高中物理《电容器的电容(11)》优质课教案、教学设计

《电容器的电容》教学设计

教学目标:

1.知道电容器的概念，认识常见的电容器，通过实验感知电容器的充、放电现象；

2.理解电容的概念及定义方法，掌握电容的定义公式、单位，并学会应用定义式进行简单的计算；

3．通过实验了解影响平行板电容器电容大小的因素，了解平行板电容器的电容公式，知道改变平行板电容器电容大小的方法。

教学重点难点:

1．电容的概念是本节的重点和难点，关键让学生理解电容是用比值定义的物理量，

电容这个物理量的物理意义。

2．影响平行板电容器电容大小的因素是本节的另一个重点，做好演示实验是突破该

难点的好办法。

3．本节的一个次重点是利用前面所学的电学知识解释电容器的充放电问题。

导入新课

教学任务：介绍与电容有关的物理学史

师生活动：

1.富兰克林研究闪电时，他把闪电搜集到一个瓶子中，这个瓶子实际上就是电容器，它是由玻璃瓶内外贴有锡箔制成的，它是由荷兰莱顿大学的一名教授发明的，所以最早叫莱顿瓶。

2.莱顿瓶

莱顿瓶是由德国物理学家克莱斯特；荷兰莱顿大学的物理学家穆欣布罗克，于1745 年、1746 年几乎同时发明的。有一次，克莱斯特用传导的方法给装有钉子的玻璃瓶充电。当他的一只手拿着玻璃瓶，另一只手接触铁钉时，他感到肩膀和手臂受到了一下猛ft。穆欣布罗克在做电学实验时，看到好不容易使带电体带上的电很快在空气中消失，便想找出一种保存电的办法。有一次，他用丝线吊起一支枪管来接收从摩擦起电机玻璃球传来的电。他在枪管的一端吊一根黄铜线，铜线的下端放在一只盛有水的玻璃瓶中。穆欣布罗克让助手一只手拿着玻璃瓶，同时自己使劲转动起电机。助手不慎将另一只手碰到枪管上，感到一阵剧烈的电ft，大喊起来。穆欣布罗克与助手互换位置，自己一手拿瓶，另一只手去碰枪管，也遭到电ft。布莱斯特和穆欣布罗克的实验表明，把带电体放在玻璃瓶中可以将电保存起来。后来人们把这个蓄电的瓶子叫做莱顿瓶。但是当时克莱斯特并不清楚装有钉子的玻璃瓶为什么能够保存电荷；穆欣布罗克也不知道电荷是保存在瓶子上还是保存在瓶内的水中。莱顿瓶几经改进后，瓶内外表面都贴上金属箔，瓶上插上一根金属杆，杆上端装有一个金属球，下端用金属链子与瓶内表面接触。莱顿瓶放电时产生的电火花可以点燃火药、氢气等。莱顿瓶的出现

为进一步研究电现象提供了有力的手段。

其实，莱顿瓶就是一个同轴柱形电容器。按照克莱斯特和穆欣布罗克的实验，握瓶的手是圆柱形电容器的正极板，水和铁钉(或铜线)是负极板，电介质是玻璃。瓶中盛水并不能够改变其电容的大小，只是起到让瓶盖上插的金属杆与瓶内表面金属箔连接的作用。改进后的莱顿瓶内外表面都贴有金属箔，两金属箔分别构成两个极板，电介

质是玻璃。

教师出示电容器示教板（上装各种电容器）。

问：

大家是否认识这些电学元件？

[引入]

虽然看起来形式各异，但这些电学元件都是电容器，它在电子仪器中有广泛的应用。本节来认识电容器及其相关问题。

[板书]电容器的电容。

新课教学

（一）电容器

实例：出示一纸质电容器并将其拆开，请大家观察它的构造。

观察结果：

该元件有两片锡箔（导体），中间一层是薄纸（绝缘）。

引入电容的概念

类似这样，任何两个彼此绝缘且又相隔很近的导体就构成了一个电容器。

实例分析：

相邻两同学是否构成电容器？

（构成，中间空气是绝缘体，人是导体且靠得近）

两个平行金属板夹上一层绝缘物质能否构成一个电容器？

（构成，金属板导电是导体，这种电容器叫平行板电容

器，其中绝缘物质称之为电介质）

学生活动：

综合上面分析阅读课本相关内容再思考。

[演示]

按图连接线路

（注意电源电压不得超过电容器的最大耐压值）。

当S接a和b时，观察电流表指针的偏转情况。

[现象]

当S接a时，电流表指针发生偏转。

当S接b时，电流表指针反向偏转。

[CAI课件模拟上述过程]

[学生活动]

2（1）充放电的短暂电流说明什么问题？

（2）有电流就有电流做功，会消耗能量，伴随着能量的转化。在充放电过程中

能量如何转化？

观察现象，分析规律

[教师点拔学生汇报]

1、当电容器的两个极板与电源的两极相连时，电路中有电流通过，使电容器的两个

极板带上异种电荷，这个过程叫充电。

2、当用导线把已经充电的电容器两极板连接起来时，导线中也有电流通过，最后使电容器的极板不带电，这一过程叫放电。

引申:由于放电的最终结果是两极板都不带电，说明原来两极板所带电荷量异性等量。我们把这一个极板所带电荷量的绝对值叫电容器的所带电荷量Q。

[问题讨论]

1、充放电的短暂电流说明什么问题？

2、有电流就有电流做功，会消耗能量，伴随着能量的转化。在充放电过程中能量如何转化？

阅读课本认识电场能。

（极板带电→电场→电场能）

点拨:

1、充放电电流短暂说明两个过程进行得很快，称之暂态过程。

2、电容器充电：电能→电场能

电容器放电：电场能→其它形式能

（二）电容

思考：

1、电容器带的电量是指的是什么？

2、电容器能起什么作用？水容器能起什么作用？

3、水杯存水的本领大小由什么决定?

4、电容器储存电荷的本领的决定因素呢？

点拨拓展:

电容器→电容→储存电荷、类比容器→储存物质（具体，水杯存水）。

思考:

水杯存水的本领大小由什么决定，电容器储存电荷的本领的决定因素呢？

学生类比探究:

水→容器的容积（本身结构决定）

电荷→电容器的电容（本身结构决定）

[引入概念]

电容：反映电容器储存电荷的本领，用C表示。

[实例展示]

问题：

如何能表征大容器储存水的本领大（由本身结构决定）？

总结：可用水量比深度来判断

类比引申：

那电容器储存电荷的特性如何表征呢？是否也同水杯储水一样？一样的话，它涉及的是哪些物理量？

结合自身的知识体系思考、猜想。