高中物理创新实验说课电容器的电容.docx
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高中物理创新实验说课电容器的电容
电容器的电容
一、使用教材:
人民教育出版社课程研究所.普通高中课程标准实验教科书(物理).高二选修3-1第一章第八节.人民教育出版社
二、实验器材:
电容器(3300uF)、开关、干电池、平面镜、多块同样规格玻璃板和PVC发泡板、数字多用表、支架展台、实物投影仪
三、实验改进要点:
1.寻找表征电容器储存电荷特性的物理量
(1)
教材中的方案:
(2)教学实施中存在的问题:
教材并未给出此实验的具体方案,如果没有实验探究,仅凭讲解,学生很难理解
是一个常量的事实,因此非常需要设计一个实验,寻找一个常量,来定义与表征电容器储存电荷特性。
(3)改进方案:
1 电容器所带电荷量不易直接测得,受到库仑扭秤实验的启发,可以将将带电量为Q的电容器与不带电的相同的电容器并联,多次操作,可使电容器的带电量改变为
,
;
2 如果使用指针式电压表直接测两极间的电压,电容则会通过电压表放电,电荷量发生改变,而且放电过程中电压表读数快速减小,无法准确读数。
通过不断尝试,发现用数字式多用电表(电压挡)测电容器两极间电压U时,由于数字电压表内阻大,电容器几乎不放电,读数精确、稳定、易读。
因此,本实验采用数字式多用电表(电压挡)测量电容器两端的电压。
(4)实验装置实物图:
图1寻找表征电容器储存电荷特性的物理量实验装置图
2.探究影响平行板电容器的电容大小的因素
(1)
教材中的方案
(2)教学实施中存在的问题:
1 精度不高。
实验中利用静电计指针的偏角大小判断电势差大小比较粗略,实验误差较大;
2 实验很难操作。
静电计所带电荷量不多但电压高,容易因为空气潮湿或者绝缘性能不佳而漏电,影响实验的效果,甚至导致实验的成功率较低;
3 不便于定量研究。
很难定量改变极板间距离和正对面积。
教材中的实验方案设计巧妙、仪器简单、操作方便。
但是由于漏电的影响,导致平常教学中实验很难成功,所以大部分教师选择用动画、视频或者纯理论来替代实验的教学。
(3)改进方案:
1 用数字多用表的电容挡直接测量电容器的电容;
2 将手持式装置改为固定式装置;
3 通过在两极板间添加多块相同厚度的玻璃板、错开正对面积实现极板间距离、正对面积的定量改变;
4 通过在两极板间改变电介质材料实现介电常数的改变。
(4)
实验装置实物图:
图1正对时的实验装置图图2错开后的装置图
图3极板接线装置图4玻璃板抽拉装置
四、实验原理:
1.寻找表征电容器储存电荷特性的物理量
通过电荷平分使一个电容器的带电量定量改变为Q等比倍数,测出相对应的电容器两极间的电势差U,列表得出同一个电容器比值
是一个常量。
2.探究影响平行板电容器的电容大小的因素
利用控制变量法,研究一个平行板电容器的电容大小与极板间距离d、正对面积S之间的定量关系和电容大小与两极间电介质的定性关系。
五、实验教学目标:
1.通过实验探究得出一个电容器所带的电荷量Q与电容器两极间的电势差U成正比,比值
是一个常量;
2.通过实验探究影响平行板电容器的电容大小的因素;
3.通过运用“控制变量法”探究影响平行板电容器的电容大小的因素,进一步体会科学探究的过程与方法;
4.在教学过程中渗透决定事物本质的是自身的因素,而与外部因素无关的思想。
六、实验教学内容:
1.寻找表征电容器储存电荷特性的物理量
将带电量为Q的电容器与另一个不带电的相同电容器并联,多次操作,可使该电容器的带电量定量改变为
,
。
