《探究影响平行板电容器电容的因素实验教学》说课稿(全国实验说课大赛获奖案例)

《探究影响平行板电容器电容的因素实验教学》说课稿

一、使用教材

人教版普通高中课程标准实验教科书：《物理》选修3-1第一章第8节

二、实验器材

1、实验器材：

创新自制教具：“影响平行板电容器电容的因素探究仪”、起电机、电吹风

实验装置如图所示: 由空气隔离罩、静电计升降台、平行板滑动装置、隔离板转动装置组成。

2、自制实验器材制作

主要材料及配件：平行板（200mm）、静电计、有机玻璃板（厚4mm）、塑料棒（25mm）、有机玻璃胶（三氯甲烷）、云母板、齿条升降杆、齿轮、导线及胶水等。

制作规格图纸

制作方法与步骤

（1）用有机玻璃板制作一个长刷600mm、宽420mm、高610mm的长方体箱子，顶面可以不密封为活动板方便装配器件。底部隔出120mm高的隔离密封层。

（2）如图4左面距隔板上方约20mm上方开一个220mm130mm的口，再装上一个滑道门（便于给平行板带电）。前方在隔板上开一个25mm的孔，将25mm的塑料棒据成适当长度，穿过孔，在底板上做一底座，距底座20mm处安装一金属横杆，通过转动金属横杆来转动塑料棒插入和移出电介质。

（3）在隔板中央偏前方位置开一个1.3mm 3.0mm的小孔，将升降座安装在隔板的下方，升降杆穿过小孔，用玻璃胶固定好。将调节杆加长至玻璃框外，便于操作。

（4）在升降杆上固定一绝缘平台，将静电计固定在平台上。用白板笔将静电计的指针涂上红色，更换静电计的绝缘塞子（由有机玻璃自制）。在静电计的指针的顶杆钻一个4mm 的孔，并攻5mm的螺丝孔。将一个平行板安装在静电计的顶端，用5mm的螺丝固定。

（5）在顶板上安装一导轨，将另一平行板安装在导轨上，通过细麻绳拖动平行板（期间安装两个小定滑轮），使平行板左右移动。

（6）用A3纸裁出200mm的圆50张。用胶水将50张圆纸一张张粘贴成一个纸质电介质圆盘。用云母板制作一200mm的圆盘，用有机玻璃棒做一手柄，用螺丝将手柄固定

在竖直的塑料棒上，如图3所示。

（7) 将所有仪器组装完成，将地板密封，用塑料棒做四个脚安装在地板上。将隔层喷上蓝色油漆，按实验方案接上导线，实验仪器即制作完成。

三、实验创新要点

1.传统实验方案的主要问题：

（1）南方的天气比较潮湿，特别容易漏电，实验基本无法操作

（2）静电计本身的电容对平行板电容器电容的影响

由于静电计的接入，实验中当改变平行板电容器的电容时，其电容器上的电量是在改变的，且变化范围是比较大的，因为静电计本身有一定的电容（11.8pF）且保持不变，静电计和平行板电容器并联，各自所带的电量与其电容大小成正比，当静电计指针变化时，即电势差改变，则静电计上所带的电量必然随着变化。由于总电量是保持不变的，显然电容器上所带电量也必须相应发生改变。如果将静电计和平行板当做一个整体来看，其总的电荷量是保持不变的。所以这个实验能否达到预期的效果，关键是静电计的电容是否比平行板间的电容小很多。

(3)静电计的绝缘橡胶塞存在高压漏电现象

（4）一般电介质在插入极板间时，电容变化不是很明显

2. 本次实验教学的改进和实验仪器的优越性

（1）用有机玻璃制作箱子将实验仪器密封，用电风吹或干燥剂干燥箱子内部，解决空气潮湿漏电问题。

（2）更换静电计的绝缘橡胶塞为自制绝缘塞子，解决静电计本身高压漏电问题。

（3）自制云母板加纸盘作为电介质，使实验效果更加明显。

（4）实验的时候应尽量减少两极板间的距离，实验证明当两极板之间的距离小于2cm

时，静电计的电容对本实验的影响不大。

（5）探究仪集成板间距调节装置、正对面积调节装置、电介质板插入移出及更换装置，使实验操作简单方便。

（6）该实验仪器制作美观、实验操作方便、实验现象明显，能很好地进行课堂演示实验。

四、实验原理与设计

1、实验原理

使得Q不变，用静电计测量U的变化来说明电容C 的变化

五、实验教学内容

使用控制变量法探究平行板电容器的电容与板间距、极板正对面积、电介质性质之间的关系

具体实验步骤如下：

1.打开右侧小门，用吹风机吹干玻璃罩内空气，用起电机给极板带上电荷，并关上小门。

2.通过升降杆抬高和降低静电计的高度来改变平行板间的距离d，当d减小时，C增大，U减小，偏转角度变小；当d增大时，C减小，U增大，偏转角度变大。

3.通过调节上平行板左右移动来改变平行板间的正对面积S，当S减小时，C减小，U 增大，偏转角度变大；当S增大时，C增大，U减小，偏转角度变小。

4.通过转动边缘直杆来插入或移出电介质。插入电介质时，C增大，U减小，偏转角度变小；移出电介质时，C减小，U增大，偏转角度变大。

六、实验教学目标

1.知识与技能

通过实验探究，使学生了解影响平行板电容器电容的因素，理解掌握平行板电容器电容和板间距、极板正对面积、电介质介电常数之间的关系并能加以实际应用。

2.过程与方法

使学生掌握实验探究物理量之间关系的方法。

3.情感态度与价值观

让学生经历和体验探究过程，尊重事实和实验，学会用科学方法积极探究规律与学习新知识，提高解决实验实际困难的能力。

七、实验教学过程

（一）提出问题

平行板电容器的电容跟什么因素有关？

请同学们结合所学的电容器的基本构造与电容的定义式思考后回答

（二）合理猜想

影响平行板电容器电容的因素可能有：

板间距？正对面积？电介质性质？其他因素？

（三）实验：探究影响平行板电容器电容的因素

1.实验目的

探究影响平行板电容器电容的因素有哪些

定性探究平行板电容器电容与其相关因素的关系

2.实验方法

控制变量法

3.实验原理