9.3 电场强度 教学设计 -2026-2027学年高二上学期物理人教版必修第三册

该高中物理教学设计聚焦“电场强度”核心知识点，通过带电金属球周围检验电荷受力变化现象导入，衔接库仑定律，引导学生用比值定义法建立概念，推导点电荷场强公式，设置分层任务与同伴互评作为学习支架。 以科学思维与科学探究为特色，通过比值定义法让学生自主发现电场强度的本质属性，反例辨析强化方向约定，结合避雷针现象培养应用能力，提升学生模型建构和科学推理能力，为教师提供清晰的教学流程与评价策略。

9.3（第一课时） 电场强度 教学设计 人教版 高中物理 高二 必修第三册 课题 电场强度 单元 第九章 静电场及其应用 学科 高中物理 年级 高二 版本 人教版 册别 必修第三册 课型 教材同步普通新授课 课时 1课时 学习目标 1. 能依据“把一个小带电球先后放在带电金属球周围的不同位置，小球受力方向和大小会改变，而两个物体并没有接触。”说出电场强度所研究的具体物理问题，并区分观察到的现象与需要建立的模型。 2. 能按教材图示或电路图识别研究对象、已知条件和方向约定，用规范语言解释“描述电场本身的强弱和方向，单位；用于已知电场中求电荷受力。”。 3. 能说明等关系的物理意义、适用条件和单位，在板演订正中改正“把理解成电场强度由试探电荷决定；忘记方向约定，把负电荷受力方向当作场强方向。”这一典型误判。 4. 能把本课关系迁移到把避雷针附近电场较强的现象同尖端附近电荷分布联系起来，为后续静电防护作准备。的真实情境，先写条件依据，再给出判断或列式。 教材分析 1. 电场强度位于第九章 静电场及其应用，教材范围为教材第页。本课需要把把一个小带电球先后放在带电金属球周围的不同位置，小球受力方向和大小会改变，而两个物体并没有接触。中的直观现象转化为可检验的物理模型和数量关系。 2. 教材编排先给出能够观察或想象的材料，再建立电场强度的核心概念和关系式。本稿保持“现象—模型—关系—教材例题—订正—应用”的顺序。 3. 后续学习将继续使用本课的判断基础，因此要在本节澄清：描述电场本身的强弱和方向，单位；用于已知电场中求电荷受力。。 学情分析 1. 学生已有前序电学或力学经验，可能能描述“把一个小带电球先后放在带电金属球周围的不同位置，小球受力方向和大小会改变，而两个物体并没有接触。”，但容易把日常语言直接当作物理结论。 2. 学生可能出现的典型误判是：把理解成电场强度由试探电荷决定；忘记方向约定，把负电荷受力方向当作场强方向。。课堂安排先记录初步判断，再通过图示、定义和公式条件完成订正。 3. 面对图示和符号时，学生可能只关注数值而忽略研究对象、方向或系统边界。因此每个关键环节都要求学生说明“依据来自题图或定义的哪一条信息”。 教学重点 1. 描述电场本身的强弱和方向，单位；用于已知电场中求电荷受力。 2. 能在模型条件明确时正确使用等关系。 教学难点 1. 把理解成电场强度由试探电荷决定；忘记方向约定，把负电荷受力方向当作场强方向。 2. 将教材图示中的条件转化为物理量、方向约定和关系式，而不是见公式就代入。 教学准备 1. 教师：准备现用教材教材第页的正文图示、例题和思考题；课前逐字核对要使用的原题题干和页码。 2. 教师：准备与“把一个小带电球先后放在带电金属球周围的不同位置，小球受力方向和大小会改变，而两个物体并没有接触。”对应的实物、照片或板书示意，素材只服务于本课模型建立。 3. 