用数字式电压表测出该电容器两端对应的电压U,观察得出
是一个常量的事实。
2.探究影响平行板电容器的电容大小的因素
用控制变量法,在正对面积不变时,在平行板间放入3、2、1块有机玻璃板,对应的间距变为3d、2d、d;间距保持为d时,正对面积通过错开的方式由S变为
、
、。
分别测出对应的电容,记录在实验表格中,观察得出平行板电容器与相关因素的定量关系。
改变两极板间电介质,测出对应的电容,得出电容C与两极间电介质有关。
七、实验教学过程:
1.寻找表征电容器储存电荷特性的物理量
(1)将带电量为Q的电容器与另一个不带电的相同电容器并联,依次操作,可使该电容器的带电量改变为
,
,用数字式电压表测出该电容器两端对应的电压U;将实验数据记录在实验一的表格中;
(2)
实验表明,一个电容器所带的电荷量Q与电容器两极间的电势差U成正比,比值
是一个常数,这个比值表征了电容器储存电荷的特性。
2.探究影响平行板电容器的电容大小的因素
(1)
正对面积保持为S不变时,在平行板间放入3、2、1块有机玻璃板,对应的间距变为3d、2d、d;分别测出对应的电容,将实验数据记录在实验二的表格中;
(2)
将玻璃板全部抽出,极板间有一层极薄的绝缘膜,间距保持不变,正对面积通过错开的方式由S变为
、
。
分别测出对应的电容,将实验数据记录在实验三的表格中;
(3)正对面积为S时,电介质替换为厚度为d的PVC发泡板。
测出对应的电容,将实验数据记录在实验四的表格中;
(4)
实验表明,平行板电容器的电容与正对面积成正比,与极板间距成反比,与电介质材料有关。
3.实验参数
电路板中电容器电容为3300uF,电池为一节干电池,平面镜、玻璃板、PVC发泡板尺寸:
长500mm,宽500mm,厚度d=5mm.
八、实验教学评价:
1.优点:
(1)寻找表征电容器储存电荷特性的物理量
1 用电量等分的办法巧妙化解了电荷量难以定量测量的问题,非常快捷地得到电容的带电量与电势差成正比的关系,大大降低了学生对电容定义理解的难度;
2 虽然降低了教学难度,却没有降低教学要求,同时还原了物理本质问题。
(2)探究影响平行板电容器的电容大小的因素
1 在“探究影响平行板电容器的电容大小的因素实验”中并未直接测出平行板间距和正对面积,在平行板间放入若干块相同厚度的玻璃改变对应的极板距离,通过改变错开面积的方式得到不同的正对面积。
简化了实验过程,实验可操作性强;
2 实验仪器取材方便,平面镜、玻璃、数字多用表都是常见的材料和仪器,仪器组装方便,整套仪器价格也不高,适宜推广。
2.误差分析:
(1)电容的定义
1 电量等分时两个电容不一样(选用更大的电容误差更小);
2 数字式多用表电势差挡的误差。
(2)探究影响平行板电容器的电容大小的因素
1 平面镜背面金属极板镀有一层很薄的绝缘材料,玻璃板之间有空气间隙,导致极板间距并不是准确的3d、2d、和d(选用介质常数大的电介质材料误差更小);
2 平行板电容器的边缘效应(选更薄、尺寸更大的极板、更薄的电介质材料误差更小);
3 数字式多用表电容挡误差。
3.不足:
由于实验当中的电荷量无法测量其具体值,所以只能得到电荷量Q与电势差U的正比关系,但不能得到Q与U比值的具体值。
如果换一个电容器,本实验不能反映Q与U的比值与电容器有关这一个特性。
所谓说课是教师在备课的基础上,面对评委、同行、系统地口头表述自己的教学设计及其理论依据,然后由听者评说,达到相互交流,共同提高的目的的一种教学研究形式。
说课的基本步骤
一、说教材
1、教材的地位:
从地位上、结构上、内容上、教育意义上等方面论述本节教材在本课\本书中的地位和作用。
2、教学目标:
