前言:中文期刊网精心挑选了电容器范文供你参考和学习,希望我们的参考范文能激发你的文章创作灵感,欢迎阅读。
电容器范文1
这种新一代脉冲超级电容器具有极低ESR的特点,使得它们可以满足对锂离子电池或标准AA、AAA电池进行涓流充电时,设备工作所需要的瞬时峰值电流。低厚度的设计也使得它们可以被使用在小型电路卡组件(Circuit Card Assembly,CCA)中,并能够满足如便携设备中无线数据传输卡和高密度数据传输设备等对电源的需求。在这些应用中,常需要提供大约主电池输出电流两倍的峰值能量以实现快速的数据传输。
超级电容器正如它的名字一样,可以存储大量的电荷。标准电容器通过极板间的电介质存储电荷。由于电介质内的偶极子排列,电场的建立可以通过极板的电压测得。极板所能保持的电荷越多,电容量就越高,能量存储可以通过公式1/2(c×V2)来计算。此处,C为以法拉为单位的电容,V为以伏特为单位的极板电压。超级电容器也可以产生同样的结果,但它却是通过电荷的大量游离和运动,而不是通过介电质的偶极子排列来存储能量。这种移动相反电荷到分离器不同侧的机制是自然界中的电化学现象,与电池原理非常相似。能量在标准电容器或超级电容器之中能够存储多久将取决于电容器内部的漏电流(如偶极子的释放或电荷的重组),存储的能量能够被释放得多快取决于器件的内部电阻。
标准电容器技术的研究正集中于新型材料的开发以期改善介电常数、介电质漏电流、内部电阻和耐压能力。同样,对于超级电容器而言,最初的产品是基于高内阻的机电系统,并具有“类电池”的存储电能和放电特征,而新材料的开发已经使低ESR器件成为瞬时放电应用的理想器件。
当在标准电容器中计算偶极子排列所存储的能量时,通常会假定其是纯粹的直流应用环境。但在大多数应用中,需要电容器来传递信号,这就使极板带有交流电压。问题是偶极子的振动怎样能够很好地跟得上传过来的信号频率并不失真呢?或者哪种类型的标准电容器能够适合对应的应用环境?例如,耐压6V,容量高达2200uF,ESR小于50mΩ的钽电容在100kHz~1MHz范围内都有很好的频率响应。这是因为在100kHz时,电容量保持率很高(大约90%),是SMPS器件宽范围滤波要求的理想选择。陶瓷Ⅱ型材料也适合这个频率范围,虽然电容量相比要低,但ESR会更低(大约100uF/5mΩ)。同时,陶瓷Ⅰ型电介质有非常高的工作频率,特别适合射频应用。对于光学系统,单层器件可以接近10GHz的响应。
同样,超级电容器技术也正在发展以用于更加广泛的领域。这得益于纳米技术(可以用来开发更高表面积的炭叠层)所具有的优点,而最近几年许多令人激动的成果之一就是分离系统中的“质子聚合膜”被引入了电容器制造领域。这种技术有如下优点:
・非常高的直流电容:容量在50mF~IF;
・非常长的电容保持时间:以毫秒为单位的脉冲间隔;
・非常宽的工作电压:3.6~15V,甚至更宽;
・非常低的ESR:20~300mΩ;
・非常低的漏电流:2―5uA;
・非常长的生命周期:深度充放电循环测试高达一千万次(或者持续测试8个月)也没有显示出对这些电容有任误差。一些最先进的锂离子电池具有非常平坦的电压特性,这使得利用OCV测量来校正电流测量误差更加困难。而只要电压测量有一点小小误差,就可能导致SOC计算的重大偏差。所以,只有确保出色的电流测量和精确的时基才能获得最佳精度。
