2024年 第七章 第2講 電場(chǎng)的能的性質(zhì)教案 魯科版選修3-1

2024年第七章第2講電場(chǎng)的能的性質(zhì)教案魯科版選修3-1學(xué)校授課教師課時(shí)授課班級(jí)授課地點(diǎn)教具教學(xué)內(nèi)容《2024年第七章第2講電場(chǎng)的能的性質(zhì)教案魯科版選修3-1》

本講主要圍繞魯科版選修3-1第七章第2節(jié)“電場(chǎng)的能的性質(zhì)”展開，內(nèi)容包括：

1.電勢(shì)能與電勢(shì)的概念；

2.電勢(shì)的計(jì)算方法；

3.電場(chǎng)力做功與電勢(shì)差的關(guān)系；

4.電勢(shì)線及其應(yīng)用；

5.勻強(qiáng)電場(chǎng)中電勢(shì)差與電場(chǎng)強(qiáng)度的關(guān)系；

6.電容器及其電容的物理意義；

7.電容器的能量存儲(chǔ)與電場(chǎng)能的性質(zhì)。

本講旨在讓學(xué)生掌握電場(chǎng)能的性質(zhì)，理解電勢(shì)、電勢(shì)差等概念，并能運(yùn)用相關(guān)知識(shí)解決實(shí)際問題。核心素養(yǎng)目標(biāo)1.培養(yǎng)學(xué)生運(yùn)用物理概念和公式描述電場(chǎng)能的性質(zhì)，提升物理觀念與應(yīng)用能力；

2.通過(guò)電勢(shì)、電勢(shì)差等概念的探究，提高學(xué)生的科學(xué)思維能力；

3.培養(yǎng)學(xué)生運(yùn)用電場(chǎng)知識(shí)解決實(shí)際問題的能力，強(qiáng)化科學(xué)探究與問題解決素養(yǎng)；

4.引導(dǎo)學(xué)生理解電場(chǎng)能的性質(zhì)在日常生活中的應(yīng)用，增強(qiáng)科學(xué)態(tài)度與責(zé)任意識(shí)。學(xué)習(xí)者分析1.學(xué)生已經(jīng)掌握了電場(chǎng)的基本概念、電場(chǎng)力的計(jì)算以及電場(chǎng)線的基本性質(zhì)等知識(shí)，為學(xué)習(xí)電場(chǎng)能的性質(zhì)奠定了基礎(chǔ)。

2.學(xué)生對(duì)物理現(xiàn)象具有一定的興趣，具備一定的邏輯思維能力和實(shí)驗(yàn)探究能力。在學(xué)習(xí)風(fēng)格上，部分學(xué)生喜歡理論推導(dǎo)，而另一部分學(xué)生則更傾向于通過(guò)實(shí)驗(yàn)和實(shí)例來(lái)理解問題。

3.學(xué)生在學(xué)習(xí)電場(chǎng)能的性質(zhì)時(shí)可能遇到的困難和挑戰(zhàn)包括：電勢(shì)、電勢(shì)差等概念的理解；電場(chǎng)力做功與電勢(shì)差關(guān)系的運(yùn)用；電勢(shì)線和電容器的理解與應(yīng)用；以及在解決實(shí)際問題時(shí)，對(duì)相關(guān)知識(shí)點(diǎn)的綜合運(yùn)用和轉(zhuǎn)換能力。針對(duì)這些困難，教學(xué)中需要通過(guò)具體實(shí)例和實(shí)驗(yàn)，引導(dǎo)學(xué)生深入理解并掌握相關(guān)概念和原理。教學(xué)方法與策略1.采用講授法結(jié)合討論法，通過(guò)講解電場(chǎng)能的性質(zhì)及相關(guān)概念，引導(dǎo)學(xué)生參與課堂討論，促進(jìn)對(duì)知識(shí)的理解和深化。

2.設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)活動(dòng)，如測(cè)定電勢(shì)差、觀察電勢(shì)線等，讓學(xué)生親身體驗(yàn)電場(chǎng)能的性質(zhì)，提高實(shí)踐操作能力。

3.利用案例分析，如電容器應(yīng)用實(shí)例，使學(xué)生了解電場(chǎng)能性質(zhì)在實(shí)際問題中的應(yīng)用，激發(fā)學(xué)習(xí)興趣。

4.使用多媒體教學(xué)資源，如PPT、動(dòng)畫等，形象展示電場(chǎng)力做功、電勢(shì)差等概念，增強(qiáng)學(xué)生對(duì)知識(shí)點(diǎn)的直觀認(rèn)識(shí)。

