体验式课堂教学模式之专业技能课体验式电容器

体验式课堂教学模式之专业技能课课题：电容器和电容 第 课时 总第个导学案主备人： 任课教师： 授课时间： 年 月 日内容简析电容器是电工和电子技术中基本元器件只以，它的用途非常广泛，如在电力系统中，利用它可以提高系统的功率因数；在电子计时中，利用它可以起到滤波、耦合、调谐、旁路和选频等作用。教学三维目标知识与技能：知道电容器的概念。过程与方法：1了解解电容器的种类。2掌握电容器的充放电过程。情感态度与价值观：激发学生对电路知识的学习兴趣，培养学生理论联系实际的科学态度和勇于探索的科学精神。教学重点1电容器种类及充放电。2电容是电容器的固有特性。教学难点电容是电容器的固有特性。教法学法自主探究、小组合作、多媒体辅助教学准备1根据学生层次分成若干小组，各组指派一名组长2各组课前上网找相关电容的资料。3制作多媒体教学课件、实验室准备好相关实验器具教学环节教学活动过程活动内容学生活动教师活动情境创设情感体验设问：我们知道的容器有哪些？学生自由回答在师生的问答中引出新问题电容器。任务引领探究体验表4-1 电容器在电路中的符号名称电容器电解电容器半可变电容器可 变电容器双连可变电 容 器图形符号任务一：电容器和电容1结构：两个彼此靠近又相互绝缘的导体，就构成了一个电容器。这对导体叫电容器的两个极板。2种类：电容器按其电容量是否可变，可分为固定电容器和可变电容器，可变电容器还包括半可变电容器，它们在电路中的符号参见表固定电容器的电容量是固定不变的，它的性能和用途与两极板间的介质有关。一般常用的介质有云母、陶瓷、金属氧化膜、纸介质、铝电解质等。电解电容器是有正负极之分的，使用时不可将极性接反或接到交流电路中，否则会将电解电容器击穿。电容量在一定范围内可调的电容器叫可变电容器。半可变电容器又叫微调电容。常用的电容器如图4-1所示。任务二：电容器的作用：电容器是储存和容纳电荷的装置，也是储存电场能量的装置。电容器每个极板上所储存的电荷的量叫电容器的电量。将电容器两极板分别接到电源的正负极上，使电容器两极板分别带上等量异号电荷，这个过程叫电容器的充电过程。电容器充电后，极板间有电场和电压。用一根导线将电容器两极板相连，两极板上正负电荷中和，电容器失去电量，这个过程称为电容器的放电过程。任务三：平行板电容器由两块相互平行、靠得很近、彼此绝缘的金属板所组成的电容器，叫平行板电容器。是一种最简单的电容器。图4-2给出了平板电容器的示意图。知道电容器的结构。知道电容器的种类。会画电容器的各种符号。了解电容器的种类及特点。认识各种各样的电容器。 知道电容器的作用及冲放电的工作过程。熟悉最简单的电容器平行板电容器展示电容器的内部结构示意图，简绍电容器的结构。展示各种各样的电容器。 简绍 电容器的各种符号。简绍电容器的内部介质。展示各种各样电容器的实物。实验演示电容器的充电和放电过程。知识平行板电容器的示意图，简绍平行板电容器。总结领会强化体验归纳总结：1电容器、充电、放电的概念。2电容的定义。学生总结总结，点评，对整个课堂学生表现进行总结、表扬好的，并指出存在的问题拓展探究升华体验教学反思在教学中，学生通过自主学习，自己可以总结本节课的重点、难点。主要采用体验式、探究式教学模式进行课堂教学，注意了探究性与有效性、主体性与主动性、预设性与生成性，很好地完成了教学目标，培养了学生自主学习能力、科学探究能力和抽象思维能力。