2.5 科学探究：电容器 课时教案（表格式）2025--2026年鲁科版高中物理必修第三册

2.5《科学探究：电容器》课时教案 学科 物理 年级册别 高二上册 共1课时 教材 鲁科版高中物理必修第三册 授课类型 新授课 第1课时 教材分析 教材分析 本节内容位于鲁科版高中物理必修第三册第二章第五节，是静电场知识的延伸与实际应用的重要环节。教材通过引入电容器这一典型储能元件，帮助学生理解电荷储存、电场能量以及电路中的瞬态过程。内容从结构到功能层层递进，先介绍平行板电容器的基本构造，再引导学生探究其充电、放电过程及电容定义式C=Q/U的建立，体现了“现象—模型—规律”的科学思维路径。本节为后续学习交流电路、电磁振荡等知识打下基础。 学情分析 高二学生已具备静电场基本概念（如电场强度、电势差）和欧姆定律的基础，对电路中有电流、电压、电阻的关系有一定理解。但对“电容器能储存电荷”这一抽象概念缺乏直观体验，尤其难以理解“两极板带等量异种电荷却无持续电流”的矛盾现象。此外，学生在实验操作中对微安表读数、开关控制时序等技能尚不熟练。因此，教学需借助可视化实验增强感知，并通过问题链引导思维突破认知障碍。 课时教学目标 物理观念 1. 理解电容器的基本结构及其储存电荷的本质，掌握电容的定义式C=Q/U，明确其反映的是电容器容纳电荷本领的物理量。 2. 能结合平行板电容器模型，定性分析极板正对面积、间距、介质等因素对其电容的影响。 科学思维 1. 经历“提出问题—设计实验—收集数据—归纳结论”的完整探究过程，发展基于证据进行推理的能力。 2. 运用类比法（如水容器类比电容器），将抽象的电学概念具象化，提升建模与迁移能力。 科学探究 1. 能独立组装简单电容器充放电回路，使用数字电流表观察充放电过程中电流变化趋势，记录关键现象。 2. 在小组合作中制定探究方案，控制变量研究影响电容大小的因素，形成实验报告初稿。 科学态度与责任 1. 在实验中养成严谨细致的操作习惯，尊重实验数据，实事求是地分析结果。 2. 认识电容器在现代科技（如手机闪光灯、相机储能、电力系统滤波）中的广泛应用，体会物理学对社会发展的推动作用。 教学重点、难点 重点 1. 电容器的工作原理：理解其充电、放电过程中的电荷转移与能量转化。 2. 电容的概念建构：掌握定义式C=Q/U，理解其物理意义。 难点 1. 理解“电容器两极板带等量异种电荷但中间绝缘”的微观机制。 2. 定性解释充放电瞬间电流存在而稳态后电流为零的原因。 教学方法与准备 教学方法 情境探究法、合作探究法、讲授法、实验演示法 教具准备 可拆卸平行板电容器套件、直流电源（3V）、数字电流表、小灯泡、导线若干、开关、电解电容器（470μF）、橡胶棒与毛皮（静电演示备用） 教学环节 教师活动 学生活动 情境导入 【5分钟】 一、闪电之后的余响———一个关于“储存”的谜题 （一）、播放慢镜头视频：云层间一次强烈闪电划破夜空。 教师缓缓讲述：“刚才我们看到的，是自然界最震撼的能量释放之�———闪电。据测算，一次中等强度的闪电释放的能量足以点亮一盏100瓦的灯泡长达三个月。那么问题来了：这些巨大的电能是从何而来？它是否像水库蓄水一样，被某种‘电的容器’提前储存起来？” 停顿片刻，继续引导：“其实，在我们的生活中，也有许多设备需要瞬间释放大量能量———比如数码相机的闪光灯。它是靠电池直接供电吗？显然不是，因为电池输出功率有限。真正起作用的，是一个小小的电子元件———电容器。今天，我们就来揭开它的神秘面纱。” （二）、实物展示并设问激疑。 教师拿出一个常见的电解电容器（标有470μF/16V）和一块干电池，提问：“如果我把这个电容器两端直接接到电池两极，会发生什么？” 预设学生回答：“会短路！”“可能会爆炸！” 教师微笑着摇头：“不会。恰恰相反，它会在几秒钟内安静地‘ ... ...