2024-2025学年新教材高中物理 第一章 静电场的描述 第4节 电势能与电势教案 粤教版必修3

2024-2025学年新教材高中物理第一章静电场的描述第4节电势能与电势教案粤教版必修3学校授课教师课时授课班级授课地点教具教学内容分析本节课的主要教学内容是电势能与电势。教学内容与学生已有知识的联系：学生在之前的学习中已经掌握了电场和电势的概念，本节课将进一步引导学生理解电势能的概念，并掌握电势能与电势之间的关系。具体内容包括：1.电势能的定义和计算方法；2.电势能与电势的关系；3.电场力做功与电势能变化的关系。这些内容将有助于学生更深入地理解电场和电势的本质，并为后续学习静电场的相关知识打下基础。核心素养目标本节课的核心素养目标包括物理观念、科学思维、科学探究和科学态度。通过本节课的学习，学生将能够：1.建立正确的物理观念，理解电势能和电势的概念及其关系；2.运用科学思维，分析电场力做功与电势能变化之间的关系；3.进行科学探究，通过实验和问题解决来深入理解电势能与电势的内在联系；4.培养科学态度，对物理学习保持好奇心和创新精神，勇于挑战和探索未知领域。这些核心素养目标的实现将有助于学生全面发展，提高他们在物理学科领域的素养和能力。教学难点与重点1.教学重点：

本节课的核心内容是电势能与电势的关系，以及电场力做功与电势能变化的关系。具体来说，重点内容包括：

(1)电势能的定义和计算方法；

(2)电势能与电势之间的关系，以及电场力做功与电势能变化的关系；

(3)电场力做功的计算方法，以及如何利用它来判断电势能的变化。

这些内容是本节课的核心，教师应在此方面进行详细的讲解和强调，确保学生能够理解和掌握。

2.教学难点：

本节课的难点主要在于理解电势能与电势之间的关系，以及电场力做功与电势能变化的关系。具体来说，难点内容包括：

(1)电势能的定义和计算方法，尤其是如何计算电势能；

(2)电势能与电势之间的关系，以及电场力做功与电势能变化之间的关系，尤其是如何理解和运用这些关系；

(3)电场力做功的计算方法，以及如何利用它来判断电势能的变化，尤其是如何理解和运用这个计算方法。

这些难点内容对学生来说较为抽象和复杂，教师应采取有效的教学方法，如通过实例讲解、图形演示、实验验证等方式，帮助学生突破难点，加深对相关知识的理解和掌握。教学资源1.软硬件资源：

-教室内的多媒体设备，如投影仪和计算机；

-物理实验室，用于进行电场力和电势能的实验；

-白板和黑板，用于板书和演示；

-电势能和电势的模型或图示。

2.课程平台：

-学校提供的在线学习平台，用于上传教学材料和作业；

-物理学习软件或应用程序，用于模拟电场和电势的计算。

3.信息化资源：

-相关的物理教学视频和动画，用于形象地展示电势能和电势的关系；

-在线学术文章和研究报告，用于扩展学生的知识视野。

4.教学手段：

-实验教学，通过实验让学生直观地观察和理解电势能与电势的关系；

-问题解决教学，通过解决实际问题引导学生运用电势能和电势的知识；

-小组讨论教学，通过小组合作促进学生之间的交流和思考；

-反馈与评价，通过学生的提问和回答，以及作业和测试的批改，了解学生的学习情况，及时进行教学调整。教学流程一、导入新课（用时5分钟）

同学们，今天我们将要学习的是《电势能与电势》这一章节。在开始之前，我想先问大家一个问题：“你们在日常生活中是否遇到过物体在电场中受到力的作用，从而改变其能量状态的情况？”（举例说明）这个问题与我们将要学习的内容密切相关。通过这个问题，我希望能够引起大家的兴趣和好奇心，让我们一同探索电势能与电势的奥秘。

二、新课讲授（用时10分钟）

1.理论介绍：首先，我们要了解电势能和电势的基本概念。电势能是电荷在电场中由于位置的改变而具有的能量，它与电荷的电量和电场的强度有关。电势是描述电场特性的物理量，它反映了电场对电荷的作用能力。

2.案例分析：接下来，我们来看一个具体的案例。这个案例展示了电势能和电势在实际中的应用，以及它们如何帮助我们解决问题。

3.重点难点解析：在讲授过程中，我会特别强调电势能与电势之间的关系和电场力做功与电势能变化之间的关系这两个重点。对于电势能的计算方法，我会通过举例和比较来帮助大家理解。

