電容器電容

許湘雷+伏秀英

一、教學(xué)目標(biāo)確立依據(jù)

1.課程標(biāo)準(zhǔn)要求及解讀

本節(jié)課程標(biāo)準(zhǔn)要求觀察常見(jiàn)電容器的構(gòu)造，了解電容器的電容，舉例說(shuō)明電容器在技術(shù)中的應(yīng)用。所以要打開(kāi)“常見(jiàn)”電容器，讓學(xué)生親眼看到實(shí)際電容器的內(nèi)部構(gòu)造，并且要展示各種各樣的電容器的實(shí)物和圖片。通過(guò)實(shí)驗(yàn)讓學(xué)生學(xué)會(huì)如何描述電容器的電容。

2.地位與作用

本節(jié)主要介紹了電容器的用途和結(jié)構(gòu)及其物理特性，是后面學(xué)習(xí)LC振蕩電路的必備知識(shí)，是進(jìn)一步學(xué)習(xí)交流電路和電子線路的基礎(chǔ)。

3.重點(diǎn)與難點(diǎn)

電容器的電容的內(nèi)涵是本節(jié)的重點(diǎn)，也是難點(diǎn)。影響平行板電容器電容大小的因素是本節(jié)教學(xué)的又一難點(diǎn)，做好分組實(shí)驗(yàn)是突破該難點(diǎn)的最佳途徑。

二、教學(xué)目標(biāo)

1.通過(guò)實(shí)驗(yàn)觀察電容器的充、放電現(xiàn)象，體會(huì)充電放電過(guò)程中能量的轉(zhuǎn)化，知道電容器是儲(chǔ)存電荷的一種裝置。

2.通過(guò)觀察演示實(shí)驗(yàn)并分析實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，得到電容器的電壓與電荷量成正比，并進(jìn)一步根據(jù)比值定義法得到電容的概念。

3.了解平行板電容器電容的公式，知道改變電容器電容大小的方法，知道電容器在生產(chǎn)和生活中的一些應(yīng)用。

三、教學(xué)方法

合作探究——學(xué)生觀察、自主思考、討論交流，教師即時(shí)評(píng)價(jià)、矯正。

四、教學(xué)流程設(shè)計(jì)

1.創(chuàng)設(shè)情境，導(dǎo)入新課

【“盛電杯”小實(shí)驗(yàn)】教師比較詳細(xì)地介紹實(shí)驗(yàn)裝置，內(nèi)、外兩層金屬錫箔是導(dǎo)體，中間是絕緣的塑料。學(xué)生觀察并觸摸杯子，初步觀察杯子結(jié)構(gòu)。然后請(qǐng)一個(gè)同學(xué)搖動(dòng)感應(yīng)起電機(jī)，用感應(yīng)起電機(jī)給“盛電杯”充電，另外幾個(gè)同學(xué)和老師一塊手拉手，讓末端一個(gè)學(xué)生用手觸摸杯子內(nèi)側(cè)，讓他們親自體驗(yàn)、感受。

教師介紹：這個(gè)裝置最初叫萊頓瓶，是荷蘭物理學(xué)家馬森布洛克在萊頓大學(xué)發(fā)明的。美國(guó)物理學(xué)家富蘭克林利用這個(gè)裝置收集空中的閃電，這個(gè)裝置現(xiàn)在被稱(chēng)為電容器。

【實(shí)物解剖展示】將一個(gè)已經(jīng)解剖好的薄膜電容器輕輕展開(kāi)，讓學(xué)生觀察元件結(jié)構(gòu)，并對(duì)比“盛電杯”的內(nèi)部構(gòu)造。學(xué)生觀察總結(jié)：該元件有兩片錫箔，中間是一層絕緣體薄膜。

教師補(bǔ)充，在兩個(gè)相互靠近的導(dǎo)體中間夾上一層絕緣物質(zhì)就構(gòu)成一個(gè)電容器，這兩個(gè)導(dǎo)體叫做電容器的兩個(gè)極板，中間的絕緣物質(zhì)也叫電介質(zhì)，此處電介質(zhì)是絕緣體，不同于化學(xué)上的電解質(zhì)。教師展示一對(duì)平行金屬板并提問(wèn)學(xué)生是否是電容器，介紹那是一個(gè)最簡(jiǎn)單的電容器，稱(chēng)為平行板電容器。實(shí)際上任何兩個(gè)彼此絕緣又相距很近的導(dǎo)體都可以稱(chēng)為一個(gè)電容器。

