2024年 第七章 第2讲 电场的能的性质教案 鲁科版选修3-1

2024年第七章第2讲电场的能的性质教案鲁科版选修3-1学校授课教师课时授课班级授课地点教具教学内容《2024年第七章第2讲电场的能的性质教案鲁科版选修3-1》

本讲主要围绕鲁科版选修3-1第七章第2节“电场的能的性质”展开，内容包括：

1.电势能与电势的概念；

2.电势的计算方法；

3.电场力做功与电势差的关系；

4.电势线及其应用；

5.匀强电场中电势差与电场强度的关系；

6.电容器及其电容的物理意义；

7.电容器的能量存储与电场能的性质。

本讲旨在让学生掌握电场能的性质，理解电势、电势差等概念，并能运用相关知识解决实际问题。核心素养目标1.培养学生运用物理概念和公式描述电场能的性质，提升物理观念与应用能力；

2.通过电势、电势差等概念的探究，提高学生的科学思维能力；

3.培养学生运用电场知识解决实际问题的能力，强化科学探究与问题解决素养；

4.引导学生理解电场能的性质在日常生活中的应用，增强科学态度与责任意识。学习者分析1.学生已经掌握了电场的基本概念、电场力的计算以及电场线的基本性质等知识，为学习电场能的性质奠定了基础。

2.学生对物理现象具有一定的兴趣，具备一定的逻辑思维能力和实验探究能力。在学习风格上，部分学生喜欢理论推导，而另一部分学生则更倾向于通过实验和实例来理解问题。

3.学生在学习电场能的性质时可能遇到的困难和挑战包括：电势、电势差等概念的理解；电场力做功与电势差关系的运用；电势线和电容器的理解与应用；以及在解决实际问题时，对相关知识点的综合运用和转换能力。针对这些困难，教学中需要通过具体实例和实验，引导学生深入理解并掌握相关概念和原理。教学方法与策略1.采用讲授法结合讨论法，通过讲解电场能的性质及相关概念，引导学生参与课堂讨论，促进对知识的理解和深化。

