diào)動學(xué)生的積極性。轉(zhuǎn)換開關(guān)K拔到1位置，觀察儀表指針偏轉(zhuǎn)情況，填寫表一。轉(zhuǎn)換開關(guān)K拔到1位置后，立即轉(zhuǎn)到2位置，觀察指針偏轉(zhuǎn)情況，填寫表二。關(guān)閉電源，結(jié)束實(shí)驗(yàn)操作過程，進(jìn)入下一階段。（圖1）

圖1

實(shí)驗(yàn)電路圖

師：請同學(xué)們關(guān)閉電源。我們一起來分析一下從剛才這個實(shí)驗(yàn)中能夠得出什么樣的結(jié)論。學(xué)生停止實(shí)驗(yàn)，關(guān)閉電源。教師出示投影片，啟發(fā)學(xué)生。

師：檢流計指針偏轉(zhuǎn)由最大一直減小到零，這說明了什么？ 生：說明與電容器相連接的電路電流由最大減小到零。師：那么，電路中的電流是怎樣形成的呢？

生：電子的定向移動形成的。

師：大家能用電子的移動情況來解釋這一現(xiàn)象嗎？我們看看哪組同學(xué)說的更有道理。學(xué)生分組討論，有的學(xué)生還畫出了電路圖進(jìn)行研究。

師：好，哪組同學(xué)能到前面發(fā)言，解釋表一的現(xiàn)象？ 師：請2組派一個代表發(fā)言。

生：表一現(xiàn)象：當(dāng)電容器接通電源以后，在電場力的作用下，與電源正極相接電容器極板的自由電子將經(jīng)過電源移到與電源負(fù)極相接的極板下，正極由于失去負(fù)電荷而帶正電，負(fù)極由于獲得負(fù)電荷而帶負(fù)電，正、負(fù)極板所帶電荷大小相等，符號相反，見圖。電荷定向移動形成電流，由于同性電荷的排斥作用，所以開始電流最大，以后逐漸減小，在電荷移動過程中，電容器極板儲存的電荷不斷增加，電容器兩極板間電壓UC等于電源電壓U時電荷停止移動，電流I=0，見圖2和圖3。

圖2

(b圖)

圖3

師：很好，由同學(xué)分析可知，在電源作用下，電容器的充電使其兩極板上儲存大小相等，符號相反電荷，電流由最大減小到零，電壓由零增加到電源電壓，且電流與電壓方向一致。教師板書充電結(jié)論。

師：哪組同學(xué)能解釋一下表二的現(xiàn)象？

一學(xué)生發(fā)言。

生：開關(guān)閉合，通過導(dǎo)線的連接作用，電容器正負(fù)極板電荷中和掉。

師（結(jié)合圖4進(jìn)一步講解）：總結(jié)的非常精辟。當(dāng)K閉合時，電容器C正極正電荷可以移動負(fù)極上中和掉，負(fù)極負(fù)電荷也可以移到正極中和掉，電荷逐漸減少，表現(xiàn)電流減小，電壓也逐漸減小為零。

圖4

生：老師，我們可不可以由表二現(xiàn)象得出“電容器在放電過程中電荷逐漸減少”這樣的結(jié)論？ 師：體會得很好！這就是我們這節(jié)課要掌握的第二個結(jié)論。充電的電容器電荷逐漸減小過程稱為電容器放電過程，且電流、電壓由最大減小到零，方向相反。教師板書結(jié)論二。學(xué)生將結(jié)論填入實(shí)驗(yàn)講義。教師：好，我們今天的研究到此結(jié)束，誰還能發(fā)現(xiàn)我們開課提出的問題與本次課兩個結(jié)論有何關(guān)系呢？

學(xué)生思考后舉手。

生：閃光燈發(fā)出強(qiáng)烈閃光的原因是電容器充放電過程中儲存能量通過閃光燈突然釋放的結(jié)果。）

【通過實(shí)驗(yàn)，進(jìn)行發(fā)現(xiàn)式學(xué)習(xí)，培養(yǎng)學(xué)生操作、觀察、分析、總結(jié)能力。在小組討論時，教師巡回檢查學(xué)生的操作情況并給予指導(dǎo)，及時糾正問題，合作氣氛熱烈，學(xué)生在合作學(xué)習(xí)中體會探求知識的樂趣。以演示法為輔助教學(xué)方法，采用啟發(fā)式進(jìn)行教學(xué)，啟發(fā)學(xué)生創(chuàng)新思維，將感性認(rèn)識上升到理性認(rèn)識，突破電容器充放電難點(diǎn)，得出了電容器充放電的基本結(jié)論。同時緊扣情境創(chuàng)設(shè)，前后有機(jī)呼應(yīng)?！?鞏固練習(xí)部分：

教師放投影片，出練習(xí)題。

1、如圖5所示：問S剛閉合瞬間，哪個電壓表示數(shù)大？充電完畢時哪個電壓表示數(shù)大？電流表在何時示數(shù)最大？

圖5

2、思考題：在檢修收音機(jī)或電子儀器及電力系統(tǒng)高壓整流設(shè)備時，切斷電源需把濾波或整流用電容短接一下，為什么？

生（回答1題）：V2，V1,剛閉合。生（回答2題）：讓充電容器放電，防止放電電流損壞儀表及其它元件。

師：回答得很好。本次課，我們通過實(shí)驗(yàn)，發(fā)現(xiàn)了電容器的充放電過程實(shí)質(zhì)就是儲存和釋放電荷的過程，表現(xiàn)為電流、電壓的變化。如果我們把實(shí)驗(yàn)電源改成交流，那會怎么樣呢？大家回去可以帶著這個問題思考一下。師：今天的作業(yè)是“試說明電容器充放電物理過程”。下課！

【巧留懸念，引發(fā)學(xué)生繼續(xù)學(xué)習(xí)的興趣，達(dá)到理論與實(shí)踐相結(jié)合的學(xué)習(xí)目的。】