如上所述,在小电流的情况下,造成电流测量误差的最大原因是电流测量ADC中的偏移量,而目前已经有好几种技术可减小这种偏移量。其中,最常用的技术是在受控环境中对偏移量进行测量,然后在每一次的测量值中都减去该偏移量。但这种方法有一个弱点,就是没有考虑到偏移量的漂移。图1显示了把该技术用于一定数量的部件之后的残余偏移量。爱特梅尔的电池管理单元采用的是一种更好的方法,而ATmegal6HVA所通过周期性改变电流测量的极性来抵偿偏移量就是一例。虽然利用这方法仍会残余极小但恒定的偏移量,不过,这个很小的残余偏移量只需在保护FET开路之前进行测量,并通过电池组提供一个已知电流,就可以除去。如图2所示,利用这种方法可以显著减小偏移量,而爱特梅尔BMU中偏移量漂移引起的残余误差更低于量子化级。消除偏移量的好处在于能够精确测量很小的电流,而对于偏移量大的器件,就得在某一点上停止电流测量,转而开始预测电流。有些BMU采用5mΩ的感测电阻,提供高达100mA的锁定零区或死区。以笔记本电脑为例,这可是很可观的电流量,足以保持某个工作模式非常长的时间了。
精确测量小电流
对于给定大小的感测电阻,电流测量ADC的偏移误差每每限制了其能够测量的最小电流级,致使在低感测电阻值和所需死区(这里因为电流级太低,无法集聚电荷流)之间必须进行大幅折中。最近,大多数设备制造商都在寻找降低耗电量,并尽可能保持低功耗模式的方法,使确保小电流获得精确测量的技术变得愈发重要。
电流测量的度偏移
要精确测量uV数量级电压本身就颇具挑战性,而在芯片经受温度变化时实现精确测量更是困难,因为即使是一部主要在室内工作的笔记本电脑,还是会经历温度变化。例如,在电池均衡管理期间,BMU内部的一个FET以最大功率消耗电池的能量。致使芯片温度大幅上升。与偏移有关的许多参数都有较大的温度偏移,如果不消除这些效应,将影响到测量精度。爱特梅尔的偏移校准方法已获证明在考虑到温度效应时也非常有效。如图2所示,温度效应被完全消除,从而确保偏移不再对测量精度造成影响。
带隙基准电压的特性及其对电压测量的影响
带隙基准电压是获得高精度结果的关键因素。来自固件预期值的实际基准电压值偏差会转化为测量结果的增益误差,而在大多数情况下,这是电池电压测量和大电流测量中最主要的误差源。
标准带隙基准电压是由一个与绝对温度成正比(PTAT)的电流和一个与绝对温度成互补关系(CTAT)的电流两部分相加组成,可提供不受温度变化影响而且相对稳定的电流。这个电流流经电阻,形成不受温度变化影响而且相对恒定的电压。不过,由于CTAT的形状是曲线,而PTAT是线性的,所以得到的电压―温度关系图形也是曲线。
带隙基准源中的电流级存在一定 的生产差异(production variation),使得25℃时的基准额定值、曲率形状和曲线最平坦部分的位置都会发生各种变化,因此需要进行工厂校准,以尽量减小这种变化的影响,图3所示为一个未校准基准源带来的变化实例。在-20―+85℃的温度范围内,最高差异为-0.9~0.20%。而图3则显示有两个离群点的曲线跟大多数其他器件的曲线有相当大的差异。
BM器件中常用的标准带隙基准源针对额定变化被校准,在25℃时的精度极高。然而,曲率形状和位置变化的补偿也相当常见,这就产生与温度变化有关的大幅变化,使得在高和低温时电池电压测量不够精确。此外,也不可能检测和显示出曲线形状显著不同的离群点。
新颖的基准电压校准方法
为了在各种温度变化下获得更好的性能,爱特梅尔增加了一个额外的基准电压校准机制,用以调节带隙基准源的温度系数。这个校准步骤将调节曲率的形状和位置,并显著改善随温度变化的稳定性,如图4所示,在-20~+85℃温度范围内的最大变化是0.5%。注意第二个校准步骤可以检测和显示出具有截然不同的曲线形状的离群点。
基于生产测试成本因素,一般情况下BM器件是不执行第二个校准步骤的。因为行业规范是只在一个温度下测试封装器件,而第二次校准则需要在两个温度下对封装器件进行精确的模拟测试,所以加入具有高模拟精度要求的第二个测试步骤通常都会大幅度增加成本。
爱特梅尔则开发出了一种新颖的方法,能以尽量少的额外成本来执行第二个测试步骤。传统上,第二步测试需要高精度测量设备和复杂的计算操作。此外,对每一个待测器件,第一步测试的数据必须存储,然后在第二步测试中恢复。这些要求都会提高测试成本。爱特梅尔的专有技术充分利用BM单元本身具有的特性,把测试设备要求降至最低:通过精确的外部基准电压,利用板上ADC来执行测量;利用CPU来执行必须的计算任务;以及利用闪存来存储第一步的测量数据。因此,只要利用成本非常低的测试设备便可以获得精度极高的结果。通过这种方法,爱特梅尔便能够以极低的额外测试成本来提供业界领先的性能。