学生：预习本节，圈画图示中的研究对象、已知量和一个最难解释的判断；自备直尺和草稿纸用于标注方向与关系。 教学过程 教学环节 教师活动 学生活动 隔空作用：场还是直接碰撞 （约5分钟） 教师移动检验小球到带电金属球周围三个位置，记录受力方向和大小变化。 教师提问：源电荷未动，为什么空间位置改变会带来不同作用？ 教师引出电场是源电荷周围客观存在的物质，先于检验电荷存在。 设计意图：从空间差异建立场的观念，而不是从公式直接定义。 学生画出三个位置的受力箭头，描述“位置不同、作用不同”。 学生区分源电荷、检验电荷和研究位置。 同一点换电荷：寻找不变量 （约9分钟） 教师给出同一点放入不同正检验电荷时、数据，要求比较、和。 教师追问：随改变，哪一个比值仍能描述该位置本身？检验电荷过大会带来什么影响？ 教师据此定义，并说明检验电荷应足够小。 设计意图：以比值定义法突出场强是电场属性。 学生计算比值并用表格说明变化不等于电场变化。 学生用控制变量语言回答：源电荷和位置不变时，不随检验电荷改变。 学生写出并解释其含义。 场强方向的反例辨析 （约7分钟） 教师在同一点先放正电荷、再放负电荷，要求比较两次受力方向。 教师提问：若用负电荷受力方向规定方向，同一点会得到怎样的矛盾？ 教师明确正检验电荷受力方向为场强方向。 设计意图：用反例稳定矢量方向的定义约定。 学生画出正、负电荷受力箭头，指出二者相反但场强方向唯一。 学生改写“电荷受力方向就是场强方向”为带条件的规范表述。 由库仑定律得到点电荷场强 （约8分钟） 教师把正检验电荷放在距源电荷为处，先写²，再除以。 教师要求学生说明消去意味着什么，并分别画正、负源电荷的方向。 教师比较²与库仑力公式的研究对象差异。 设计意图：把新定义与上一节规律连接起来，形成场观点下的表达。 学生完成推导，说明结果只含源电荷和位置。 学生依据源电荷电性画出径向向外或向内的场强。 教材图像与叠加判断 （约10分钟） 教师选取教材本节涉及多个电荷的场强问题，先要求逐个源电荷画出该点场强。 教师示范场强叠加按矢量法则进行，不能把带符号的标量直接相加。 教师比较对称位置中同向、反向和夹角三类合成。 设计意图：通过教材问题落实矢量叠加和源电荷观点。 学生按“分场—方向—大小—合场”完成图示和计算。 学生在对称问题中先作定性判断，再检验数值结果是否符合对称性。 学生互查是否把负检验电荷混入场强计算。 尖端场强解释 （约6分钟） 教师呈现避雷针尖端与平滑球面示意，要求用场强而不是“尖端会吸雷”解释。 教师收集学生的一句话解释，检查是否包含电荷分布、局部场强和空气电离三个环节。 设计意图：把场强概念迁移到后续静电防护情境。 学生用描述尖端附近空间的作用强弱，并补全因果链。 学生提交“变、是否变”的一题一答作为离堂证据。 课内支架与分层任务 分层任务 1. 进入任务“隔空作用：场还是直接碰撞”：学生画出三个位置的受力箭头，描述“位置不同、作用不同”。 2. 核心支架“由库仑定律得到点电荷场强”：学生完成推导，说明结果只含源电荷和位置。 3. 提高任务“尖端场强解释”：学生用描述尖端附近空间的作用强弱，并补全因果链。 4. 同伴互评：围绕“把场强概念迁移到后续静电防护情境。”检查依据、方向、单位或图示是否完整。 5. 教师反馈：比值定义：用同一点更换检验电荷的数据检查学生是否发现不变；回答“变小所以变大”的，回到数据表重算并解释。 核心公式与推导 公式1 研究对象与符号：结合电场强度的教材模型，先在图中标明式内各量对应的对象、位置、方向或电路部分，再确定符号。 