高中物理-電勢差教學(xué)設(shè)計(jì)學(xué)情分析教材分析課后反思

《電勢差》教學(xué)設(shè)計(jì)一、教材分析“電勢差”是高中靜電場知識關(guān)于電場力做功特點(diǎn)、電勢能、電場力做功與電勢能的關(guān)系、電勢等概念與規(guī)律之后的一個(gè)教學(xué)內(nèi)容，也是高中電學(xué)教學(xué)的重點(diǎn)和難點(diǎn)。電勢差是比電勢更有實(shí)際意義的概念，在物理學(xué)中，特別是在技術(shù)應(yīng)用方面使用更多的是電勢差概念。本節(jié)內(nèi)容以電勢概念為起點(diǎn)，再次運(yùn)用類比的方法，把電勢差與高度差進(jìn)行類比引入電勢差的概念，接著把電勢差定義為“兩點(diǎn)間的電勢之差”，交代了電勢差正負(fù)的含義。然后，從靜電力在A、B兩點(diǎn)間移動(dòng)電荷時(shí)所做的功等于電荷在這兩點(diǎn)間的電勢能之差出發(fā)，導(dǎo)出靜電力做的功與電勢差的關(guān)系WAB=qUAB，經(jīng)過變形得到UAB=WAB/q，同時(shí)得出電勢差與電勢零點(diǎn)的選擇無關(guān)。再通過例題對電勢差進(jìn)行深化理解與鞏固應(yīng)用。二、學(xué)情分析本節(jié)內(nèi)容涉及的概念有電勢、電勢能、電場力做功和電勢差等，概念多且抽象，概念間的關(guān)系也較復(fù)雜，再加上靜電力做功公式中正負(fù)號的應(yīng)用以及正負(fù)號的物理意義等，都會對學(xué)生的學(xué)習(xí)構(gòu)成困難。電勢差即電壓，學(xué)生在初中電學(xué)學(xué)習(xí)時(shí)已經(jīng)了解電壓概念，本節(jié)教學(xué)是對電壓概念的深化。教學(xué)中要以學(xué)生原有的知識（電勢定義式、電場力做功與電勢能的關(guān)系）作為新知識（電勢差概念）的生長點(diǎn)，引導(dǎo)學(xué)生從原有知識中生長出新的知識，能夠激發(fā)學(xué)生的好奇心和求知欲，并體會收獲的喜悅，同時(shí)還能培養(yǎng)學(xué)生的演繹思維能力。三、教學(xué)目標(biāo)理解電勢差的概念，知道電勢差與電勢零點(diǎn)的選擇無關(guān)。掌握兩點(diǎn)間電勢差的電勢表達(dá)式，知道電勢差正負(fù)與兩點(diǎn)電勢高低的關(guān)系。知道電場中移動(dòng)電荷時(shí)靜電力做功與兩點(diǎn)電勢差之間的關(guān)系，會應(yīng)用靜電力做功的公式進(jìn)行相關(guān)計(jì)算。四、教學(xué)流程回顧舊知，類比引入（1）引導(dǎo)學(xué)生回顧小結(jié)已學(xué)知識：前面我們學(xué)習(xí)了電場力做功的特點(diǎn)、電場力做功與電勢能變化的關(guān)系、電場中某點(diǎn)電勢的表達(dá)式以及等勢面等，研究電場的能的性質(zhì)時(shí)，我們沿著“電場力做功―電勢能變化―電勢能―電勢―等勢面”的思路展開，同時(shí)與“重力做功―重力勢能變化―重力勢能―高度―等高線”進(jìn)行類比。（2）引出新概念：在電場中，我們更關(guān)心的并不是某一點(diǎn)的電勢，而是某兩點(diǎn)之間的電勢之差，即電勢差UAB=φA-φB。電勢差UAB反映了A、B兩點(diǎn)的電勢差值的大小及高低關(guān)系，單位也是伏特。（3）引導(dǎo)學(xué)生討論下列問題：①電勢差是標(biāo)量嗎？怎樣理解它的正、負(fù)及零的意義？電勢差是電勢之差，故與電勢一樣，也是標(biāo)量；電勢差的正負(fù)反映了這兩點(diǎn)的電勢高低關(guān)系。②UAB=UBA嗎？為什么？由電勢差UAB=φA-φB的定義式可直接得出UAB=-UBA的結(jié)論?！驹O(shè)計(jì)意圖】本節(jié)電勢差的教學(xué)離不開上兩節(jié)內(nèi)容的鋪墊，所以通過復(fù)習(xí)舊知引入，理清相關(guān)概念和規(guī)律，同時(shí)運(yùn)用高度和高度差類比得出電勢差定義，讓學(xué)生理解電勢差概念及其引入的必要性與重要性。2.順藤摸瓜，邏輯推理（1）提出問題：電勢反映的是電荷在電場中所具有的能的性質(zhì)，而功和能是密切相關(guān)的。電勢差與電場力做功之間是否存在某種關(guān)系呢？