10.1 电势能和电势（教学设计）-人教版（2019）必修第三册

第10章 第1节《电势能和电势》教学设计 备课人 段丹丹 学科 高中物理 课题 人教版高中物理必修第三册10.1电势能和电势 教学内容分析 教材从力的角度介绍了电场的性质之后，本章开始从能的角度理解电场。对电场的理解进一步深入。本节按静电力做功-电势能-电势的线索进行编排，先论证静电力做功和路径无关，再类比重力做功，提出电势能的概念，提出电势能具有相对性。最后从能量角度建立电势概念，电势能和电势是电学中两个极其重要的概念，是后续学习的基础。但是内容过于抽象，为了更好帮助学生学习和理解。本节新授课安排两个课时。第一课时：电场力做功特点和电势能。第二课时：电势。 学情分析 学生已经学习了重力做功的特点以及重力势能，知道功的计算。会用比值法求电场强度，知道电场强度是描述电场性质的物理量。学生虽然有一定知识储备和逻辑推理能力，但是对于电势能和电势这个抽象的概念会觉得难以理解非常困惑，教学中要引导学生得到引入这两个概念的必要性，多用提问降低学生思维难度，提升其思维品质，掌握具体的解决问题的方法，并且用类比的方法辅助具体实例让学生理解深刻。 教学目标 1.通过计算在匀强电场中移动电荷静电力所做的功，认识静电力做功跟路径无关的特点。 2.通过类比重力势能引入电势能，体会能量观点是分析物理问题的重要方法。 3.理解电势能的变化与静电力做功的关系。 4.知道电势能的定义。知道常见的电势能零点的规定方法。 5.通过建立电势概念的过程理解电势是从能的角度描述电场的物理量，会并判断电场中两点电势的高低。 教学重难点 教学重点： 1.电势能概念的建立。 2.电势能的变化与静电力做功的关系。 3.电势概念的建立 教学难点： 1根据静电力做功的特点引入电势能的概念。 2.比值法定义电势，理解电势是电场本身的性质。 教学流程 课时1 知识回顾---规律探究（电场力做功特点）----电势能概念建立-----电势能概念理解-----与重力势能对比加深理解----自主小结 课时2 提出问题----归纳属于电场能的性质特点---找到属于电场能的性质的物理量----得出概念----电势高低判断方法------与电场强度对比加深理解----重力场与电场对比---自主小结 教学过程 教学环节 教师活动 学生活动 设计意图 第一课时知识回顾 1、物体做自由落体运动时速度为什么会改变，做平抛运动时呢？ 2、物体动能改变的原因？动能是由什么能转化而来？ 3、重力做功的特点？ 4、带电体在静电场中受力的方向怎么判断？大小如何计算？ 学生积极思考，回答 已有知识是学习本节知识的基础，简要复习，易于接下来的教学活动 问题提出 思考讨论书本26页问题。哪种能量减少导致电荷功能增加？ 什么是能量变化的量度？ 学生思考 创设情境，引出研究的问题。培养学生多角度思考问题的能力，培养其思考解决问题的方向。 规律探究（电场力做功特点） 1.获取研究思路 这种能量肯定是因为电场的存在而具有的，能量的变化与静电力做功密切相关。所以下面我们可以通过研究静电力做功来研究电场中的能量。从功入手研究能量是我们一贯的思路。 我们曾经学过两类力，它们做功的特点不同。一类力做功与路径无关，学过那哪个力是这样的？重力。一类力做功与路径有关，哪个力是这样的特点？滑动摩擦力。这两类力做功的特点是不同的，所对应的研究方法也不同。所以下面我们来计算静电力所做的功，看看与电荷运动的路径有没有关系？ 2.证明匀强电场中静电力做功跟路径无关 做一做：在电场强度为E的匀强电场中任取A、B两点，AB的连线长度为l，与电场强度的方向夹角为θ。把带正电的试探电荷从A点移动到B点，若试探电荷的电荷量为q，计算下面三种情况下静电力对电荷所做的功： （1）把q沿直线AB从A点移动到B点； （2）把q沿折线AMB从A点移动到B点； （3）使q沿任意曲线ANB从A点移动到B点。 分析：通过前两个问题的计算，初步得出结论——沿不同的路径把q从A点移动到B点，静电力做功相同。利用“微元法”的思想，计算第三个问题，得出与前两问相同的结果。 结论：在匀强电场中，不论q经由什么路径从A点移动B点，静电力所做的功都是一样的。因此，在匀强电场中移动电荷时，静电力所做的功只与电荷的起始位置和终止位置有关，与电荷经过的路径无关。 3.推广到一般的电场 “静电力所做的功与电荷经过的路径无关。”这个结论虽然是从匀强电场得出的，但可以证明对于其他静电场同样适用。因为证明超出了高中物理的要求，不做详细推导。 经过科学论证，形成猜想 按照要求，计算具体情境下电场力做功的大小。并讨论分析，得出结论。 学生回答总结形成合理表述。 对问题的推理形成猜想，提高科学探究能力。 设计合理科学探究思路-