高中物理(人教版)选修3-1 优秀教案--1.8《电容器和电容》(2篇)

第八节、电容器和电容教学设计一、教材分析《电容器、电容》是高考的热点，是电场一章的重点和难点，在教材中占有重要地位。

它是学完匀强电场后的一个重要应用，也是后面学习交流电路（电感和电容对交流电的影响）和电子线路（电磁振荡）的预备知识，在教材中起承上启下的作用。

二、教学目标1．知识目标①知道什么是电容器以及常用的电容器。

②理解电容器的电容概念及其定义，并能用来进行有关的计算。

③知道公式及其含义，知道平行板电容器的电容与哪些因素有关。

④会对平行板电容器问题的动态分析。

2．能力目标①知道利用比值法定义物理量。

②学会在实验中用控制变量法的实验方法，提高学生综合运用知识的能力。

3．情感目标结合实际，激发学生学习物理的兴趣。

三、教学重难点电容的定义和引入。

对平行板电容器的动态分析。

四、学情分析：通过这一堂课的教学，让学生知道电容器的结构，明确电容器的作用，了解电容器的工作方式，重点掌握电容器的电容概念，知道它们与电量、电压无关。

五、教学方法1、学案导学：见后面的学案。

2．启发式、探究式、类比法。

六、课前准备1．学生的学习准备：预习电容器的定义和电容器的充放电2．教师的教学准备：多媒体课件制作，课前预习学案，课内探究学案，课后延伸拓展学案。

七、课时安排：1课时八、教学过程：(一)预习检查、总结疑惑要点：场强、电势能、电势、电势差等。

检查落实了学生的预习情况并了解了学生的疑惑，使教学具有了针对性。

（二）情景导入、展示目标。

展示各种电容器.并做解释:这是一种能容纳电荷的容器,今天我们来学习它——电容器以及描述它容纳电荷本领的物理量——电容（三）合作探究、精讲点拨。

1电容器构造：任何两个彼此绝缘又相隔很近的导体都可以看成一个电容器。

2电容器的充电、放电操作：把电容器的一个极板与电池组的正极相连，另一个极板与负极相连，两个极板上就分别带上了等量的异种电荷。

这个过程叫做充电。

现象：从灵敏电流计可以观察到短暂的充电电流。

充电后,切断与电源的联系,两个极板间有电场存在,充电过程中由电源获得的电能贮存在电场中,称为电场能.操作:把充电后的电容器的两个极板接通,两极板上的电荷互相中和,电容器就不带电了,这个过程叫放电.现象:从灵敏电流计可以观察到短暂的放电电流.放电后,两极板间不存在电场,电场能转化为其他形式的能量.提问:电容器在充、放电的过程中的能量转化关系是什么?待学生讨论后总结如下:小结：充电——带电量Q 增加,板间电压U 增加,板间场强E 增加, 电能转化为电场能放电——带电量Q 减少,板间电压U 减少,板间场强E 减少,电场能转化为电能3电容与水容器类比后得出。

说明：对于给定电容器，相当于给定柱形水容器，C （类比于横截面积）不变。

这是量度式，不是关系式。

在C 一定情况下，Q=CU ，Q 正比于U 。

（1）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。

（2）公式：U Q C =（3）单位：法拉（F ）还有微法（μF ）和皮法（pF ） 1F=106μF=1012pF（4）电容的物理意义:电容是表示电容器容纳电荷本领的物理量，是由电容器本身的性质（由导体大小、形状、相对位置及电介质）决定的,与电容器是不是带电无关.4行板电容器的电容（1）[演示]感应起电机给静电计带电说明:静电计是在验电器的基础上制成的,用来测量电势差.把它的金属球与一个导体相连,把它的金属外壳与另一个导体相连,从指针的偏转角度可以量出两个导体之间的电势差U.现象:可以看到:①． 保持Q 和d 不变， S 越小,静电计的偏转角度越大, U 越大,电容C 越小；②． 保持Q 和S 不变，d 越大，偏转角度越小，C 越小.③． 保持Q 、d 、S 都不变,在两极板间插入电介质板,静电计的偏转角度并且减小,电势差U 越小电容C 增大.（2）结论:平行板电容器的电容C 与介电常数ε成正比,跟正对面积S 成正比,跟极板间的距离d 成反比.平行板电容器的决定式：真空 kdS C π4=介质 kd S C r πε4= （四）反思总结，当堂检测。