（2）根據(jù)電勢差的表達(dá)式UAB=φA-φB和上節(jié)學(xué)所知識，推導(dǎo)電勢差與電勢能的關(guān)系，進(jìn)而推導(dǎo)出電勢差與電場力做功的關(guān)系，即：在引入試探電荷后，學(xué)生得出UAB=φA-φB=φB-φA=-UBA。3.深入思考，把握內(nèi)涵教師提出系列問題，讓學(xué)生在討論和回答中深化理解電勢差與電場力做功的關(guān)系：（1）UAB=W/q是電勢差的比值定義式，其物理意義是什么？電場中A、B兩點(diǎn)間的電勢差UAB在數(shù)值上等于把單位正電荷從A點(diǎn)移到B點(diǎn)電場力所做的功。電場中兩點(diǎn)間的電勢差與試探電荷有關(guān)嗎？為什么？有的學(xué)生會根據(jù)功的定義式推得WAB=qEL，L為A、B沿場強(qiáng)方向的距離，故而得出UAB與q、WAB無關(guān)，由電場及兩點(diǎn)的位置決定。有的學(xué)生會提出，因?yàn)殡妱菖c試探電荷無關(guān)，故電勢差也與試探電荷無關(guān)。電場中兩點(diǎn)的電勢差與零電勢點(diǎn)的選擇有關(guān)嗎？根據(jù)UAB=W/q，在電場中移動(dòng)電荷時(shí)，電場力做功由場強(qiáng)及兩點(diǎn)的位置決定，可見與零電勢點(diǎn)的選擇無關(guān)，故電勢差也與零電勢點(diǎn)的選擇無關(guān)。前面通過電場與重力場的類比知道，空間某一點(diǎn)的高度跟高度參考零點(diǎn)的選擇有關(guān)，但空間兩個(gè)點(diǎn)之間的高度差卻跟高度參考零點(diǎn)的選擇無關(guān)。這里類似地得到，電場中選擇不同的位置作為電勢零點(diǎn)，電場中某點(diǎn)電勢的數(shù)值也會改變，但電場中某兩點(diǎn)的電勢差也跟電勢零點(diǎn)的選擇無關(guān)。（4）由UAB=W/q變形得到電場力做功與電勢差的關(guān)系：WAB=qUAB，通過該公式計(jì)算電場力做功的物理意義和優(yōu)越性是什么？讓學(xué)生領(lǐng)悟到，知道了電場中兩點(diǎn)的電勢差，就可以很方便地計(jì)學(xué)生整體基礎(chǔ)較薄弱，尤其在學(xué)習(xí)物理表現(xiàn)更為明顯，主要表現(xiàn)在對抽象問題的理解上，讀題時(shí)不能建立物理模型，不能找出已知量，甚至不能聯(lián)系公式進(jìn)行求解。在學(xué)習(xí)過程中有部分學(xué)生不能參與到課堂教學(xué)與學(xué)習(xí)中去，而是無所事事，針對這種情況，在課堂教學(xué)中盡可能的激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)興趣，讓更多的學(xué)生參與到課堂教學(xué)，講解的知識問題要有針對性，由淺到深，符合學(xué)習(xí)的規(guī)律特點(diǎn)，多用激勵(lì)性語言。通過新課的預(yù)習(xí)、學(xué)習(xí)與習(xí)題訓(xùn)練，大部分學(xué)生基本上掌握了電勢差的有關(guān)知識和運(yùn)算，能把學(xué)習(xí)的到理論知識運(yùn)用到實(shí)際中去，基本上達(dá)到了學(xué)習(xí)目標(biāo)與要求。但也存在一少部分學(xué)生對決定電勢差因素不理解，尤其電勢差、功、檢驗(yàn)電荷電荷量等物理量之間的關(guān)系不明白，因此下一節(jié)課針對這種情況要加強(qiáng)練習(xí)?！峨妱莶睢方滩姆治觥半妱莶睢笔歉咧徐o電場知識關(guān)于電場力做功特點(diǎn)、電勢能、電場力做功與電勢能的關(guān)系、電勢等概念與規(guī)律之后的一個(gè)教學(xué)內(nèi)容，也是高中電學(xué)教學(xué)的重點(diǎn)和難點(diǎn)。電勢差是比電勢更有實(shí)際意義的概念，在物理學(xué)中，特別是在技術(shù)應(yīng)用方面使用更多的是電勢差概念。本節(jié)內(nèi)容以電勢概念為起點(diǎn)，再次運(yùn)用類比的方法，把電勢差與高度差進(jìn)行類比引入電勢差的概念，接著把電勢差定義為“兩點(diǎn)間的電勢之差”，交代了電勢差正負(fù)的含義。然后，從靜電力在A、B兩點(diǎn)間移動(dòng)電荷時(shí)所做的功等于電荷在這兩點(diǎn)間的電勢能之差出發(fā)，導(dǎo)出靜電力做的功與電勢差的關(guān)系，同時(shí)得出電勢差與電勢零點(diǎn)的選擇無關(guān)。