《電容器的電容》
一、教材分析
《電容器的電容》是屬于人教版高中物理選修3-1第一章靜電場第8節內容。
電容器是一種重要的電學元件，在電氣設備中有著廣泛的應用。學生已經學習了研究電容器需要涉及的電勢差、電荷量等知識，同時也基本掌握了比值定義法、控制變量法等研究物理問題的方法，具有了一定的用數學工具解決物理問題的能力。所以本節教學的核心是引導學生應用所學的知識與形成的方法研究電容器，探究電容概念的內涵。
電容的概念是本節的重點，也是難點。電容又是一個比值定義的物理量，引出這一比值的關鍵，學生知道電容器容納電荷的本領是定的，而電容器所帶的電荷量與兩極板間的電勢差成正比，其比值能反映電容器本身的性質。
影響平行板電容器電容大小的因素是本節教學內容的又一難點，在引導學生做好教科書中的演示實驗的前提下，由定性實驗到定量探究是突破該難點的好辦法，符合學生認知規律，學生也更易于接受。
二、教學設計思路
本節課是一節物理概念形成課，主要通過問題探究和實驗探究開展教學。先讓學生觀察電容器放電現象，既激發了學生興趣，又為學生了解電容器的作用做鋪墊。再通過自制電容器讓學生體驗“觸電”感覺，感受電容器的儲電作用給學生一種真實的體驗與認識，并由學生通過觀察自制電容器，了解電容器的構造，這樣更符合學生的認知規律。
通過學生自主觀察電容器的充、放電過程中靈敏電容計指針的偏轉情況，定性了解充、放電過程的特征；由于電容器的充、放電時間極短，學生只能觀察電流計指針有無偏轉，以及偏轉角度的變化，但對于固定電容器儲存的電量與電壓之間是否存在定量關系，采用課本中的實驗無法達到這一目的，根據這一實驗就得出電量與電壓的比值為定值不能令學生信服。為了克服這一障礙，本節課進一步用電流傳感器代替電流計，與學生共同實驗，再次觀察電容器的充、放電，這一方面可以進一步說明通過不同的實驗器材，得到的實驗現象是相同的，但實驗的精度不一樣，借助電流傳感器可以較好地顯示電容器充、放電的短暫過程，并通過電腦輸出電流隨時間變化的波形圖，借助數學工具積分的方法通過電腦直接求出電量。學生通過這一實驗，直觀形象的建立了充、放電暫態過程，也解決了指針偏
轉后是自由返回，還是充、放電有約束式返回。尤其是可以通過電腦處理數據，運用圖表功能直接快速描點，便于學生觀察，并很容易得出定值電容的電壓與電量的線性關系。通過實驗學生能夠明白“電容”概念的內涵及其物理意義，同時進一步培養學生利用圖像處理問題的能力，為突破難點作了前期鋪墊。
最后通過演示實驗，利用控制變量法定性探究平行板電容器的電容與哪些因素有關。學生親歷電容概念形成的過程，遞進式感悟，從而理解電容的概念，突破難點。
三、教學目標
知識與技能
1.知道電容器的概念，認識常見的電容器；
2. 理解電容的概念及定義方法，掌握電容的定義公式、單位，并會應用定義式進行簡單的計算；
3. 通過實驗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電容大小的方法。
過程與方法
1.通過實驗感知電容器的充、放電過程；
2.通過實驗探究電容器帶電量與電勢差的關系，運用比值定義法定義電容；
3.運用控制變量法分別定性、定量探究影響平行板電容器電容大小的因素。
情感態度與價值觀
1.培養探究精神，激發探究熱情；
2.養成實事求是的科學態度，形成勤于設疑、敢于猜想、勇于求證、善于總結的科學精神。
教學重點與難點
1.電容的概念是本節的重點和難點，通過實驗探究電容器帶電量與電勢差的關系，理解電容器電容的定義；
2.影響平行板電容器電容大小因素的探究是本節的難點，運用演示實驗進行定性探究突破難點。
四、電容器概念教學路徑圖：
5、教學過程
（一）創設情境，激活思維，引入概念
演示實驗1：展示自制的電容器（如右圖），這是一個玻璃杯，它是一個可以用來裝水的容器。那么它可以用來裝電嗎？
用感應發電機給電容器充電，再將兩極對接，請同學們觀察看到的現象，說明什么？
也可以讓幾個學生搭肩，第一個同學雙手觸摸兩極體驗電容器“儲電”作用，讓學生說說體驗，思考說明什么？
點評：通過上面的演示實驗和學生的體驗，學生驚訝于玻璃還可以裝電，激發學生興趣，引發學生思考。自覺地思考：這個琉璃為什么可以裝電？很自然的就可以引入能夠儲存電
荷的容器叫電容器。
實物展示：展示生活中常見的電容器
電容器的歷史：萊頓瓶是1745年由荷蘭萊頓大學教授P.穆森布羅克（1696-1761）發明的，是最原始的電容器。
點評：先讓學生觀察電容器放電現象，既激發了學生興趣，又為學生了解電容器的作用做鋪墊。再通過自制電容器讓學生體驗“觸電”感覺，感受電容器的儲電作用給學生一種真實的體驗與認識，同時通過實物展示使學生對電容器有更多的感性認識，同時了解了電容器的歷史。并由學生通過觀察自制電容器，了解電容器的構造，這樣更符合學生的認知規律。
（二）實驗探究，理解和形成電容器概念
1、電容器的構造
思考1：電容器為什么能夠儲存電荷呢？
拆開自制電容器，讓學生觀察分析電容器的構造。形形色色、多種多樣的電容器都有三個基本組成：1）兩個絕緣且相距很近的導體－－極板；2）中間夾一層絕緣物物質－－電介質
思考2：相鄰兩同學是否構成電容器？
兩個平行金屬板（夾上一層絕緣物質）能否構成一個電容器？
總結：平行板電容器 ，它是一種最簡單的電容器。任何兩個互相靠近彼此絕緣的導體都可以構成電容器。
點評：自制電容器，結構簡單且更易說明電容器的構造，直觀形象，更有真實感，學生容易接受。
2、電容器的性質——充電和放電
思考3、它是怎么儲存電荷的？需要電荷怎么辦？
演示實驗2：按勝昔演示電路圖和實物圖如下圖所示：
觀察實驗并記錄數據：學生觀察電容器的充放電過程，認識電容器的工作形式——充電、放電過程。
表1：電容器的充、放電過程
| 充電過程 | 放電過程 |
電流方向 | | |
板間電量 | | |
板間電勢差 | | |
板間場強 | | |
能量轉化 | | |
| | |
演示結合問題探究電容器的充電過程：
1、開關打到哪邊是充電？
2、開關打到1，猜想靈敏電流計的指針如何變化？
3、充電完畢后，上、下極板各帶什么電？
4、充電完畢后，兩板間是否有電勢差？
5、電容器所帶電量是多少？
6、開關打到2，狂想靈敏電流計的指針如何變化？
7、充電、放電的過程，電路中的能量如何轉化？
應用1：在如此短的時間內，僅靠電池直接供電，閃光燈能發出如此耀眼的光芒嗎?