结论： 适用条件：按本课教材范围教材第页及课堂中建立的模型使用；列式前须排除“把理解成电场强度由试探电荷决定；忘记方向约定，把负电荷受力方向当作场强方向。”所反映的条件遗漏。 物理意义：描述电场本身的强弱和方向，单位；用于已知电场中求电荷受力。 单位与范围：计算量统一采用国际单位制；涉及方向、正负、系统边界、连接状态或能量去向时，须在关系式前单独说明。 推导路径： 第1步：由同一点与成正比引出比值不随检验电荷改变，定义为该点电场强度。规定正检验电荷受力方向为方向，再用点电荷周围的场强说明场强是矢量。 推导收束：将上述中间关系整理为，再回到题设检查条件是否满足。 易错订正：把理解成电场强度由试探电荷决定；忘记方向约定，把负电荷受力方向当作场强方向。 表达要求：使用后，应把结果放回“把避雷针附近电场较强的现象同尖端附近电荷分布联系起来，为后续静电防护作准备。”或教材题图检查，不只保留数值或孤立公式。 公式2 研究对象与符号：结合电场强度的教材模型，先在图中标明式内各量对应的对象、位置、方向或电路部分，再确定符号。 结论： 适用条件：按本课教材范围教材第页及课堂中建立的模型使用；列式前须排除“把理解成电场强度由试探电荷决定；忘记方向约定，把负电荷受力方向当作场强方向。”所反映的条件遗漏。 物理意义：描述电场本身的强弱和方向，单位；用于已知电场中求电荷受力。 单位与范围：计算量统一采用国际单位制；涉及方向、正负、系统边界、连接状态或能量去向时，须在关系式前单独说明。 易错订正：把理解成电场强度由试探电荷决定；忘记方向约定，把负电荷受力方向当作场强方向。 表达要求：使用后，应把结果放回“把避雷针附近电场较强的现象同尖端附近电荷分布联系起来，为后续静电防护作准备。”或教材题图检查，不只保留数值或孤立公式。 公式3 研究对象与符号：结合电场强度的教材模型，先在图中标明式内各量对应的对象、位置、方向或电路部分，再确定符号。 结论： 适用条件：按本课教材范围教材第页及课堂中建立的模型使用；列式前须排除“把理解成电场强度由试探电荷决定；忘记方向约定，把负电荷受力方向当作场强方向。”所反映的条件遗漏。 物理意义：描述电场本身的强弱和方向，单位；用于已知电场中求电荷受力。 单位与范围：计算量统一采用国际单位制；涉及方向、正负、系统边界、连接状态或能量去向时，须在关系式前单独说明。 易错订正：把理解成电场强度由试探电荷决定；忘记方向约定，把负电荷受力方向当作场强方向。 表达要求：使用后，应把结果放回“把避雷针附近电场较强的现象同尖端附近电荷分布联系起来，为后续静电防护作准备。”或教材题图检查，不只保留数值或孤立公式。 目标达成 1. 对应“隔空作用：场还是直接碰撞”：能依据“把一个小带电球先后放在带电金属球周围的不同位置，小球受力方向和大小会改变，而两个物体并没有接触。”说出电场强度所研究的具体物理问题，并区分观察到的现象与需要建立的模型。；达成证据为“学生区分源电荷、检验电荷和研究位置。”。 2. 对应“同一点换电荷：寻找不变量”：能按教材图示或电路图识别研究对象、已知条件和方向约定，用规范语言解释“描述电场本身的强弱和方向，单位；用于已知电场中求电荷受力。”。；达成证据为“学生写出并解释其含义。”。 3. 对应“场强方向的反例辨析”：能说明等关系的物理意义、适用条件和单位，在板演订正中改正“把理解成电场强度由试探电荷决定；忘记方向约定，把负电荷受力方向当作场强方向。”这一典型误判。