带温度偏移的电压测量精度
当电池达到完全放电或完全充电状态时,电压测量便会决定什么时候关断应用或停止对电池充电。因为最大和最小电池电压的安全考量都是不能打折扣的,故须内置一个保护带(guard band),以确保所有情况下都能安全工作。电压测量精度越高,需要的保护带便越小,实际电池容量的利用率也会越高。在给定的电压和温度下,电压测量可被校准,而该条件下的电压测量误差将极小。当考虑到温度偏移时,测量误差的主要来源是基准电压漂移。图5显示了使用标准基准电压相比曲率补偿基准电压所带来的不确定性。如图5所示,曲率补偿可显著提高精度。
结语
电容器范文2
(一)知识与技能
1、知道什么是电容器及常见的电容器;
2、知道电场能的概念,知道电容器充电和放电时的能量转换;
3、理解电容器电容的概念及定义式,并能用来进行有关的计算;
4、知道平行板电容器的电容与哪些因素有关,有什么关系;掌握平行板电容器的决定式并能运用其讨论有关问题。
(二)过程与方法
结合实物观察与演示,在计算过程中理解掌握电容器的相关概念、性质。
(三)情感态度与价值观
体会电容器在实际生活中的广泛应用,培养学生探究新事物的兴趣。
重点:掌握电容器的概念、定义式及平行板电容器的电容。
难点:电容器的电容的计算与应用
教学过程:
(一)复习前面相关知识
要点:场强、电势能、电势、电势差等。
(二)新课教学:
第七节、电容器与电容
展示各种电容器.并做解释:这是一种能容纳电荷的容器,今天我们来学习它——电容器以及描述它容纳电荷本领的物理量——电容
1、电容器
(1)构造:任何两个彼此绝缘又相隔很近的导体都可以看成一个电容器。
(2)电容器的充电、放电
操作:把电容器的一个极板与电池组的正极相连,另一个极板与负极相连,两个极板上就分别带上了等量的异种电荷。这个过程叫做充电。
现象:从灵敏电流计可以观察到短暂的充电电流。充电后,切断与电源的联系,两个极板间有电场存在,充电过程中由电源获得的电能贮存在电场中,称为电场能.
操作:把充电后的电容器的两个极板接通,两极板上的电荷互相中和,电容器就不带电了,这个过程叫放电.
现象:从灵敏电流计可以观察到短暂的放电电流.放电后,两极板间不存在电场,电场能转化为其他形式的能量.
提问:电容器在充、放电的过程中的能量转化关系是什么?待学生讨论后总结如下:
板书充电——带电量Q增加,板间电压U增加,板间场强E增加,电能转化为电场能
放电——带电量Q减少,板间电压U减少,板间场强E减少,电场能转化为电能
2、电容
与水容器类比后得出。说明:对于给定电容器,相当于给定柱形水容器,C(类比于横截面积)不变。这是量度式,不是关系式。在C一定情况下,Q=CU,Q正比于U。
定义:电容器所带的电量Q与电容器两极板间的电势差U的比值,叫做电容器的电容。
公式:
单位:法拉(F)还有微法(F)和皮法(pF)1F=10-6F=10-12pF
(4)电容的物理意义:电容是表示电容器容纳电荷本领的物理量,是由电容器本身的性质(由导体大小、形状、相对位置及电介质)决定的,与电容器是不是带电无关.
3、平行板电容器的电容
(1)[演示]感应起电机给静电计带电(详参阅P29图1。7-4)
说明:静电计是在验电器的基础上制成的,用来测量电势差.把它的金属球与一个导体相连,把它的金属外壳与另一个导体相连,从指针的偏转角度可以量出两个导体之间的电势差U.
现象:可以看到:
保持Q和d不变,S越小,静电计的偏转角度越大,U越大,电容C越小;
保持Q和S不变,d越大,偏转角度越小,C越小.
保持Q、d、S都不变,在两极板间插入电介质板,静电计的偏转角度并且减小,电势差U越小电容C增大.