5.開展小組合作學(xué)習(xí)，鼓勵(lì)學(xué)生相互交流、討論，培養(yǎng)團(tuán)隊(duì)合作精神和解決問題的能力。教學(xué)過(guò)程第一環(huán)節(jié)：導(dǎo)入新課

1.復(fù)習(xí)提問：同學(xué)們，上一節(jié)課我們學(xué)習(xí)了電場(chǎng)的基本概念和性質(zhì)，誰(shuí)能來(lái)說(shuō)說(shuō)電場(chǎng)力是如何計(jì)算的呢？電場(chǎng)線有什么特點(diǎn)？

2.引入新課：很好，今天我們將進(jìn)一步探討電場(chǎng)的能的性質(zhì)，了解電勢(shì)、電勢(shì)差等概念，并學(xué)會(huì)運(yùn)用它們解決實(shí)際問題。

第二環(huán)節(jié)：新課內(nèi)容講解

1.電勢(shì)與電勢(shì)能

（1）講解概念：電勢(shì)是指在電場(chǎng)中某一點(diǎn)，單位正電荷所具有的電勢(shì)能。電勢(shì)能是指電荷在電場(chǎng)中由于位置變化而具有的能量。

（2）舉例說(shuō)明：假設(shè)我們有一個(gè)正電荷，在電場(chǎng)中從一點(diǎn)移動(dòng)到另一點(diǎn)，它的電勢(shì)能會(huì)如何變化？

（3）學(xué)生思考并回答問題。

2.電勢(shì)的計(jì)算方法

（1）講解電勢(shì)的計(jì)算公式：電勢(shì)φ=電勢(shì)能Ep/電荷量q。

（2）舉例說(shuō)明：假設(shè)我們有一個(gè)電勢(shì)能為5J，電荷量為1C的正電荷，求該點(diǎn)的電勢(shì)。

（3）學(xué)生練習(xí)并討論計(jì)算方法。

3.電場(chǎng)力做功與電勢(shì)差的關(guān)系

（1）講解電場(chǎng)力做功的公式：W=qU，其中U為電勢(shì)差。

（2）引導(dǎo)學(xué)生思考：電場(chǎng)力做功與電勢(shì)差之間有什么關(guān)系？

（3）學(xué)生討論并回答：電場(chǎng)力做功等于電荷量與電勢(shì)差的乘積。

4.電勢(shì)線及其應(yīng)用

（1）展示電勢(shì)線圖像，講解電勢(shì)線的特點(diǎn)：電勢(shì)線從高電勢(shì)指向低電勢(shì)，電勢(shì)線密集的地方電場(chǎng)強(qiáng)度大。

（2）引導(dǎo)學(xué)生觀察電勢(shì)線，思考電勢(shì)線在實(shí)際問題中的應(yīng)用。

（3）學(xué)生討論并回答：電勢(shì)線可以幫助我們直觀地了解電場(chǎng)中各點(diǎn)的電勢(shì)分布，從而為電荷的移動(dòng)路徑提供參考。

5.勻強(qiáng)電場(chǎng)中電勢(shì)差與電場(chǎng)強(qiáng)度的關(guān)系

（1）講解公式：在勻強(qiáng)電場(chǎng)中，電勢(shì)差U與電場(chǎng)強(qiáng)度E的關(guān)系為U=Ed（d為沿電場(chǎng)線方向的距離）。

（2）學(xué)生練習(xí)計(jì)算：給定一個(gè)勻強(qiáng)電場(chǎng)的電場(chǎng)強(qiáng)度和兩點(diǎn)間的距離，計(jì)算電勢(shì)差。

第三環(huán)節(jié)：實(shí)驗(yàn)探究

1.實(shí)驗(yàn)一：測(cè)定電勢(shì)差

（1）教師演示實(shí)驗(yàn)步驟，引導(dǎo)學(xué)生注意實(shí)驗(yàn)細(xì)節(jié)。

（2）學(xué)生分組進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，記錄數(shù)據(jù)。

（3）分析實(shí)驗(yàn)結(jié)果，總結(jié)電勢(shì)差與電場(chǎng)強(qiáng)度的關(guān)系。

2.實(shí)驗(yàn)二：觀察電勢(shì)線

（1）教師展示電勢(shì)線的制作方法，引導(dǎo)學(xué)生觀察電勢(shì)線的分布。

（2）學(xué)生分組觀察電勢(shì)線，討論電勢(shì)線與電場(chǎng)強(qiáng)度的關(guān)系。

第四環(huán)節(jié)：案例分析

1.案例一：電容器應(yīng)用實(shí)例

（1）教師講解電容器的基本原理和應(yīng)用。

（2）學(xué)生討論電容器的能量存儲(chǔ)和電場(chǎng)能的性質(zhì)。

2.案例二：靜電危害與防護(hù)