；达成证据为“学生改写“电荷受力方向就是场强方向”为带条件的规范表述。”。 4. 对应“由库仑定律得到点电荷场强”：能把本课关系迁移到把避雷针附近电场较强的现象同尖端附近电荷分布联系起来，为后续静电防护作准备。的真实情境，先写条件依据，再给出判断或列式。；达成证据为“学生依据源电荷电性画出径向向外或向内的场强。”。 课堂小结 教师请学生按“现象—条件—关系—结论”回顾电场强度，强调：描述电场本身的强弱和方向，单位；用于已知电场中求电荷受力。 教师重申本节订正语：把理解成电场强度由试探电荷决定；忘记方向约定，把负电荷受力方向当作场强方向。。 学生围绕电场强度用“研究对象—关键条件—核心关系”三句话完成口头回顾，并指出其中最容易遗漏的一项。 学生展示在“尖端场强解释”中形成的判断或作品，再用“把理解成电场强度由试探电荷决定；忘记方向约定，把负电荷受力方向当作场强方向。”对应的错误作为反例说明自己的订正依据。 作业布置 教材本节例题、随堂练习与课后习题 完成现用教材教材第页中与本课对应的例题、随堂练习和课后习题，题号由教师在核对版本后指定。 从电场强度对应的教材原题中选择一题，在解答首行写出“本题满足……条件，因此使用”。 整理“尖端场强解释”课堂产物，在旁边补写本课核心关系、适用条件和已经改正的一处误判。 教师备课参考： 检查学生处理电场强度原题时，是否先写明研究对象、关键条件和本课需要的方向或连接约定，再列关系式。 重点查看学生是否仍出现“把理解成电场强度由试探电荷决定；忘记方向约定，把负电荷受力方向当作场强方向。”的判断。 课堂评价与教材原题反馈 1. 比值定义：用同一点更换检验电荷的数据检查学生是否发现不变；回答“变小所以变大”的，回到数据表重算并解释。 2. 方向约定：正、负电荷置于同一点时，学生须同时画和。能说明场强方向唯一、负电荷受力反向才算通过。 3. 点电荷场强：推导²时重点评价检验电荷是否消去及其物理含义，不以只写最终式作为完整答案。 4. 叠加反馈：多源电荷问题按“分场方向—分场大小—矢量合成”逐项批注，发现把负检验电荷带入计算时要求重画源电荷贡献。 教学反思 板书设计 1. 课后重点观察学生在电场强度教材原题中是否真正使用“描述电场本身的强弱和方向，单位；用于已知电场中求电荷受力。”；若答案只剩结论，下一次在本课原题呈现后增加一次图示条件口述。 2. 统计“把理解成电场强度由试探电荷决定；忘记方向约定，把负电荷受力方向当作场强方向。”在电场强度课堂订正和作业中的具体表现，下一轮把出现频率最高的错误提前到本课核心关系形成前处理。 3. 检查学生能否在“把避雷针附近电场较强的现象同尖端附近电荷分布联系起来，为后续静电防护作准备。”中调用或相应判断；若迁移受阻，下次减少结论讲授，增加围绕该应用图示说明依据的时间。 板书设计： 左侧写情境和研究对象，中间写定义、推导或核心关系，右侧写适用条件与易错订正语。 1. 电场：电荷周围的特殊物质 2. 3. 方向：正检验电荷受力方向 4. 点电荷：² 易错订正：把理解成电场强度由试探电荷决定；忘记方向约定，把负电荷受力方向当作场强方向。 课堂推进：隔空作用：场还是直接碰撞 → 同一点换电荷：寻找不变量 → 场强方向的反例辨析 → 由库仑定律得到点电荷场强 → 教材图像与叠加判断 → 尖端场强解释 评价落点：叠加反馈：多源电荷问题按“分场方向—分场大小—矢量合成”逐项批注，发现把负检验电荷带入计算时要求重画源电荷贡献。 第 页 学科网（北京）股份有限公司 $