(2)结论:平行板电容器的电容C与介电常数ε成正比,跟正对面积S成正比,跟极板间的距离d成反比.
平行板电容器的决定式:真空介质
4、常用电容器(结合课本介绍P30)
(三)小结:对本节内容要点进行概括
(四)巩固新课:1、引导学生完成问题与练习。
2、阅读教材内容。
3、作业纸
教后记:
电容器范文3
【关键词】易错易混点;电容器;分析
电容器在高中物理电学部分占有十分重要的位置,是高二物理《电场》中的一个及其重要而又抽象的物理模型。我们在日常的教学中,会发现很多同学在学习物理的时候存在很大的困难,表现在对一些相近概念分辨不清,一些说法不严谨,一些动态过程不明析。在很多知识点上不知道如何入手。其实,如果老师能够在平时的教学中把知识点多给予系统的总结,尤其是一些易错点、易混点,学生在学习上就会容易一些。现就一些常见的问题进行探讨分析。
一、电容器就是电容吗
对概念分辨不清,导致理解上出现偏差。从电容器的构造来看,它是由相互靠近,彼此绝缘的导体组成的。由此,电容器属于一种电器元件。而电容是用来描述电容器容纳电荷本领大小的物理量。一个属于元件,一个属于物理量,千万不能混为一谈。对于初学者而言,很容易发生概念混淆。而大部分老师在上课时认为这属于最简单的概念,不做强调,导致学生做题时出错。
【例1】下列关于电容器和电容的说法中,错误的是( )
A.电容器A的体积比B大,说明A的电容一定比B的大
B.对于确定的电容器,其带的电荷与两板间的电压(小于击穿电压且不为零)成正比
C.电容就是电容器
D.电容器的电容是表示电容器容纳电荷本领大小的物理量,其大小与加在两板上的电压无关
【解析】电容器的电容与电容器的体积、电容器所带的电荷量、电容器两极板间的电压均无关。答案AC。
二、平行板电容器的电量一定是每个极板所带电量的绝对值吗
实际常用的绝大数平行板电容器。在极板面的线度远大于它们之间的距离(或者说S>d)的情况下,除边缘外,情况和两极板为无限大时差不多。在下面的计算中暂不考虑绝缘介质,即认为极板间是空气或真空。
因为C=εs/(4πkd)
而U=Q/C
所以U=Q・4πkd/(εs)
又因为E=U/d
所以E=4πkQ/(εs)
令σ∝Q/εS,叫电荷的面密度。所以,在电容器两板间电场强度与两极板的带电密度成正比,与介电常数成反比。此结论在任何情况下都成立。
三、电容的定义式和决定式的辨析
好多同学学完这两个式子之后发生混乱,弄不清楚究竟用哪个式子去分析、去计算。我们可以通过定义式去计算一个电容器的电容、极板带电量、极板间的电势差。但电容器的电容大小由它自身的因素决定,与极板带不带电荷无关,与带电荷量的多少无关。以平行板电容器为例,影响它的电容大小的因素有极板的正对面积S、两板间距d和电介质的介电常数等。
【例2】板间距为d的平行板电容器所带电荷量为Q时,两极板间电势差为U1,板间场强为E1。现将电容器所带电荷量变为2Q,板间距变为d,其他条件不变,这时两极板间电势差为U2,板间场强为E2,下列说法正确的是( )
A.U2=U1,E2=E1 B.U2=2U1,E2=4E1
C.U2=U1,E2=2E1 D.U2=2U1,E2=2E1
四、电容器动态分析
1.充电后与电源相连,U不变,若增大d
2.充电后,断开电源,Q不变,若增大d
【例3】两块大小、形状完全相同的金属板平行放置,构成一平行板电容器,与它相连的电路如图2所示。接通开关S,电源即给电容器充电.下列说法正确的是( )
A.保持S接通,减小两极板间的距离,则两极板间的电场强度减小
B.保持S接通,在两极板间插人一块介质,则极板上的电量增大
C.断开S,减小两极板间的距离,则两极板间的电势差减小
D.断开S,在两极板间插人一块介质,则两极板间的电势差增大
【解析】S接通保持U不变,由E=U/d,得d减小。E增大,故A错误;插人介质后,C增大,根据Q=CU,可知极板上的电荷量增大,故B正确;当S断开时,极板上的电荷量不变,减小板间距离,则C增大,据U=Q/C可知U减小,故C正确;断开S时,Q不变,在两极间插入介质,则C增大,据U=Q/C,可知U减小,故D错误。答案:B,C。