（1）教師介紹靜電危害的原理和防護(hù)方法。

（2）學(xué)生思考并討論如何運(yùn)用電場(chǎng)知識(shí)解決實(shí)際問題。

第五環(huán)節(jié)：課堂小結(jié)

1.教師引導(dǎo)學(xué)生回顧本節(jié)課所學(xué)內(nèi)容，總結(jié)電場(chǎng)的能的性質(zhì)。

2.學(xué)生分享學(xué)習(xí)心得，提出疑問。

第六環(huán)節(jié)：作業(yè)布置

1.課后作業(yè)：根據(jù)本節(jié)課內(nèi)容，完成課后練習(xí)題。

2.預(yù)習(xí)任務(wù)：預(yù)習(xí)下一節(jié)課的內(nèi)容，了解電場(chǎng)對(duì)電荷的作用。教學(xué)資源拓展一、拓展資源

1.電場(chǎng)能的性質(zhì)相關(guān)書籍：《電磁學(xué)》、《電動(dòng)力學(xué)》等，這些書籍對(duì)電場(chǎng)能的性質(zhì)有更深入的講解和實(shí)例分析。

2.相關(guān)科學(xué)家傳記：如庫(kù)侖、法拉第等，了解他們的生平和貢獻(xiàn)，激發(fā)學(xué)生對(duì)物理學(xué)的興趣。

3.電場(chǎng)能性質(zhì)的實(shí)際應(yīng)用案例：如靜電除塵、靜電噴涂、電容器應(yīng)用等，展示電場(chǎng)知識(shí)在生活中的廣泛應(yīng)用。

4.電場(chǎng)力做功與電勢(shì)差關(guān)系的物理實(shí)驗(yàn)視頻：幫助學(xué)生更直觀地理解電場(chǎng)力做功和電勢(shì)差的關(guān)系。

二、拓展建議

1.鼓勵(lì)學(xué)生閱讀與電場(chǎng)相關(guān)的書籍，深入了解電場(chǎng)能的性質(zhì)，提高理論水平。

2.建議學(xué)生查閱相關(guān)科學(xué)家的傳記，了解他們的科研經(jīng)歷，激發(fā)學(xué)生的科研興趣。

3.組織學(xué)生收集電場(chǎng)能性質(zhì)的實(shí)際應(yīng)用案例，進(jìn)行課堂分享，提高學(xué)生的應(yīng)用意識(shí)。

4.觀看電場(chǎng)力做功與電勢(shì)差關(guān)系的物理實(shí)驗(yàn)視頻，加深對(duì)電場(chǎng)知識(shí)的理解。

5.鼓勵(lì)學(xué)生參加物理競(jìng)賽、科技活動(dòng)等，將所學(xué)知識(shí)應(yīng)用于實(shí)際問題解決。

6.開展小組合作學(xué)習(xí)，讓學(xué)生相互討論、交流，共同探究電場(chǎng)能的性質(zhì)。課后作業(yè)1.計(jì)算題：一個(gè)電荷量為2C的正電荷從電勢(shì)為10V的點(diǎn)移動(dòng)到電勢(shì)為5V的點(diǎn)，求電場(chǎng)力做的功和電勢(shì)能的變化。

答案：電場(chǎng)力做的功W=qU=2C×(5V-10V)=-10J，電勢(shì)能減少10J。

2.計(jì)算題：在勻強(qiáng)電場(chǎng)中，電場(chǎng)強(qiáng)度E=200N/C，兩點(diǎn)間的距離d=0.1m，求這兩點(diǎn)間的電勢(shì)差。

答案：電勢(shì)差U=Ed=200N/C×0.1m=20V。

3.應(yīng)用題：一個(gè)平行板電容器的板間距為0.02m，板面積為0.5m2，在兩板間施加電壓20V，求該電容器的電容。

答案：電容C=ε?εrS/d=(8.85×10^-12F/m)×(0.5m2)/(0.02m)=2.21×10^-9F。

4.分析題：有一帶電物體，在電場(chǎng)中從A點(diǎn)移動(dòng)到B點(diǎn)，電勢(shì)能增加了5J，求電荷量q是多少？（假設(shè)電場(chǎng)力做的功等于電勢(shì)能的變化）

答案：電場(chǎng)力做的功W=ΔEp=5J，因?yàn)殡妶?chǎng)力做負(fù)功，所以電勢(shì)差U為負(fù)值，即U=-5V。電荷量q=W/U=5J/(-5V)=-1C。