附：评价表自主学习知识，踊跃质疑提问很好 好 一般 积极参与活动，勇于发表见解很好 好 一般 见解新颖独特，思维积极活跃很好 好 一般 善于合作研讨，完成分工任务很好 好 一般 按时完成训练，把握规律策略很好 好 一般 在完成任务的过程中最大的收获：在活动中碰到的困难和解决的方法：今后还需要更加努力的方面：体验式课堂教学模式之专业技能课课题：电 容 第 课时 总第个导学案主备人： 任课教师： 授课时间： 年 月 日内容简析电容器是电工和电子技术中基本元器件只以，它的用途非常广泛，如在电力系统中，利用它可以提高系统的功率因数；在电子计时中，利用它可以起到滤波、耦合、调谐、旁路和选频等作用。教学三维目标知识与技能：知道电容概念。过程与方法：1理解决定平行板电容器的电容大小的因素。2掌握电容的计算公式。情感态度与价值观：激发学生对电路知识的学习兴趣，培养学生理论联系实际的科学态度和勇于探索的科学精神。教学重点1平行板电容器。2电容是电容器的固有特性。教学难点电容是电容器的固有特性。教法学法自主探究、小组合作、多媒体辅助教学准备1根据学生层次分成若干小组，各组指派一名组长2各组课前上网找相关电容的资料。3制作多媒体教学课件、实验室准备好相关实验器具教学环节教学活动过程活动内容学生活动教师活动情境创设情感体验设问：电容器的容量是什么意思？学生自由回答在师生的问答中引出新问题电容器的容量。任务引领探究体验任务一：电容器的电容1电容C如图所示，当电容器极板上所带的电量Q增加或减少时，两极板间的电压U也随之增加或减少，但Q与U的比值是一个恒量，不同的电容器，Q/U的值不同。 电容器所带电量与两极板间电压之比，称为电容器的电容电容反映了电容器储存电荷能力的大小，它只与电容本身的性质有关，与电容器所带的电量及电容器两极板间的电压无关。2单位电容的单位有法拉(F)、微法(mF)、皮法(pF)，它们之间的关系为1 F = 10 6 mF = 10 12 pF任务二：平行板电容器的电容上图所示的平行板电容器的电容C，跟介电常数 e 成正比，跟两极板正对的面积S成正比，跟极板间的距离成d反比，即式中介电常数 e 由介质的性质决定，单位是F/m。真空介电常数为e 0 8.86 10-12 F/m。某种介质的介电常数 e 与真空介电常数 e 0之比，叫做该介质的相对介电常数，用e r表示，即e r = e /e 0几点说明1电容是电容器的固有特性，它只与两极板正对面积、板间距离及板间的介质有关，与电容器是否带电、带电多少无关。2任何两个导体之间都存在电容。3电容器存在耐压值，当加在电容器两极板间的电压大于它的额定电压时，电容器将被击穿。任务四 练习【例1】将一个电容为6.8 mF的电容器接到电动势为1000 V的直流电源上，充电结束后，求电容器极板上所带的电量。解： 根据电容定义式 ，则Q = CU = 6.8 10-6 1000 = 0.0068 C 【例2】 有一真空电容器，其电容是8.2 mF，将两极板间距离增大一倍后，其间充满云母介质，求云母电容器的电容。解：查表可知云母的相对介电常数 e r = 7，则真空电容器的电容为云母电容器的电容为比较两式可得了解电容器的电容概念，知道电容量和电荷、电压之间的关系。知道电容器的定义式。知道电容器的单位，及其相互间的转换。知道电容器的容量与哪些因素有关，它们之间的关系是什么?了解介电常数及相对介电常数的概念和相互关系。电容器中的几个注意事项。掌握解题方法，会灵活引用公式。会独立完成计算题。展示电容器的内部结构示意图，简绍电容器的结构。展示各种各样的电容器。 简绍 电容器的各种符号。简绍电容器的内部介质。展示各种各样电容器的实物。实验演示电容器的充电和放电过程。总结领会强化体验归纳总结：1平行板电容器的概念。2平行板电容器的相关计算。学生总结总结，点评，对整个课堂学生表现进行总结、表扬好的，并指出存在的问题拓展探究升华体验平行板电容器的极板面积为100cm2，两板间的介质为空气，两极板间的距离为5mm，现将电压为120V的直流电源接在电容器的两端。