根据新课程标准的要求、学生年龄特点、生活经验、认识问题的层次、程度、学生发展的需要等方面制定出三维学习目标。
3、教学重点、难点:
从教学内容、课标要求、学生实际、理论层次、对学生的作用等方面找出确立重点难点的依据并确定教学的重点和难点。
二、说教法
依据《纲要》、课标的四性、新理念、新教法等理论具体说明将在课堂设计中运用那些方法。
这里可以从大的方面,从宏观上来说一下,具体详细可以放在下一个教学程序里说明。
如:
1、参与式2、讨论式3、互动式4、体验式5、研究性学习
6、谈话、对话、辩论、调查、情景模拟、亲历体验、小活动等
三、说学法
依据新的教学理念、学习方式的转变,说出所倡导自主、合作、探究等方式方法。
达到体验中感悟情感、态度、价值观;活动中归纳知识;参与中培养能力;合作中学会学习。
四、说教学程序
主体部分:
说出教学的基本环节、知识点的处理、运用的方法、教学手段、开展的活动、运用的教具、设计的练习、学法的指导等。
并说出你这样设计的依据是什么。
五、说板书
一般正规的说课如果时间允许的情况下,是要在说教学程序的过程中写出板书提纲的。
如果时间很紧张,你可以提前写在一张大纸上,张贴在黑板上也可以。
能够配合讲解适时出示,达到调控学生、吸引注意、使师生思路合拍共振的目的
说出这样设计的理由。
如:
能体现知识结构、突出重点难点、直观形象、利于巩固新知识、有审美价值等。
说课应遵循的四个原则
一、科学性原则--说课活动的前提
科学性原则是教学应遵循的基本原则,也是说课应遵循的基本原则,它是保证说课质量的前提和基础。
科学性原则对说课的基本要求主要体现在以下几个方面。
1、教材分析正确、透彻。
2、学情分析客观、准确,符合实际。
3、教学目的的确定符号大纲要求、教材内容和学生实际。
4、教法设计紧扣教学目的、符合课型特点和学科特点、有利于发展学生智能,可行性强。
二、理论联系实际原则--说课活动的灵魂
说课是说者向听者战士其对某节课教学设想的一种方式,是教学与研究相结合的一种活动。
因此在说课活动小中,说课人不仅要说清其教学构想,还要说清其构想的理论与实际两个方面的依据,将教育教学理论与课堂教学时间有机的结合起来,做到理论与实践的高度统一。
1、说课要有理论指导。
2、教法设计应上升到理论高度。
3、理论与实际要有机统一。
三、实效性原则--说课活动的核心
任何活动的开展,考试大都有其鲜明的目的。
说课活动也不例外。
说课的目的就是要通过“说课”这一简易、速成的形式或手段来在短时间内集思广益,检验和提高教师的教学能力、教研能力,从而优化了课堂教学过程,提高课堂教学效率。
因此,“实效性”就成了说课活动的核心。
为保证每一次说课活动都能达到预期目的、收到可观实效,至少要做到以下几点。
1、目的明确。
2、针对性强大。
3、准备充分。
4、评说准确。
四、创新性原则——说课活动的生命线
说课是深层次的教研活动,是教师将教学构想转化为教学活动之前的一种课前预演,其本身也是集体备课。
在说课活动的一个组成部分。
尤其是研究性说课,其实质就是集体备课。
在说课活动中,说课人一方面要立足自己的教学特长、教学风格。
另一方面更要借助有同行、专家参与评说众人共同研究的良好机会,树立创新的意识和勇气,大胆假设,小心求证,探索出新的教学思路和方法,从而为断提高自己的业务水平,进而不断提高教学质量。
只有在说课中不断发现新问题、解决新问题,才能使说课活动永远“新鲜”、充满生机和活力。
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- 高中物理 创新 实验 电容器 电容