阅读材料,根据要求完成教学设计任务。材料:某高中物理教材“电容器的电容”一节有如下演示实验。如图,用静电计测量已经充电的平行板电容器两极板间的电势差U。1.保持极板上的电荷量Q不变,两极板间的距离d也不变,改变两极板的正对面积.s,从而得知电容C与正对面积S的关系。见图甲。2.保持极板上的电荷量Q不变,两极板的正对面积S也不变,改变两极板间的距离d,从而得知电容C与距离d的关系。见图乙。3.保持Q、s、d都不变,在两极板间插入电介质,从而得知两极板间电介质的存在对电容C的影响。见图丙。任务:(1)材料中的三个实验采用了什么实验方法。(2)基于该实验,设计一个教学思路。

阅读材料,根据要求完成教学设计任务。
材料:某高中物理教材“电容器的电容”一节有如下演示实验。
如图,用静电计测量已经充电的平行板电容器两极板间的电势差U。
1.保持极板上的电荷量Q不变,两极板间的距离d也不变,改变两极板的正对面积.s,从而得知电容C与正对面积S的关系。见图甲。
2.保持极板上的电荷量Q不变,两极板的正对面积S也不变,改变两极板间的距离d,从而得知电容C与距离d的关系。见图乙。

3.保持Q、s、d都不变,在两极板间插入电介质,从而得知两极板间电介质的存在对电容C的影响。见图丙。

任务:
(1)材料中的三个实验采用了什么实验方法。
(2)基于该实验,设计一个教学思路。


参考解析

解析:(1)材料中的实验采用的实验方法是控制变量法。 (2)教学思路如下:
先介绍静电计装置,并让学生观察静电计与验电器的区别,弄清楚静电计的工作原理。
有同学提问:为什么不直接用伏特表测电容器的两极的电压呢给予正面回答:如果直接用电压表来测量,
那么电容器两极板就要放电,正负电荷会中和,故不能用电压表来测量。
(设计说明:这样创设情境、提出问题、引发思考,经过这样的过程让学生知道静电计的构造及用途。)
开始做这个实验,强调所用的实验方法是控制变量法。请两个同学上讲台,一个同学按书本要求操作,另一个同学在近处观察静电计的变化情况,然后再找同学分析、归纳实验结论。最后老师做评价并将实验结论归纳出来。
此实验分为三步,第一步只改变正对面积S,第二步只改变板间距离d,第三步在两板间插入介质s,实验结束.要强调该实验受环境影响较大,要注意保持实验环境干燥。

保持Q和d不变,S越小,电势差U越大,表示电容C越小。
保持Q和s不变,d越大,电势差越大,表示电容C越小。

插入电介质后,电势差U减小,电容C增大。
综上所得结论:
C与d反相关,与S正相关,与电介质有关。
(设计说明:这样让学生自己探究,进一步掌握控制变量的实验方法,同时培养了学生认真观察,团结协作的科学精神。)

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