求（1）该平行板电容器的电容及所带的电荷量。（2）若将电容器的两极板浸入相对介电常数为2.2的油中，此时电容又是多大？教学反思在教学中，学生通过自主学习，自己可以总结本节课的重点、难点。主要采用体验式、探究式教学模式进行课堂教学，注意了探究性与有效性、主体性与主动性、预设性与生成性，很好地完成了教学目标，培养了学生自主学习能力、科学探究能力和抽象思维能力。附：评价表自主学习知识，踊跃质疑提问很好 好 一般 积极参与活动，勇于发表见解很好 好 一般 见解新颖独特，思维积极活跃很好 好 一般 善于合作研讨，完成分工任务很好 好 一般 按时完成训练，把握规律策略很好 好 一般 在完成任务的过程中最大的收获：在活动中碰到的困难和解决的方法：今后还需要更加努力的方面：体验式课堂教学模式之专业技能课课题：电容器的连接（串联） 第 1-4 课时 总第 个导学案主备人： 任课教师： 授课时间： 年 月 日内容简析电容器是电工和电子技术中基本元器件只以，它的用途非常广泛，如在电力系统中，利用它可以提高系统的功率因数；在电子计时中，利用它可以起到滤波、耦合、调谐、旁路和选频等作用。教学三维目标知识与技能：知道电容器串联的特点。过程与方法：会利用电容器串联的特点解题。情感态度与价值观：激发学生对电路知识的学习兴趣，培养学生理论联系实际的科学态度和勇于探索的科学精神。教学重点电容器串联的特点教学难点利用电容器串联的特点解题。教法学法自主探究、小组合作、多媒体辅助教学准备1根据学生层次分成若干小组，各组指派一名组长2各组课前上网找相关电容的资料。3制作多媒体教学课件、实验室准备好相关实验器具教学环节教学活动过程活动内容学生活动教师活动情境创设情感体验设问：我们已经知道了电阻可以串联，那么电容器能不能串联使用呢？学生自由回答在师生的问答中引出新问题电容器的串联连接。任务引领探究体验任务一：电容器的串联1.把几个电容器首尾相接连成一个无分支的电路，称为电容器的串联，如图所示。串联时每个极板上的电荷量都是q。设每个电容器的电容分别为C1、C2、C3，电压分别为U1、U2、U3，则总电压U等于各个电容器上的电压之和，所以 2.设串联总电容(等效电容)为C，则由，可得即：串联电容器总电容的倒数等于各电容器电容的倒数之和。3串联的作用：增大耐压，但电容减小。电容值不等的电容器串联使用时，每个电容上分配的电压与其电容成反比。任务二 应用电容器的特性解题【例 1】如图中，C1 = C2 = C3 = C0 = 200 mF，额定工作电压为50 V，电源电压U = 120 V，求这组串联电容器的等效电容是多大？每只电容器两端的电压是多大？在此电压下工作是否安全？解：三只电容串联后的等效电容为 每只电容器上所带的电荷量为每只电容上的电压为电容器上的电压小于它的额定电压，因此电容在这种情况下工作是安全的。【例2】现有两只电容器，其中一只电容器的电容为C1 = 2 mF，额定工作电压为160 V，另一只电容器的电容为C2 = 10 mF，额定工作电压为250 V，若将这两个电容器串联起来，接在300 V的直流电源上，如图4-4所示，问每只电容器上的电压是多少？这样使用是否安全？解：两只电容器串联后的等效电容为各电容的电容量为各电容器上的电压为由于电容器C1的额定电压是160 V，而实际加在它上面的电压是250 V，远大于它的额定电压，所以电容器C1可能会被击穿；当C1被击穿后，300 V的电压将全部加在C2上，这一电压也大于它的额定电压，因而也可能被击穿。由此可见，这样使用是不安全的。任务三 学生练习1.只电容器，电容分别为10 F和20 F。它们的额定工作电压为25 V和15 V，并联后，接在10 V电源上。