让类比法贯穿电容器的教学_电容器在电路中的作用
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发布时间：2023-08-10 12:57
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时间：2023-08-12 19:21
1用类比法引入电容器的概念
对初学者来说，电容器是一个很抽象的概念，对“电容器到底是什么，用来做什么”很难有一个形象的了解，一些学生学完这一部分，甚至做了一堆题目，可能还不清楚这些问题，笔者用类比法引入电容器的概念，对学生理解上述问题，取得了良好的效果。
先提问：水在我们的生活中有着广泛的应用，如果水没有用完，下次还要再用，怎么办?
当然这个问题无需学生回答，用容器装起来。
接着，演示一个实验，给同学们照相，闪光灯闪光，拆离闪光灯并取出电池，提问：按下闪光灯开关，闪光灯仍然闪光，再提问：为什么拆离电池，闪光灯仍然会闪光呢?
解决这个问题之前简单的介绍一下闪光灯的工作原理：瞬时高压使闪光管内氮气电离并导通，电能转化为光能，从而发光，拆除电池，闪光灯还能闪光，说明闪光灯里有储存电的装置，这说明电荷可以存储起来，用来存储电荷的装置，叫做电容器。
一个类比，一个简单的演示实验，不但引入了电容器的概念，还让学生对电容器的概念和作用有了粗浅的认识。
2用类比法引出电容器的定义
电容器是用来储存电荷的，它到底是怎样的物品呢?又如何定义电容器呢?这个问题仍可以通过与学生熟悉的水的容器进行类比来解决，水的容器，顾名思义是用来容纳水的装置，那么能容纳水的装置都叫做水容器吗?几滴水滴在一张纸上，不会外漏，那么一张纸能叫水容器吗?显然不是，同样能装电的物体也很多，一个轻小物体，一个小球，一块金属板都能带上电荷，它们也显然不是电容器，水容器装水，不但能装得多，还要装得住，装得稳，同样电容器装电荷，也要有这样的特点，一块金属板带电，难以带多，而且容易被转移，如果两块金属板如果靠近但不接触，一块带正电，一块带负电，由于电荷的相互作用，就能多装一些，装得稳一些了，如此类比，就形象地得到了电容器的定义——两个相互靠近，彼此绝缘的导体组成一个电容器，用类比引出电容器的定义，自然贴切，不仅让学生了解电容器的定义是什么，还让学生知道，为什么要这样定义。
3用类比法得到电容的概念
正如不同的水容器装水的本领不一样，不同的电容器存储电荷的本领也不一样，如何描述电容器容纳电荷电量的本领呢?还是与水容器装水进行类比，怎么知道水容器装水已经装得不能再装了呢?装满了，学生一定会说，水容器装了水后水的高度要上升，如果装了很多水，水位上升很少，说明什么?说明水容器容纳水的本领大，电容器装电，两导体间电压升高，如果装了很大的电量，而两导体间电压上升很小，说明电容器容纳电量的本领强，经过这样的类比后，再由实验得到电容的定义式：C=Q/u就不会显得有任何的突兀了，理解困难也相应减少，因为死记公式而产生的把Q和U位置颠倒的错误也少多了。
4用类比法理解电容定义式
提出问题：由电容的定义式C=Q/U可知电容器的电容与电容器的带电量成正比，与电容器两导体间的电压成反比，这种说法正确吗?电容器带电时有电容，不带电就没有电容吗?这个问题也可类比用水桶装水来解决，水桶有装水的本领，装水时和不装水时都有装水的本领，如同电容器带电时有贮存电荷的本领，不带电时也有贮存电荷的本领，水桶装水的本领与水桶有没有装水，装多少水无关，同样电容器容纳电量的本领与电容器是否带电和带多少电荷也没有关系，由此很容易说明上述问题中的说法是错误的，也就得到了电容是用来描述电容器贮存电荷本领的强弱的，与电容器是否带电无关的的结论。
用公式C=Q/U定义电容是一种定义物理量的方法——比值定义法，再把它与电场强度的定义式E=F/q和密度的定义式D=m/V等定义式进行类比，在帮助学生理解电容定义式的同时，也让学生知道比值定义法含义，
5用类比法引出电容器的种类
电容器在生产生活中有着广泛的应用，如电脑、电视机、收音机等几乎所有用电器中都有电容器，两个相互靠近，彼此绝缘的导体组成一个电容器，靠近但不接触的两个人就组成了一个电容器，但它显然不能成为电脑、电视机、收音机的一个元件，我们希望电容器有怎样的特点呢?通过这样一个简单的类比，再让学生思考讨论电容器应有的特点，学生就能有的放矢了，很快学生就能给出电容器应具有体积小、电容大、质量轻、稳定等特点，这时在介绍纸质电容器、电解电容器等种类，就水到渠成了，同时学生的学习积极性也很高涨。
学生在平时的生活中很少直接接触过电容器，对电容器的结构和作用并不了解，在教学中应充分利用类比的方法，充分利用学生原有的知识基础，由旧知引新知，将抽象的概念转化为形象的事物，使学生建立和理解电容器、电容的概念变得更为顺利。
康德曾说过：“每当理智缺乏可靠论证的思路时，类比这个方法往往指引我们前进，”在物理课堂中恰当地运用类比法，可以激发学生思考，体验物理概念和规律的发现过程，建立正确的物理模型，了解物理学的研究方法，提高学生的思维能力。