【规律小结】平行板电容器动态分析类问题的关键在于弄清哪些是变量,哪些是不变量,在变量中哪些是自变量,哪些是因变量.同时,同学们应注意理解平行板电容器演示实验中的本质.电容器问题一般分两种基本情况:一是电容器两板电势差保持不变(与电源连接);二是电容器的带电量保持不变(与电源断开)。进行讨论的依据主要有三个:①平行板电容器的电容C与极板间距离d、正对面积S、介质介电常数之间的关系,此时对电容器电容变化作分析时,运用电容决定式来分析快捷一些;②平行板电容器内部是匀强电场E=U/d;③电容器所带电量Q=CU。平行板电容器间的电场为匀强电场,在电容器始终与电源相连时,U不变;在与电源断开后再改变电容器的其他量时,Q不变,此时改变d时E不变。
总之,在高中物理的教学中,学生很容易将知识混淆,学生学习存在着困难,长久只会打击学生学习物理的积极性。如果在教学中,教师对易错易混知识进行有效的归纳总结,将有助于学生对知识的理解和应用,也能让学生在物理学习中找到成就感。老师对知识的归纳总结,能提高学生对知识的吸收程度。因此,教师需要理清思路、研究途径、细化环节,不断总结,不断提高。
【参考文献】
[1]陈光才.谈谈动态平衡中那些不变的力[J].物理之友,2014.30(7)
电容器范文4
电容器的介质:纸介电容,薄膜电容,陶瓷贴片电容,油浸纸电容,金属化纸介电容,铝电解电容。
电容器的定义:
电容器是由两块金属电极之间夹一层绝缘电介质构成。当在两金属电极间加上电压时,电极上就会存储电荷,所以电容器是储能元件。任何两个彼此绝缘又相距很近的导体,组成一个电容器。平行板电容器由电容器的极板和电介质组成。在直流电路中,电容器是相当于断路的。电容器是一种能够储藏电荷的元件,也是最常用的电子元件之一。
(来源:文章屋网 )
电容器范文5
关键词:电力电容器;电容器故障;集合式电容器
中图分类号:TM532 文献标识码:A
1 前言
目前,电力电容器的安装和投运容量呈逐年增加的趋势,其作为无功补偿装置中的重要设备不容忽视。然而,在实际使用的过程中,由于存在环境、仪器质量和其他主观因素的限制,电容器所具有的故障越来越多。与此同时,受损的电容器因为不能及时的检修和更换对变电工作的影响巨大。在这样的形式之下,有必要对电容器的缺陷进行统计,并对电容器缺陷的现状进行分析,从而保障电容器的优化管理。
2 电容器缺陷统计与分析
根据不完全统计,我国共有变电站100余个,需要运行和维护的电容器有将近600组,其中电容器发生缺陷的就达400多项,其数量较大。对电容器的缺陷进行分类,大概可以分成两种类型,一是由于电容器使用而引起的硅胶变色,二是由于其他原因致使电容器被损或者无法使用,包括本体被击穿、保险被熔断、油体的渗漏、放电PT损坏、电压或电流不平衡、热量过高等。从电压等级来看,10kW电容器的缺陷数量要高于35kW电容器,从电容器分类角度来看,非集合式电容器发生缺陷的数量要低于集合式电容器。
通过上面的统计分析,我们得知电容器的本身或者其他辅助其运行的仪器一共存在224项的缺陷。接下来我们则对上述各项缺陷进行详细的分析:其一:对于电容器自身来说,故障发生频率较高。由上述数据可以得到以下结论,由于电容器自身而致的缺陷就有74次,占缺陷总数的1/3;熔断器动作76次,略高于缺陷总数的1/3;其二:对于集合式电容器而言,其发生的故障在很大程度上使无功容量受损。比较集合式与非集合式电容器发现,集合式的缺陷要略微高一些,而对于无功容量的影响却是非集合式的四倍之多;其三:电容器所具有的缺陷种类并不多样。综合来说,电容器的缺陷主要是由于制造质量和环境导致的;其四:其他起到辅助功能的仪器存在缺陷较多。这些辅助仪器以接头、母排、PT和避雷器为主。其发生缺陷的数量超过缺陷总数的30%。