求：（1）q1、q2及C；（2）最大允许的工作电压。两只电容器，其中一只为0.25 mF、250 V，另一只为0.5 mF、300 V，试求：（1）它们并联后的等效电阻；（2）它们串联后的等效电容和耐压值。知道电容器串联的定义。了解电容器串联的连接方式。知道电容器串联中容量、电压、电荷三者之间的关系。知道串联电容器的作用及使用注意事项。掌握电容器串联连接的解题方法，会独立解题。注意解题方法及解题注意事项。学生先独立思考完成，再相互检查，小组讨论。独立完成课堂练习。展示电容器串联连接的电路图。简绍电容器串联连接的特点。 和学生一起推导电容器串联电路电路中的几个关系式。简绍电容器串联的作用。 分析电路，帮助学生掌握解题方法。提出解题时的注意事项。引导学生独立思考。给出正确答案，小组讨论检查，改正错误。培养学生分析问题的能力和解决问题的能力。总结领会强化体验归纳总结：1电容器串联的性质。2电容器并联的性质。3电容器安全电压的计算。学生总结总结，点评，对整个课堂学生表现进行总结、表扬好的，并指出存在的问题拓展探究升华体验例2中容器允许充入的电荷量分别为？为了使C1上的电荷量不超过3.2 10-4 C，外加总电压应不超过探究各个电容器上的电荷量的分配。引导学生探究问题，解决问题。教学反思在教学中，学生通过自主学习，自己可以总结本节课的重点、难点。主要采用体验式、探究式教学模式进行课堂教学，注意了探究性与有效性、主体性与主动性、预设性与生成性，很好地完成了教学目标，培养了学生自主学习能力、科学探究能力和抽象思维能力。附：评价表自主学习知识，踊跃质疑提问很好 好 一般 积极参与活动，勇于发表见解很好 好 一般 见解新颖独特，思维积极活跃很好 好 一般 善于合作研讨，完成分工任务很好 好 一般 按时完成训练，把握规律策略很好 好 一般 在完成任务的过程中最大的收获：在活动中碰到的困难和解决的方法：今后还需要更加努力的方面：体验式课堂教学模式之专业技能课课题：电容器的连接（并联） 第 1-4 课时 总第 个导学案主备人： 任课教师： 授课时间： 年 月 日内容简析电容器是电工和电子技术中基本元器件只以，它的用途非常广泛，如在电力系统中，利用它可以提高系统的功率因数；在电子计时中，利用它可以起到滤波、耦合、调谐、旁路和选频等作用。教学三维目标知识与技能：知道电容器并联的特点。过程与方法：会利用电容器并联的特点解题。情感态度与价值观：激发学生对电路知识的学习兴趣，培养学生理论联系实际的科学态度和勇于探索的科学精神。教学重点电容器并联的特点教学难点利用电容器并联的特点解题。教法学法自主探究、小组合作、多媒体辅助教学准备1根据学生层次分成若干小组，各组指派一名组长2各组课前上网找相关电容的资料。3制作多媒体教学课件、实验室准备好相关实验器具教学环节教学活动过程活动内容学生活动教师活动情境创设情感体验设问：我们已经知道了电容器可以串联，那么电容器能不能并联使用呢？学生自由回答在师生的问答中引出新问题电容器的并联连接。任务引领探究体验任务一：电容器的并联1. 把几个电容器的一端连在一起，另一端也连在一起的连接方式，叫电容器的并联。如图所示。电容器并联时，加在每个电容器上的电压都相等。设电容器的电容分别为C1、C2、C3，所带的电量分别为q1、q2、q3，则电容器组储存的总电量q等于各个电容器所带电量之和，即设并联电容器的总电容(等效电容)为C，由q = CU得 即并联电容器的总电容等于各个电容器的电容之和。任务二 应用电容器并联的特性解题【例1】 电容器A的电容为10 mF，充电后电压为30 V，电容器B的电容为20 mF，充电后电压为15 V，把它们并联在一起，其电压是多少？