再通過例題對電勢差進(jìn)行深化理解與鞏固應(yīng)用。《電勢差》測評練習(xí)A組1．對于電場中任意兩點(diǎn)間電勢差，下列說法中正確的是[]A．電勢差越大，在這兩點(diǎn)間移動(dòng)電荷時(shí)電場力做的功越多．B．兩點(diǎn)間的電勢差，數(shù)值上等于在這兩點(diǎn)間移動(dòng)單位正電荷時(shí)，電場力做的功．C．兩點(diǎn)間的電勢差與在這兩點(diǎn)間移動(dòng)的電荷有關(guān)．D．兩點(diǎn)間的電勢差與在這兩點(diǎn)間移動(dòng)的電荷無關(guān)．2．電荷在電場中移動(dòng)時(shí)的下列判斷中，正確的是[]A．正電荷順著電場線移動(dòng)，電場力做功，電勢能增加．B．正電荷逆著電場線移動(dòng)，克服電場力做功，電勢能減少．C．負(fù)電荷順著電場線移動(dòng)，克服電場力做功，電勢能減少．D．負(fù)電荷逆著電場線移動(dòng)，電場力做功，電勢能減少．3．電場空間中的A、B兩點(diǎn)的電勢差UAB是1V，對它的意義理解正確的是[]A．電場力移送電量為qC的電荷從A到B所做的功是1J．B．電場力移送電量為1C的電荷從A到B所做的功是1J．C．電場力移送電量為1C的電荷從B到A所做的功是1J．D．電量為1C的電荷從A到B移動(dòng)時(shí)，克服電場力做功1J．4．把電量4.0×10-6C的電荷，在電場中從A移到B，克服電場力做功1.6×10-4J，則A、B兩點(diǎn)電勢差UAB=____；電荷的電勢能等于______．5．一個(gè)電量為-2.0×10-8C的點(diǎn)電荷，在電場中M點(diǎn)時(shí)的電勢能為14×10-6J，把它移到N點(diǎn)時(shí)電場力作功8×10-6J，則它在N點(diǎn)的電勢能為______，MN兩點(diǎn)間電勢差UMN=______．B組1．關(guān)于電場中電勢能的下列說法中，正確的是[]A．在電場中電勢高的地方，電荷在該點(diǎn)具有的電勢能就越大．B．在電場中某處，放入電荷的電量越多，它所具有的電勢能越大．C．在正點(diǎn)電荷電場中的任一點(diǎn)，放入的正電荷所具有的電勢能一定大于負(fù)電荷所具有的電勢能．D．在負(fù)點(diǎn)電荷電場中的任一點(diǎn)，正電荷所具有的電勢能一定小于負(fù)電荷所具有的電勢能．2．如圖1－12所示點(diǎn)電荷電場中，將檢驗(yàn)電荷從A點(diǎn)分別移到以點(diǎn)電荷為中心的同一圓周上的B、C、D、E各點(diǎn)，則電場力做的功[]A．從A到B做功最多．B．從A到C做功最多．C．從A到E做功最多．D．做功一樣多．3．一點(diǎn)電荷從電場中的a點(diǎn)移到b點(diǎn)時(shí)，電場力做功為零，則[]A．a(chǎn)、b兩點(diǎn)的場強(qiáng)一定相等．B．一定沿等勢面移動(dòng)．C．電荷所受的電場力一定與移動(dòng)方向總是垂直．D．a(chǎn)、b兩點(diǎn)電勢一定相等．4．在一個(gè)點(diǎn)電荷電場中，把電量為1.0×10-9C的帶正電的檢驗(yàn)電荷，從極遠(yuǎn)處移到電場中P點(diǎn)，電場力作功1.8×10-7J，則檢驗(yàn)電荷的電勢能變化情況是______．若以極遠(yuǎn)處為零電勢能位置，則電荷在場中P點(diǎn)的電勢能為______，P點(diǎn)的電勢為______．5．圖1—13中三曲線表示三條等勢線，其電勢UC=0，UA=UB=10V，UD=-30V．(1)把一個(gè)電量q=10-7C的負(fù)電荷放在A、B、C、D四處時(shí)，具有的電勢能各多大？(2)把這個(gè)電荷從C移到D，電場力做功多少？(3)把這個(gè)電荷從D移到B再移到A，電場力做功多少？在本節(jié)課的教學(xué)過程中，學(xué)生基本上都參與了教學(xué)活動(dòng)，積極性較高，個(gè)人獨(dú)立思考、小組合作討論、形成統(tǒng)一的完整性答案，小組代表展示結(jié)果，其他小組同學(xué)評價(jià)、質(zhì)疑等等環(huán)節(jié)都體現(xiàn)了學(xué)生的學(xué)習(xí)主動(dòng)性在逐漸提高。但也有部分學(xué)生對電勢差決定因素不能掌握，