3 管理问题对电容器的反作用
从某种角度讲,电容器之所以产生缺陷,与对电容器的管理有很大的关系。(1)限于生产工艺,质量问题较多。我们对电容器的缺陷原因进行分析,发现渗漏现象次数是23,内部击穿次数则为127,二者数量相差悬殊,从侧面告诉我们电容器的缺陷大多是由于质量问题导致的。(2)多数发生故障的电容器类型是集合式。从电容器型式上分析,集合式电容器在数量上仅为总数的1/5,可是其具有的缺陷却超过总缺陷的60%。(3)已经配置完毕的电容器缺少相关配件。为了对电容器进行修理,变电部会储存一些仪器的配件,然而限于各个厂家之间在容量和尺寸上的差异巨大,很多时候,当仪器使用时间久、维修次数多的时候就会出现没有配件的情况。(4)集合式电容器返厂维修时间长:相比于框架式电容器,集合式电容器在进行配件的时候很麻烦。集合式电容器有很多型号,不同年限生产的产品规格也是有差异的,所以在进行配件选择的时候难度很大,所以对于维修的要求很高,耗时也很长。(5)对电容器的监测力度小。目前对电容器进行检测的手段单一,以红外测温和巡视的手段为主。大部分的电容器故障不仅需要维护,而且需要进行二次保护,然而,实际上二次保护工作落实不到位。(6)专业间缺乏互动。电容器的故障需要综合继保、高试和检修三个专业来协同完成,如果三者之间缺乏及时有效的沟通和互动,就将导致故障排查时间和维修时间都过长的恶果。
4 处理电容器缺陷的策略
(1)选用高质量的电容器装置。在电容器加工和进行设计的过程中,一定要列举出详细的订货条件和其他要求。选购的时候把质量放在首位,保持已经存在仪器的先进性,这样才能够在短时间进行消缺和检测。(2)分步解决框架式电容的普及工作。一方面将原有的存在故障的电容器调整成框架式的电容器,同时在选购新仪器的时候把框架式电容器放在首位。经过实际使用经验和与厂商的沟通得知,因集合式电容器的生产规格因批次不同而各异,常常出现维修配件停产的现象,这样维修不仅困难,而且耗时过长。因此,相比之下,使用框架式电容器比较好,加强框架式电容器的普及工作很重要。(3)严格管理电容器的配件。电容器的配件主要是用于电容器的维修,提前对相关配件进行储备不仅能够节省维修时间,而且能够提高电容器的工作效率。要设置专人进行电容器配件的管理,使用过程中务必要在登记本上进行记录。(4)当电容器需要返厂的时候一定要缩短维修时间。如果电容器的故障被诊断成内部故障就必须返回生产厂家来进行维修,在这种情况下,一定让厂家在最短的时间内完成维修,从而不对电容器的正常工作造成影响。(5)技术人员要加大对仪器的检测。对于电容器过热的故障一定要使用红外测温技术来进行维护,并要检测是否存在渗漏的现象。若是电容器存在恶化现象,就务必要第一时间上报以及时采取相应的措施进行处理,从而保证电容器的正常运行。(6)采取恰当的故障检测步骤。促进检修、继保、高试三个专业之间的有效沟通,对于无功设备容易出现的缺陷要制定出相应的管理制度,对于在一定时间内频繁出现缺陷的一起务必进行详细的检测,保证三个专业同时作业,三者协调找出故障点的位置,并制定相应的故障解决措施。如果没有发现问题在什么地方,则要求相关技术人员在三个工作日内继续对现场进行检测,通过反复的检测找到故障原因。(7)电容器的故障处理周期要短。一定要尽力减少故障电容器的维修时间,特别是当电容器发生硅胶变色的情况,务必要快速对缺陷硅胶进行替换,从而保证硅胶能够发挥其除湿的功效。相关配件的管理人员要调动多方力量,采取多种方式保证配件设施的完备。如果存在异响或者是电容量超标、或者是鼓肚的故障时,就要毫不犹豫的更换电容器。
参考文献
电容器范文6
电容器是高中阶段重点学习的三大电子元件之一,但学生直接接触较少,比较陌生,因此该课题的导入的情景设置可以这样考虑:
1.教师活动:设置情景,巧妙导入
(1)情景设置:①出示“常用电容器示教板”。②你能说明怎样描述电容器容纳电荷的本领吗?③电容器的电容有哪些因素决定?
