10.4 电容器的电容 教学设计-2026-2027学年高二上学期物理人教版必修第三册
教学设计-2026-2027学年-高中物理人教版必修 第三册 4. 电容器的电容 （2026—2027学年 高中物理人教版必修第三册·教学设计） | ||||
课题 | 电容器的电容 | 课型 | 新授课 | |
教材 | 人教版高中物理必修 第三册 第十章 第4节 第1课时 | |||
一、教学目标 1.能说出电容器的构造和充、放电过程，认识常见电容器，了解电容器在技术中的应用。 2.经历"类比—猜想—定义"的建构过程，理解电容的概念，知道电容的定义式、单位，能用定义式进行简单计算。 3.通过实验探究知道影响平行板电容器电容大小的因素，了解平行板电容器电容的决定式。 4.通过我国超级电容器技术等前沿素材，体会物理在生产生活与技术发展中的价值，增强民族自豪感与社会责任意识。 | ||||
二、教学重难点 教学重点 1.电容概念的建立（比值定义法）；电容器的充、放电过程。 教学难点 1.对电容物理意义的科学理解：电容表示电容器容纳电荷本领的大小，与是否带电、带电多少无关；平行板电容器电容的决定因素。 | ||||
三、教学分析 本节内容是人教版必修第三册第十章《静电场中的能量》第4节，是静电场知识的综合应用部分。教材通过观察常见电容器、分析充放电现象建立电容器模型，再类比水容器引入电容概念，体现比值定义法思想；最后通过实验探究平行板电容器电容的决定因素。本节在教材中起着承上启下的作用：既综合运用本章前面所学的静电场知识，又为后续电路与含电容器电路的学习奠定基础。 | ||||
四、学情分析 学生已学习电荷、电场强度、电势差等静电场基本概念，具备一定的实验观察与分析能力；但电容器对学生是全新而陌生的电学元件，充、放电过程抽象，"电容与带电量、电压无关"的比值定义思想难以一次建立。教学中以手机闪光灯、水容器类比和DIS传感器实验为支架，化抽象为直观，帮助学生顺利建构概念。 | ||||
五、教学过程 | ||||
教学环节 | 教学内容 | 设计意图 | ||
教学环节一 新课导入 | 任务1：请同学们观察手机闪光拍照的情境，思考短时间内大量能量从哪里来。 【情景引入】手机已经成为生活必需品。在昏暗环境里打开闪光灯拍照，闪光灯能在不到0.001 s的极短时间内发出强烈闪光，瞬间电流很大，普通电池根本无法承受这么大的冲击。是什么元件帮助手机实现了这一点？ | 1.贴近生活与技术前沿，用手机闪光灯和我国超级电容器公交车创设情境，激发学习兴趣，渗透科学态度与责任素养。 2.以"储存电荷的容器"为核心问题引出课题，符合从生活走向物理的教学逻辑，为新课学习做好铺垫。 | ||
|
图1 手机闪光灯的工作过程 【师生活动】 【教师提问】水可以用容器储存起来，电荷能不能也用一个"容器"储存起来？拍照前的那几秒钟，手机电路在悄悄做什么？ 【学生活动】结合图1讨论后回答：手机里应该有一种能"储存电荷"的元件，拍照前先把它充满，拍照时再瞬间释放。 【教师引入】说得很对！这种储存电荷的"容器"就是电容器。2026年，我国自主研制的超级电容器公交车已在多个城市批量投运，站台充电30 s即可续驶5 km（见图2）。今天我们就来认识电容器，并学习描述它容纳电荷本领的物理量——电容。
图2 超级电容器公交车 |
|
教学环节二 电容器及其充放电 | 任务2：请同学们分组拆解简易电容器模型，认识电容器的结构。 【情景引入】把两张铝箔纸用塑料薄膜隔开、平行叠放，再分别接上引线——一个最简单的电容器就做成了。实际上，任何两个彼此绝缘又相互靠近的导体都可以构成电容器。两个正对的平行金属板中间夹一层电介质（绝缘物质），就构成最简单的平行板电容器（见图3）。 | 1.通过拆解模型和演示实验，让学生在真实观察中建立电容器结构模型，经历"观察—描述—归纳"的科学探究过程。 2.借助DIS图像与微元思想分析充放电规律，培养证据推理能力，突破"充放电过程抽象"的教学难点。 |
|
图3 平行板电容器的结构 【教师讲解】电容器所带的电荷量，是指其中一个极板所带电荷量的绝对值。 任务3：请同学们观察充放电演示实验，归纳电容器的充、放电规律。 【师生活动】 【教师演示】按图4连接电路：单刀双掷开关接1时，电源给电容器充电；接2时，电容器通过小灯泡放电。请同学们观察小灯泡的亮度和灵敏电流计指针的变化。
图4 电容器充、放电实验电路 【学生活动】开关接1时灯泡先闪亮后熄灭，电流计指针偏转后回零；开关接2时灯泡再次闪亮，指针反向偏转后回零。 【总结讲解】 一、电容器与电容器的充放电 1.电容器的充电：把开关接1，电源的正负极分别与电容器两极板相连，两极板分别带上等量的异种电荷，极板间建立电场，电源的能量不断储存在电容器中。充电过程中，极板上的电荷量Q增大、板间电场强度E增大、板间电压U增大；充电完成时，电压最大，电路中没有电流。 2.电容器的放电：把开关接2，充电后的电容器通过小灯泡放电，极板上的电荷减少，电路中有短暂电流；放电过程中，电容器把储存 |
|