2.驗(yàn)證實(shí)驗(yàn)：電容器的充電、放電

【實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證】把一個(gè)“35V 1000μF”的電容器，連接到教材中的電路，當(dāng)接a時(shí)，注意觀察靈敏電流計(jì)指針最初在哪個(gè)位置，向哪個(gè)方向偏轉(zhuǎn)，是否一直偏轉(zhuǎn)？然后把電容器直接與b相連，觀察表針向哪個(gè)方向偏轉(zhuǎn)，是否一直偏轉(zhuǎn)？學(xué)生觀察實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象并總結(jié)：當(dāng)接a時(shí)，G偏轉(zhuǎn)；當(dāng)接b時(shí)，G反偏。實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象與理論分析結(jié)論一致。

3.探究實(shí)驗(yàn)：電容器的電容

電容器在電路中正是利用了它的充放電工作的，通過(guò)剛才的實(shí)驗(yàn)可以看出，充電后電容器兩極板帶電，不同的電容器，可以容納的電荷一樣多嗎？教師介紹實(shí)驗(yàn)裝置及過(guò)程。

（1）電鍵K2與b連接，給電容器A充電，用數(shù)字電壓表測(cè)出A兩端電壓U1；

（2）電鍵K2與a連接，給電容器B充電，用數(shù)字電壓表測(cè)出A兩端電壓U2；

（3）斷開(kāi)電鍵K2，閉合電鍵K1，電容器B放電，然后斷開(kāi)電鍵K1，重新與a 連接，用數(shù)字電壓表測(cè)出A兩端電壓U3；

（4）分析U1、U2、U3之間的關(guān)系，說(shuō)明什么問(wèn)題？

學(xué)生小結(jié)：電量減少為原來(lái)的一半，電壓也減為原來(lái)的一半，電量減少為原來(lái)的四分之一，電壓也減為原來(lái)的四分之一。

教師點(diǎn)撥，對(duì)于不容的電容器，這個(gè)比值一般是不同的，所以這個(gè)比值表征了電容器儲(chǔ)存電荷的特性。學(xué)生閱讀課本，得出電容概念。

4.實(shí)驗(yàn)探究：平行板電容器的電容

【猜想與假設(shè)】教師展示一組平行板電容器，學(xué)生根據(jù)電容器內(nèi)部構(gòu)造可能會(huì)猜想到：平行板電容器的電容大小可能與兩極板正對(duì)面積、電介質(zhì)、兩極板間距離有關(guān)。

【分組實(shí)驗(yàn)探究】

（1）實(shí)驗(yàn)器材

數(shù)字電容表一只，平行板電容器一對(duì)，兩根導(dǎo)線，“35V 1000μF”的電容一只。

（2）實(shí)驗(yàn)步驟

①使用數(shù)字電容表，把選擇開(kāi)關(guān)打在最小檔位，測(cè)量平行板電容器的電容，保持兩板距離一定，改變正對(duì)面積，觀察電容表讀數(shù)的變化，并填入自己設(shè)計(jì)表格。

②保持正對(duì)面積一定，改變兩板間距離，觀察電容表讀數(shù)的變化，并填入的表格。

③保持距離和正對(duì)面積一定，在兩板之間放入課本，觀察電容表讀數(shù)的變化，并填入表格。

（3）實(shí)驗(yàn)結(jié)論

學(xué)生分析數(shù)據(jù)并總結(jié)：正對(duì)面積變大，兩極板間距變小，插入介質(zhì)時(shí)，電容變大；正對(duì)面積變小，兩極板間距變大，拔出介質(zhì)時(shí)，電容變小。

5.常用電容器

教師通過(guò)PPT展示各種各樣的電容器圖片，電視、電腦等線路板中的電容器。

五、本節(jié)小結(jié)

對(duì)照PPT中展示的學(xué)習(xí)目標(biāo)，提出問(wèn)題并總結(jié)本節(jié)內(nèi)容。

（作者單位：山東省臨沭縣第一中學(xué)）