(2)导入要点:①通过学习新知识的必要性导入本节。电容器在电子线路中有着广泛的应用,为了认识电容器。②简要说明本节研究的主要内容和在物理学中的地位。三大电子原件:电阻、电容、电感。③指出本节课的研究内容。电容器、电容、平行板电容器的电容。
2.学生活动:接受课题,进入状态
(1)明确为什么要学习该节内容,本节主要研究的是哪些内容。
(2)以积极进取的心态投入新课学习。
评析:明确进一步学习的必要性,有利于学生提高对该部分知识的重视程度,课题导入就是要让学生明确进一步学习什么内容,为什么必须学习该部分内容,从而产生进一步学习的激情。导入课题要简洁,要有激情,时间不能超过3分钟。
二、投放学案,认定目标
1.教师活动:投放学案,展示目标
(1)投放教学目标,提醒学生认定目标。
(2)在学生认定目标后提出希望和进行必要的鼓励。
2.学生活动:认定目标,树立信心
(1)明确本节课将要学习哪些知识或方法。
(2)知道本节课学习重点和难点、明确学习的关键。
(3)在老师的鼓励下,以必胜的心态,带着学习目标投入学习。
说明:教学目标的投放一般是随着学案一起投放,如果是课前投放,课上只需提出希望和进行鼓励;如果是上课时投放,需要给学生一定的时间认定,但时间一般在2分钟左右为宜。
评析:目标是教和学要达到的境界,一切教和学的活动都必须围绕教学目标展开,它是整个课堂教学的主线,明确教什么、教到什么程度、学到什么程度,是为了减小教与学的随意性、盲目性,以提高教和学的实效性。
三、回顾知识,强化基础
(1)教师活动:依据学案,诊断补偿。启发学生回答诊断补偿问题。
(2)学生活动:主动回顾,反馈信息。 思考、讨论完成学案上的诊断补偿题,并把信息反馈给老师。
(3)教师活动:加工信息,精讲释疑。①对学生回答正确的问题,不要再重复。②如果少数学生回答不完善的问题,可让其他同学补充。③对于绝大多数学生都掌握不好的问题,要适当引导点拨。
例如,通过反馈,发现大多数学生对此问题掌握不好,可以考虑这样处理。
我们前面学习物理量有电场强度E、静电力F、电势φ 、电势能EP等,它们的表达式分别是什么?电场强度E、电势φ与静电力F、电势能EP和q有没有关系? 重在引导思考,绝不直接告知。
(4)学生活动:接受释疑,完善认识。在老师进行释疑教学的过程中,积极思考,调整完善自己的认识,做好新知识学习的准备。
评析:要完成某一件事,就必须具备完成这件事的条件和能力。要让学生达到新课内容的目标,就必须让学生具备学好该部分内容所必须的知识基础和能力基础,同时要注意消除学生的前概念错误和思维定势,因为它是学生形成新概念的“天敌”。
四、师生互动,达成目标
1.关于电容器(达成目标1的部分内容、达成目标2的内容)
(1)教师活动:依据学案,落实问题。①通过出示常见电容器,从功能上和结构上导入电容器的学习。②指定学生完成学案上关于电容器概念的部分。
(2)学生活动:主动自学,展示思路。①学习教材前三段,解决学案一部分问题。②反馈自己的结果和思路。正确的反馈内容应该是:能够容纳电荷的电子元件,由两个彼此绝缘且相距很近的导体构成。在两个相距很近的平行金属板中间夹上一层绝缘物质——电解质,就组成一个最简单的电容器。电场能,每个极板所带电荷量的绝对值。
(3)教师活动,加工信息,精讲释疑。①根据学生的反馈信息,解析电容器的充、放电过程中能量的转化过程。 ②导入电容的学习。
(4)学生活动:接受释疑,完善认识。①根据老师的解析,认定在充、放电过程中能量的转化过程。 ②以进一步追求的心态投入下一步的学习。
评析: 本环节意在让学生明确电容器及其有关的概念,为理解下面知识奠定良好的基础。
2.关于电容(达成目标1的相关内容和目标3的内容)
(1)教师活动:依据学案,落实问题。①提出问题。②进行实验演示。③指定学生完成学案上关于电容部分知识。