解：电容器A、B连接前的带电量分别为它们的总电荷量为并联后的总电容为 连接后的共同电压为例2：有两只电容器，电容分别为10 F和20 F。它们的额定工作电压为25 V和15 V，并联后，接在10 V电源上。求：（1）q1、q2及C；（2）最大允许的工作电压。任务三 学生练习1.只电容器，电容分别为10 F和20 F。它们的额定工作电压为25 V和15 V，并联后，接在10 V电源上。求：（1）q1、q2及C；（2）最大允许的工作电压。2.两只电容器，其中一只为0.25 mF、250 V，另一只为0.5 mF、300 V，试求：（1）它们并联后的等效电阻；（2）它们串联后的等效电容和耐压值。知道电容器并联的定义。了解电容器并联的连接方式。知道电容器并联中容量、电压、电荷三者之间的关系。知道并联电容器的作用及使用注意事项。掌握电容器并联连接的解题方法，会独立解题。注意解题方法及解题注意事项。学生先独立思考完成，再相互检查，小组讨论。独立完成课堂练习。展示电容器并联连接的电路图。简绍电容器并联连接的特点。 和学生一起推导电容器并联电路电路中的几个关系式。简绍电容器并联的作用。 分析电路，帮助学生掌握解题方法。提出解题时的注意事项。引导学生独立思考。给出正确答案，小组讨论检查，改正错误。培养学生分析问题的能力和解决问题的能力。总结领会强化体验归纳总结：1.电容器并联的性质。2电容器安全电压的计算。学生总结总结，点评，对整个课堂学生表现进行总结、表扬好的，并指出存在的问题拓展探究升华体验例2中最大允许的工作电压是多少？探究各个电容器上的电荷量的分配。引导学生探究问题，解决问题。教学反思在教学中，学生通过自主学习，自己可以总结本节课的重点、难点。主要采用体验式、探究式教学模式进行课堂教学，注意了探究性与有效性、主体性与主动性、预设性与生成性，很好地完成了教学目标，培养了学生自主学习能力、科学探究能力和抽象思维能力。附：评价表自主学习知识，踊跃质疑提问很好 好 一般 积极参与活动，勇于发表见解很好 好 一般 见解新颖独特，思维积极活跃很好 好 一般 善于合作研讨，完成分工任务很好 好 一般 按时完成训练，把握规律策略很好 好 一般 在完成任务的过程中最大的收获：在活动中碰到的困难和解决的方法：今后还需要更加努力的方面：体验式课堂教学模式之专业技能课课题：电容器充放电机检测实验 第 1-4 课时 总第 个导学案主备人： 任课教师： 授课时间： 年 月 日内容简析电容器是电工和电子技术中基本元器件只以，它的用途非常广泛，如在电力系统中，利用它可以提高系统的功率因数；在电子计时中，利用它可以起到滤波、耦合、调谐、旁路和选频等作用。教学三维目标知识与技能：通过实验掌握电容器的充放电过程。过程与方法：会利用电路原理实验箱。情感态度与价值观：激发学生对电路知识的学习兴趣，培养学生理论联系实际的科学态度和勇于探索的科学精神。教学重点1电容器充、放电过程中，电路中的电流和电容器两端电压的变化规律。2电容器质量的判别教学难点电容器质量的判别教法学法自主探究、小组合作、多媒体辅助教学准备1根据学生层次分成若干小组，各组指派一名组长2各组课前上网找相关电容的资料。3制作多媒体教学课件、实验室准备好相关实验器具教学环节教学活动过程活动内容学生活动教师活动情境创设情感体验设问：我们已经从理论上知道了电容器的充放电作用，现在通过实验来观察电容器的充放电现象。学生的好奇心被激起，跃跃欲试。在教师的设疑中引出新课题电容器的充放电。任务引领探究体验任务一：电容器的充电和放电一、电容器的充电开关S合向1，电容器充电。1现象：（1）白炽灯开始较亮，逐步变暗。（2）的读数由大变小。（3）的读数变大。（4）最后指向0，的大小等于E。