5.設(shè)計(jì)題：設(shè)計(jì)一個(gè)簡(jiǎn)單的靜電實(shí)驗(yàn)，說(shuō)明靜電現(xiàn)象及其應(yīng)用。

答案：實(shí)驗(yàn)名稱：靜電吸引實(shí)驗(yàn)

實(shí)驗(yàn)器材：氣球、紙屑、塑料棒等。

實(shí)驗(yàn)步驟：

（1）將氣球吹滿，用塑料棒摩擦氣球，使氣球帶電。

（2）將帶電的氣球靠近紙屑，觀察紙屑被氣球吸引的現(xiàn)象。

（3）分析：帶電的氣球產(chǎn)生了靜電，靜電能吸引輕小物體。

實(shí)驗(yàn)應(yīng)用：靜電吸附原理可用于靜電除塵、靜電噴涂等。

注意：以上作業(yè)題目和答案僅供參考，實(shí)際教學(xué)中可根據(jù)學(xué)生實(shí)際情況進(jìn)行調(diào)整。作業(yè)布置與反饋1.作業(yè)布置

（1）完成課后練習(xí)題第1、2、3題，鞏固電勢(shì)、電勢(shì)差等概念的計(jì)算。

（2）設(shè)計(jì)一個(gè)小項(xiàng)目，探討電容器在實(shí)際應(yīng)用中的作用，如手機(jī)電池的電容特性分析。

（3）觀察生活中的靜電現(xiàn)象，并嘗試運(yùn)用電場(chǎng)知識(shí)解釋，撰寫一篇小論文。

2.作業(yè)反饋

（1）對(duì)學(xué)生完成課后練習(xí)題的情況進(jìn)行批改，針對(duì)計(jì)算錯(cuò)誤、概念混淆等問題進(jìn)行分類指導(dǎo)。

-對(duì)于計(jì)算錯(cuò)誤，指導(dǎo)學(xué)生檢查計(jì)算過(guò)程，注意單位的轉(zhuǎn)換和公式的正確運(yùn)用。

-對(duì)于概念混淆，通過(guò)舉例講解，幫助學(xué)生明確電勢(shì)、電勢(shì)差等概念的區(qū)別與聯(lián)系。

（2）針對(duì)小項(xiàng)目作業(yè)，評(píng)價(jià)學(xué)生的設(shè)計(jì)思路、實(shí)施過(guò)程和結(jié)論分析，給出改進(jìn)建議。

-對(duì)設(shè)計(jì)思路不清晰的學(xué)生，建議他們多查閱相關(guān)資料，明確研究方向。

-對(duì)實(shí)施過(guò)程中遇到困難的學(xué)生，指導(dǎo)他們?nèi)绾握{(diào)整實(shí)驗(yàn)方案，提高實(shí)驗(yàn)效果。

（3）針對(duì)觀察生活中的靜電現(xiàn)象并撰寫小論文的作業(yè)，關(guān)注學(xué)生的觀察角度和論述邏輯。

-對(duì)觀察角度單一的學(xué)生，鼓勵(lì)他們多角度思考問題，提高論文的深度。

-對(duì)論述邏輯不清晰的學(xué)生，指導(dǎo)他們?nèi)绾谓M織文章結(jié)構(gòu)，提高論文的質(zhì)量。板書設(shè)計(jì)①重點(diǎn)知識(shí)點(diǎn)：

1.電勢(shì)與電勢(shì)能

2.電勢(shì)差的計(jì)算方法

3.電場(chǎng)力做功與電勢(shì)差的關(guān)系

4.電勢(shì)線的特點(diǎn)與應(yīng)用

5.勻強(qiáng)電場(chǎng)中電勢(shì)差與電場(chǎng)強(qiáng)度的關(guān)系

6.電容器的電容及其應(yīng)用

②關(guān)鍵詞：

1.電勢(shì)φ

2.電勢(shì)能Ep

3.電場(chǎng)力做功W

4.電勢(shì)差U

5.電場(chǎng)強(qiáng)度E

6.電容器C

③重點(diǎn)句：

1.電勢(shì)φ=電勢(shì)能Ep/電荷量q

2.W=qU（電場(chǎng)力做功等于電荷量與電勢(shì)差的乘積）

3.U=Ed（勻強(qiáng)電場(chǎng)中電勢(shì)差與電場(chǎng)強(qiáng)度的關(guān)系）

4.電勢(shì)線從高電勢(shì)指向低電勢(shì)，密集處電場(chǎng)強(qiáng)度大

5.電容C=ε?εrS/d（電容器的電