(2)学生活动:主动自学,展示思路。①接受问题并主动思考。②观察老师的实验演示并主动思考和类比。③反馈自己的理解结果。正确的内容应是:电容器所带电荷量Q与电容器两极板间的电势差U的比值,叫做电容器的电容 。用C表示,单位是法拉,简称为法(F),是表示电容器容纳电荷的本领。
(3)教师活动,加工信息,精讲释疑。①进行矫正,着重分析比值定义法。②探讨电容器的绝定因素导入对平行板电容器的学习。
(4)学生活动:接受释疑,完善认识。①根据老师的矫正和解析,进一步明确比值定义法定义物理量的方法及特点。②以进一步追求的心态投入下一步的学习。
3.关于平行板电容器的电容(达成目标4的内容)
(1)教师活动:依据学案,提出问题。①提出问题:电容器的电容由哪些因素决定呢?②引导学生进行探究,猜测可能影响电容的因素并进行预测。③引导学生制定实验探究方案。④进行实验演示。⑤引导学生对实验结果进行归纳总结。
(2)学生活动:主动探究,展示思路。①接受问题并主动思考。②在师生相互启发中探讨问题的解决方案。③观察老师的实验演示并记录实验现象。④对实验现象进行归纳总结,反馈自己的理解结果。
(3)教师活动:加工信息,精讲释疑。①对学生反馈的结果进行肯定性评价。②进一步明确决定平板电容器的因素,并写出其决定式。
(4)学生活动:接受释疑,完善认识。①根据老师的评价,进一步明确决定平行板电容器的因素,理解并记住平行板电容器电容的决定式。②以进一步追求的心态投入下一步的学习。
评析:这一环节是本节的中心内容,先放手让学生去猜测可能影响平行板电容器电容的因素,并进行方案设计,要保证投入充足的精力和时间,让学生充分体验“经历科学探究过程,认识科学探究的意义,尝试应用科学探究的方法研究物理问题。”通过这一环节努力让学生“认识实验在物理学中的地位和作用”,进一步了解“控制变量法”、“归纳法”等典型的探究物理问题的方法。
4.关于常用电容器(达成目标1的部分内容)
(1)教师活动:依据学案,落实问题。①再次出示常用电容器示教板,对常见电容器进行分类。②指定学生完成学案上关于常见电容器的部分。
(2)学生活动:主动自学,展示思路。 ①学习教材常用电容器部分,完成学案上对应的部分。 ②反馈自己的结果。
(3)教师活动:加工信息,精讲释疑。 根据学生的反馈信息,重点讲解并演示可变电容器的工作原理。
(4)学生活动:接受释疑,完善认识。 根据老师的讲解并演示,明确相关内容。
评析:本环节意在让学生认识常用电容器,教材上图文并茂,可完全让学生自学,教师只出示有关实物。
5.关于两类典型问题讨论(达成目标4的部分内容)
(1)教师活动:依据学案,讨论问题。①点明两类典型问题。②引导学生分析典型问题。
(2)学生活动:主动自学,展示思路。
①接受问题。 ②分析两类问题并完成例题。
(3)教师活动:加工信息,精讲释疑。 根据学生的反馈信息,对出错较多的题进行重点讲评。
(4)学生活动:接受释疑,完善认识。 根据老师的讲解,理顺解题思路。
评析:本环节意在让学生抓住两类典型问题的解题思路,紧跟高考要求。
五、强化应用,形成能力
(1)教师活动:依据目标,设置练习。投放自我检测题,限定做题时间。
(2)学生活动:扎实训练,掌握应用。集中精力研究检测题,领会所学知识。
(3)教师活动:采集信息,针对补救。 ①采集学生对检测题的作答情况。②针对错误,点拨思路,指导纠错。
(4)学生活动:反馈信息,主动补偿。 ①反馈作答情况,展示思路。 ②针对自己的错误,接受补救教学。
评析:教学效果的跟踪检测意在检查新课教与学的成功与不足,发现问题及时补救,不留“夹生饭”,避免知识与能力的“负积累”,确保新课学习的知识与能力的完整性,为后续知识的学习奠定基础。
六、归纳总结,构建网络
(1)教师活动:抓住联系,归纳知识。①与学生一起回顾本节课的知识主干,形成知识网络。②举例电容器在技术中的应用(如电容器在照相机闪光灯的作用)激发学生进一步进行探讨的积极性。