2解释：电源正极向极板供给正电荷，负极向极板供给负电荷。电荷在电路中形成定向移动，产生电流，两极板间有电压。S刚合上时，电源与电容器之间存在较大的电压，使大量电荷从电源移向电容器极板，产生较大电流，随着电荷的增加，电压减小，电流减小。当电容器两端电压等于电源电压时，电荷停止定向移动，电流为0，灯不亮。二、电容器的放电S合向2，电容放电。1现象：（1）开始灯较亮，逐渐变暗，直至熄灭。（2）开始较大，逐渐变小，电流方向与刚才充电方向相反，直至指示为0。（3）开始指示为E，逐渐下降，直至为0。2解释：放电过程中，由于电容器两极板间的电压使回路中有电流产生。开始这个电压较大，因此电流较大，随着电容极板上的正、负电荷的中和，极板间的电压逐渐减小，电流也减小，最后放电结束，极板间不存在电压，电流为零。3结论：当电容器极板上所储存的电荷发生变化时，电路中就有电流流过；若电容器极板上所储存的电荷量恒定不变时，则电路中就没有电流流过。电路中的电流为i = = C 任务二 电容器的质量判别1用R 100或R 1k挡。2将万用表分别与电容器两端接触，指针发生偏转并回到接近起始的地方，说明电容器的质量很好。3若指针偏转后回不到起始位置的地方，而停在标度盘的某处说明电容器的漏电很大，这时指针所指出的电阻数值即表示该电容器的漏电阻值。4若指针偏转到零位置之后不再回去，则说明电容器内部已经短路；如果指针根本不偏转，则说明电容器内部可能断路，或电容量很小。知道电容器并联的定义。了解电容器并联的连接方式。知道电容器并联中容量、电压、电荷三者之间的关系。知道并联电容器的作用及使用注意事项。掌握电容器并联连接的解题方法，会独立解题。注意解题方法及解题注意事项。学生先独立思考完成，再相互检查，小组讨论。独立完成课堂练习。展示电容器并联连接的电路图。简绍电容器并联连接的特点。 和学生一起推导电容器并联电路电路中的几个关系式。简绍电容器并联的作用。 分析电路，帮助学生掌握解题方法。提出解题时的注意事项。引导学生独立思考。给出正确答案，小组讨论检查，改正错误。培养学生分析问题的能力和解决问题的能力。总结领会强化体验归纳总结：1电容器的充、放电电流。2电容器质量的判别。学生总结总结，点评，对整个课堂学生表现进行总结、表扬好的，并指出存在的问题拓展探究升华体验1充电时，qUc电压与电荷量成正比：q = C uC2电源输入电荷量为 q 时所做的总功，也就是存储于电容器中的总能量。Wc = q UC = C UC2式中：C 电容器的电容单位：F（法拉）UC电容器两端的电压单位：V（伏特）Q 电容器所带的电荷量单位：C（库仑）W 电容器储存的电场能量单位：J（焦耳）3结论：电容器中存储的电场能量与电容器的电容成正比，与电容器两极板之间的电压平方成正比。4电容器是一种储能元件，当电容器两端电压增加时，电容器便从电源吸收能量储存在它两极板的电场中，当电容器两端电压降低时，它便把储存的电场能量释放出来。电容器本身只与电源进行能量交换，不消耗能量。探究各个电容器上的电荷量的分配。引导学生探究问题，解决问题。教学反思在教学中，学生通过自主学习，自己可以总结本节课的重点、难点。主要采用体验式、探究式教学模式进行课堂教学，注意了探究性与有效性、主体性与主动性、预设性与生成性，很好地完成了教学目标，培养了学生自主学习能力、科学探究能力和抽象思维能力。附：评价表自主学习知识，踊跃质疑提问很好 好 一般 积极参与活动，勇于发表见解很好 好 一般 见解新颖独特，思维积极活跃很好 好 一般 善于合作研讨，完成分工任务很好 好 一般 按时完成训练，把握规律策略很好 好 一般 在完成任务的过程中最大的收获：在活动中碰到的困难和解决的方法：今后还需要更加努力的方面：25