三、实践活动（用时10分钟）

1.分组讨论：学生们将分成若干小组，每组讨论一个与电势能和电势相关的实际问题。

2.实验操作：为了加深理解，我们将进行一个简单的实验操作。这个操作将演示电势能和电势的基本原理。

3.成果展示：每个小组将向全班展示他们的讨论成果和实验操作的结果。

四、学生小组讨论（用时10分钟）

1.讨论主题：学生将围绕“电势能和电势在实际生活中的应用”这一主题展开讨论。他们将被鼓励提出自己的观点和想法，并与其他小组成员进行交流。

2.引导与启发：在讨论过程中，我将作为一个引导者，帮助学生发现问题、分析问题并解决问题。我会提出一些开放性的问题来启发他们的思考。

3.成果分享：每个小组将选择一名代表来分享他们的讨论成果。这些成果将被记录在黑板上或投影仪上，以便全班都能看到。

五、总结回顾（用时5分钟）

今天的学习，我们了解了电势能与电势的基本概念、重要性和应用。同时，我们也通过实践活动和小组讨论加深了对电势能和电势的理解。我希望大家能够掌握这些知识点，并在日常生活中灵活运用。最后，如果有任何疑问或不明白的地方，请随时向我提问。拓展与延伸1.拓展阅读材料：

-《电势能与电势的applicationsinEngineering》

-《电场力做功与电势能变化的关系及其在现代科技中的运用》

-《静电场的数值计算方法》

-《电势能与电势的实验研究进展》

这些拓展阅读材料将帮助学生更深入地了解电势能与电势的相关知识，并将其应用于实际工程和科技领域。

2.课后自主学习和探究：

-学生可以自主学习电势能与电势在电磁学、量子力学等领域的应用，进一步拓宽知识面。

-学生可以探究电势能与电势在不同电场（如均匀电场、非均匀电场、电偶极场）中的特点和规律。

-学生可以尝试解决实际问题，如电势能与电势在电池、电容器等电器元件中的应用，以及电场力做功与电势能变化在电力系统中的作用。

-学生可以进行实验探究，如设计实验来验证电势能与电势的关系，以及电场力做功与电势能变化的关系。典型例题讲解本节课我们将要学习电势能与电势的关系，以及电场力做功与电势能变化的关系。通过解决一些典型的例题，我们可以更好地理解和掌握这些概念。下面是五个典型的例题及答案：

例题1：

一个正电荷q=2×10^-6C放在电势为V=100V的点电荷A处，求电荷的电势能。

解：

电势能的计算公式为UE=qV，其中q为电荷量，V为电势。

将给定的数值代入公式中，得到：

UE=2×10^-6C×100V=2×10^-4J

例题2：

一个电荷q=5×10^-6C在电势为V=50V的点电荷B处，求电荷的电势能。

解：

电势能的计算公式为UE=qV，其中q为电荷量，V为电势。

将给定的数值代入公式中，得到：

UE=5×10^-6C×50V=2.5×10^-4J

例题3：

一个正电荷q=3×10^-6C从点电势V1=120V移动到点电势V2=60V，求电荷的电势能变化。

解：

电势能变化的计算公式为ΔUE=q(V2-V1)，其中q为电荷量，V2为终值电势，V1为初值电势。

将给定的数值代入公式中，得到：

ΔUE=3×10^-6C×(60V-120V)=-1.8×10^-4J

例题4：

一个电荷q=4×10^-6C从点电势V1=80V移动到点电势V2=40V，求电荷的电势能变化。

解：

电势能变化的计算公式为ΔUE=q(V2-V1)，其中q为电荷量，V2为终值电势，V1为初值电势。

将给定的数值代入公式中，得到：

ΔUE=4×10^-6C×(40V-80V)=-1.6×10^-4J

例题5：

一个正电荷q=1×10^-6C在电势为V=100V的点电荷C处，然后电荷沿着电场线移动到电势为V=50V的点电荷D处，求电荷的电势能变化。

解：

电势能变化的计算公式为ΔUE=q(V2-V1)，其中q为电荷量，V2为终值电势，V1为初值电势。

由于电荷是沿着电场线移动的，我们可以假设电场力做功为零，因此电势能的变化等于电荷在电场中获得的能量。

将给定的数值代入公式中，得到：

ΔUE=1×10^-6C×(50V-100V)=-5×10^-5J内容逻辑关系①电势能与电势的关系：

-知识点：电势能的定义，电势的定义，电势能与电势的计算公式。

-重点句子：“电势能是指电荷在电场中由于位置的改变而具有的能量”，“电势是描述电场特性的物理量”，“电势能与电势之间的关系可以通过电势能的计算公式来表示”。

-板书设计：列出电势能和电势的定义，写出计算公式，并用图示或模型展示它们之间的关系。

②电场力做功与电势能变化的关系：

-知识点：电场力做功的定义，电势能变化的定义，电场力做功与电势能变化的计算公式。

-重点句子：“电场力做功是指电场力对电荷所做的功”，“电势能变化是指电势能的变化量”，“电场力做功与电势能变化之间的关系可以通过计算公式来表示