平行板电容器电容大小影响因素教学设计与反思.doc

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1、２０１５年第４期　　　　　　　　　　　　　　物理通报教学案例设计与分析平行板电容器电容大小影响因素教学设计与反思李淑淑（西安市第一中学陕西西安７１００８２）（收稿日期：２０１４－１２－０９）摘要：笔者结合自身教学过程，以平行板电容器电容影响因素的探究为例，谈几点自己关于本部分课堂教学的体会与看法．关键词：平行板电容器电容探究　　电容器作为重要的电学元件在生活中有着广泛的应用，学生在本节之前已经学习了研究电容器所需涉及的电势差、场强、电荷量等物理量［１］．平行板电容器是最基本的电容器，研究其电容的大小对理解电容的定义有很大帮助，而探究影响平行板电

2、容器电容大小的因素是本节知识的重点和难点内容，做好演示实验是突破该难点的关键［２］．教师通过演示实验与学生合作探究影响平行板电容器电容大小的因素，再结合理论推导使学生了解平行板电容器的电容公式，并掌握改变平行板电容器电容大小的方法．通过本节教学，使学生亲身体验探究过程，了解科学探究的方法，培养其用所学知识科学分析和解决实际问题的能力．１教学设计节选呈现师：我们知道电容作为表征电容器容纳电荷本领的物理量，在数值上等于所带电荷量与两极间电势差的比值，即Ｃ＝ＵＱ．打个比方，用同学们的水杯装同一高度的水，杯子横截面积越大则装的水也越多，那么水杯容积的大

3、小与水的多少有没有关系？生：没有！水杯的容积是由杯子决定的．师：正确，电容的大小与电容器所带电荷量以及两极板间电势差也并无关系，是由电容器本身所决定的．以平行板电容器为例，请同学们猜想，电容的大小与电容器自身的什么因素有关？请大家分组讨论．教师活动：展示和介绍平行板电容器的构造（如图１），演示变动板间距离ｄ和正对面积Ｓ．—６２—图１介绍平行板电容器构造及影响电容大小演示实验的示意图生：可能与板间距离ｄ有关，与极板的正对面积Ｓ有关．问题引导：大家想一想，这个电容器极板间的电介质是什么？如果更换极板间的绝缘物质会不会对电容有影响呢？生：还可能与电

4、介质的种类有关．教师活动：将学生讨论之后的猜想结果呈现于黑板上（板书）．师：那么通常我们会采用什么样的研究方法来验证我们的猜想呢？生：控制变量法．要保证其他量不变，使猜想的物理量发生变化然后观测实验现象．师：很好！那么接下来请同学们和老师一起进行实验探究，看看我们的猜想是否正确．实验探究：用摩擦起电的方式使电容器带电（教师完成）．（１）减小板间距离ｄ，其他因素不变，学生观察到指针偏角变小．（２）减小正对面积，其他因素不变，学生观察到指针偏角变大．（３）在板间插入塑料电介质，其他因素不变，学生观察到指针偏角变小．师：我们已经完成了实验探究，并记录

5、下来指针２０１５年第４期　　　　　　　　　　　　　　物理通报教学案例设计与分析的偏角变化情况．静电计的指针偏角可以反映出两质εｒ不同，而电容与它的关系可以表示为Ｃ∝εｒ，结极板间电势差的大小情况，即偏角变小，电势差变合以上，我们发现电容若将正比符号改为εｒＳ，Ｃ∝ｄ；，小偏角变大电势差变大．接下来请同学们小组内等号，要加上比例系数，那么电容的表达式则为Ｃ＝，合作根据实验结果推导出变量与电容的变化关系．板书引导分析：（教师与学生互助合作完成）εｒＳ，（）其中ｋ为静电力常量板书．４πｋｄ减小，指针偏角变小，即Ｑ，即师：通过以上学习探究，同学们能不能

6、归纳总结ｄＵ↓Ｃ＝↑ｄＵ？越小出我们今天所学的知识请小组讨论交流．，Ｃ越大．减小，指针偏角变大，即，即学生归纳：平行板电容器的电容大小与板间电ＱＳＵ↑Ｃ＝↓Ｓ，Ｕ势差和极板所带电荷量无关与电容器自身有关．电越小，容大小与板间距成反比，与极板正对面积和介电常Ｃ越小．插入电介质（塑料板），指针偏角变小，即数成反比，具体公式为Ｃ＝εｒＳ．４πｋｄＱＵ↓Ｃ＝Ｕ↑，因此电介质也会影响电容大小．教师评价：大家的总结非常完整，同学们在合作：交流中充分发挥了互助合作的精神，共同体验到了师从实验可以得出电容的大小与极板间距离，，探究的魅力和逻辑的力量，而在此过程

7、中不乏同学成反比与极板间正对面积成正比而且在极板间插，们的创新思想与火花的迸发，通过探究学习我们一入异于空气的电介质时电容变大．问题：我们一起进行了实验探究，那么同学们能起充分认识了平行板电容器的电容，后面我们将继否从理论的角度来进行验证呢？续学习它的应用．理论探究：２教学反思与建议教师引导：板间距离、正对面积发生变化时它的电场强度会不会跟着改变呢？场强与板间电势差又笔者认为，教学环节设置方式上的不同也会影，有什么关系呢？注意Ｕ，Ｑ响本节课的实际效率在此笔者主要提出以下建议．Ｅ＝ｄＣ＝Ｕ．（），学生小组讨论并展示总结：１抓住学生生活实际巧妙类比

8、和过渡．一个知识点的讲解如果是平铺直叙地切入，则无法刺激（），，１极板上电荷数不变正对面积Ｓ减小电场学生感官和给其留下深刻印象．在教学开始若直接线变密