教师组织学生反思总结本节课的主要内容，并进行当堂检测。

课堂练习：1．关于电容器的充放电，下列说法中正确的是( )A ．充放电过程中外电路有瞬间电流B ．充放电过程中外电路有恒定电流C ．充电过程中电源提供的电能全部转化为内能D ．放电过程中电容器中的电场能逐渐减小2．一平行板电容器始终与电池相连，现将一块均匀的电介质板插进电容器恰好充满两极板间的空间，与未插电介质时相比( )．A ．电容器所带的电荷量增大B ．电容器的电容增大C ．两极板间各处电场强度减小D ．两极板间的电势差减小3．下列关于电容器的说法中，正确的是( )．A ．电容越大的电容器，带电荷量也一定越多B ．电容器不带电时，其电容为零C ．由C ＝Q ／U 可知，C 不变时，只要Q 不断增加，则U 可无限制地增大D ．电容器的电容跟它是否带电无关4、常用电容器（结合课本介绍P 30）1.AD2.AB3.D（五）发导学案、布置预习九、板书设计电容器和电容（一）、电容器１.定义：任何两个彼此绝缘又相隔很近的导体，组成一个电容器。

２.电容器的充、放电充电——带电量Q 增加,板间电压U 增加,板间场强E 增加, 电能转化为电场能放电——带电量Q 减少,板间电压U 减少,板间场强E 减少,电场能转化为电能3. 单位 F （法）4. 说明电容是反映了电容器储存电荷能力(储存能量能力)的物理量，其数值由电容器的构造决定，而与电容器带不带电或带多少电无关。

就像水容器一样，它的容量与是否有水无关（二）、平行板电容器的电容（三）、常用电容器十、教学反思：我深深地体会到，新一轮的课程改革，不是我们所想象的那么简pF 10F μ10F 1126==4πr S C kd ε=单，只要按照课本给出的知识点，进行一些学生实验就可以了。

新课程对教师提出了更高的要求，切实转变教育观念。

教学中以人为本，不放过教学中的每一个可以利用的契机，有机地处理好“知识与技能、过程与方法、情感态度和价值观”在整个教学活动中的关系，才能把新课程的精髓落实到课堂教学的实处。

教学设计：高中课程标准.物理（人教版）选修3-1主 备 人：陈卫东 学科长审查签名：（一）内容及解析1、内容：带点粒子在匀强磁场中的运动分为加速和偏转问题2、解析：加速问题一般用匀变速直线运动规律解答，偏转问题一般用类平抛运动知识解答。

（二）目标及其解析1、理解带电粒子在电场中的运动规律，并能分析解决加速和偏转方向的问题．2、知道示波管的构造和基本原理．（三）教学问题诊断分析运用电学知识和力学知识综合处理偏转问题（四）、教学支持条件分析通过带电粒子在电场中加速、偏转过程分析，培养学生的分析、推理能力（五）、教学过程设计1、教学基本流程复习匀强电场的概念→电场强度的定义→带电粒子在匀强电场中运动时受力分析→练习、小结2、教学情景1．带电粒子的加速(1)动力学分析：带电粒子沿与电场线 方向进入电场，受到的电场力与运动方向在 上，做 直线运动，如果是匀强电场，则做匀加(减)速运动． (2)功能关系分析：粒子只受电场力作用，动能变化量等于 的变化量,等于力做的功.即: 221qU mv =(初速度为零)；2022121qU mv mv -= 此式适用于一切电场． 2．带电粒子的偏转(1)动力学分析：带电粒子以速度v 0 于电场线方向飞入两带电平行板产生的匀强电场中，受到恒定的与初速度方向成900角的电场力作用而做 运动.(2)运动的分析方法(看成类平抛运动)：①沿初速度方向(X 方向)做速度为v 0的 ．X= ;②沿电场力方向做初速度为零的 ．a y = ;V y = ;Y= .③偏角：==v v yθtan .【典例分析】例1如图1—8—1所示，两板间电势差为U ，相距为d ，板长为L ．—正离子q 以平行于极板的速度v 0射入电场中，在电场中受到电场力而发生偏转，则电荷的偏转距离y 和偏转角θ为多少?例2两平行金属板相距为d ，电势差为U ，一电子质量为m ，电荷量为e ，从O 点沿垂直图1—8— 4 图1—8－5 于极板的方向射出，最远到达A 点，然后返回，如图1—8—3所示，OA＝h ，此电子具有的初动能是 ( )A ．U edhB ．edUhC ．dh eUD ．d eUh例3一束质量为m 、电荷量为q 的带电粒子以平行于两极板的速度v 0进入匀强电场，如图1—8—4所示．如果两极板间电压为U ，两极板间的距离为d 、板长为L ．设粒子束不会击中极板，则粒子从进入电场到飞出极板时电势能的变化量为 ．(粒子的重力忽略不计)例4如图1—8－5所示，离子发生器发射出一束质量为m ，电荷量为q 的离子，从静止经加速电压U 1加速后，获得速度0v ，并沿垂直于电场线方向射入两平行板中央，受偏转电压U 2作用后，以速度v 离开电场，已知平行板长为l ，两板间距离为d ，求：①0v 的大小；②离子在偏转电场中运动时间t ；③离子在偏转电场中受到的电场力的大小F ；④离子在偏转电场中的加速度；⑤离子在离开偏转电场时的横向速度y v ；⑥离子在离开偏转电场时的速度v 的大小；⑦离子在离开偏转电场时的横向偏移量y ；⑧离子离开偏转电场时的偏转角θ的正切值tan θ 【小结】解题的一般步骤是：(1)根据题目描述的物理现象和物理过程以及要回答问题，确定出研究对象和过程．并选择出“某个状态”和反映该状态的某些“参量”，写出这些参量间的关系式．(2)依据题目所给的条件，选用有关的物理规律，列出方程或方程组，运用数学工具，对参量间的函数关系进行逻辑推理，得出有关的计算表达式．(3)对表达式中的已知量、未知量进行演绎、讨论，得出正确的结果．（六）目标检测1．利用电场来改变或控制带电粒子的运动，最简单情况有两种，利用电场使带电粒子________；利用电场使带电粒子________．2．示波器：示波器的核心部件是_____________，示波管由电子枪、_____________和荧光屏组成，管内抽成真空．设计意图：检测目标完成情况A 组题1．如图l —8—6所示，电子由静止开始从A 板向B 板运动，当到达B 板时速度为v ，保持两板间电压不变．则图1—8－8( )A ．当增大两板间距离时，v 也增大B ．当减小两板间距离时，v 增大C ．当改变两板间距离时，v 不变D ．当增大两板间距离时，电子在两板间运动的时间延长2．如图1—8—7所示，两极板与电源相连接，电子从负极板边缘垂直电场方向射入匀强电场，且恰好从正极板边缘飞出，现在使电子入射速度变为原来的两倍，而电子仍从原位置射入，且仍从正极板边缘飞出，则两极板的间距应变为原来的( )A ．2倍B ．4倍C ．0.5倍D ．0.25倍设计意图：对学生进行基础知识练习B 组题 3．电子从负极板的边缘垂直进入匀强电场，恰好从正极板边缘飞出，如图1—8—8所示，现在保持两极板间的电压不变，使两极板间的距离变为原来的2倍，电子的入射方向及位臀不变，且要电子仍从正极板边缘飞出，则电子入射的初速度大小应为原来的（ ） A ．22 B ．21 C ．2 D ．2 4．下列带电粒子经过电压为U 的电压加速后，如果它们的初速度均为0，则获得速度最大的粒子是 ( )A ．质子B ．氚核C ．氦核D ．钠离子Na ＋设计意图：提高学生对基础知识的学习C 组题5．真空中有一束电子流，以速度v 、沿着跟电场强度方向垂直．自O 点进入匀强电场，如图1—8—9所示，若以O 为坐标原点，x 轴垂直于电场方向，y 轴平行于电场方向，在x 轴上取OA ＝AB ＝BC ，分别自A 、B 、C 点作与y 轴平行的线跟电子流的径迹交于M 、N 、P 三点，那么：(1)电子流经M ，N 、P 三点时，沿x 轴方向的分速度之比为 ．(2)沿y 轴的分速度之比为 ．(3)电子流每经过相等时间的动能增量之比为 ．6．如图1—8—10所示，—电子具有100 eV 的动能．从A 点垂直于电场线飞入匀强电场中，当从D 点飞出电场时，速度方向跟电场强度方向成1 500角．则A 、B 两点之间的电势差U AB ＝ V ．设计意图：提高部分学生的的能力教学反思：图1—8－7 图1—8－9 图1—8—10。