2.设计实验活动，如测定电势差、观察电势线等，让学生亲身体验电场能的性质，提高实践操作能力。

3.利用案例分析，如电容器应用实例，使学生了解电场能性质在实际问题中的应用，激发学习兴趣。

4.使用多媒体教学资源，如PPT、动画等，形象展示电场力做功、电势差等概念，增强学生对知识点的直观认识。

5.开展小组合作学习，鼓励学生相互交流、讨论，培养团队合作精神和解决问题的能力。教学过程第一环节：导入新课

1.复习提问：同学们，上一节课我们学习了电场的基本概念和性质，谁能来说说电场力是如何计算的呢？电场线有什么特点？

2.引入新课：很好，今天我们将进一步探讨电场的能的性质，了解电势、电势差等概念，并学会运用它们解决实际问题。

第二环节：新课内容讲解

1.电势与电势能

（1）讲解概念：电势是指在电场中某一点，单位正电荷所具有的电势能。电势能是指电荷在电场中由于位置变化而具有的能量。

（2）举例说明：假设我们有一个正电荷，在电场中从一点移动到另一点，它的电势能会如何变化？

（3）学生思考并回答问题。

2.电势的计算方法

（1）讲解电势的计算公式：电势φ=电势能Ep/电荷量q。

（2）举例说明：假设我们有一个电势能为5J，电荷量为1C的正电荷，求该点的电势。

（3）学生练习并讨论计算方法。

3.电场力做功与电势差的关系

（1）讲解电场力做功的公式：W=qU，其中U为电势差。

（2）引导学生思考：电场力做功与电势差之间有什么关系？

（3）学生讨论并回答：电场力做功等于电荷量与电势差的乘积。

4.电势线及其应用

（1）展示电势线图像，讲解电势线的特点：电势线从高电势指向低电势，电势线密集的地方电场强度大。

（2）引导学生观察电势线，思考电势线在实际问题中的应用。

（3）学生讨论并回答：电势线可以帮助我们直观地了解电场中各点的电势分布，从而为电荷的移动路径提供参考。

5.匀强电场中电势差与电场强度的关系

（1）讲解公式：在匀强电场中，电势差U与电场强度E的关系为U=Ed（d为沿电场线方向的距离）。

（2）学生练习计算：给定一个匀强电场的电场强度和两点间的距离，计算电势差。

第三环节：实验探究

1.实验一：测定电势差

（1）教师演示实验步骤，引导学生注意实验细节。

（2）学生分组进行实验，记录数据。

（3）分析实验结果，总结电势差与电场强度的关系。

2.实验二：观察电势线

（1）教师展示电势线的制作方法，引导学生观察电势线的分布。

（2）学生分组观察电势线，讨论电势线与电场强度的关系。

第四环节：案例分析

1.案例一：电容器应用实例

（1）教师讲解电容器的基本原理和应用。

（2）学生讨论电容器的能量存储和电场能的性质。

2.案例二：静电危害与防护

（1）教师介绍静电危害的原理和防护方法。

（2）学生思考并讨论如何运用电场知识解决实际问题。

第五环节：课堂小结

1.教师引导学生回顾本节课所学内容，总结电场的能的性质。

2.学生分享学习心得，提出疑问。

第六环节：作业布置

1.课后作业：根据本节课内容，完成课后练习题。

2.预习任务：预习下一节课的内容，了解电场对电荷的作用。教学资源拓展一、拓展资源

1.电场能的性质相关书籍：《电磁学》、《电动力学》等，这些书籍对电场能的性质有更深入的讲解和实例分析。

2.相关科学家传记：如库仑、法拉第等，了解他们的生平和贡献，激发学生对物理学的兴趣。

3.电场能性质的实际应用案例：如静电除尘、静电喷涂、电容器应用等，展示电场知识在生活中的广泛应用。

4.电场力做功与电势差关系的物理实验视频：帮助学生更直观地理解电场力做功和电势差的关系。

二、拓展建议

1.鼓励学生阅读与电场相关的书籍，深入了解电场能的性质，提高理论水平。

2.建议学生查阅相关科学家的传记，了解他们的科研经历，激发学生的科研兴趣。

3.组织学生收集电场能性质的实际应用案例，进行课堂分享，提高学生的应用意识。

4.观看电场力做功与电势差关系的物理实验视频，加深对电场知识的理解。

5.鼓励学生参加物理竞赛、科技活动等，将所学知识应用于实际问题解决。

6.开展小组合作学习，让学生相互讨论、交流，共同探究电场能的性质。课后作业1.计算题：一个电荷量为2C的正电荷从电势为10V的点移动到电势为5V的点，求电场力做的功和电势能的变化。

答案：电场力做的功W=qU=2C×(5V-10V)=-10J，电势能减少10J。

2.计算题：在匀强电场中，电场强度E=200N/C，两点间的距离d=0.1m，求这两点间的电势差。

答案：电势差U=Ed=200N/C×0.1m=20V。

3.应用题：一个平行板电容器的板间距为0.02m，板面积为0.5m²，在两板间施加电压20V，求该电容器的电容。

答案：电容C=ε₀εrS/d=(8.85×10^-12F/m)×(0.5m²)/(0.02m)=2.21×10^-9F。

4.分析题：有一带电物体，在电场中从A点移动到B点，电势能增加了5J，求电荷量q是多少？（假设电场力做的功等于电势能的变化）

答案：电场力做的功W=ΔEp=5J，因为电场力做负功，所以电势差U为负值，即U=-5V。电荷量q=W/U=5J/(-5V)=-1C。

5.设计题：设计一个简单的静电实验，说明静电现象及其应用。

答案：实验名称：静电吸引实验

实验器材：气球、纸屑、塑料棒等。

实验步骤：

（1）将气球吹满，用塑料棒摩擦气球，使气球带电。

（2）将带电的气球靠近纸屑，观察纸屑被气球吸引的现象。

（3）分析：带电的气球产生了静电，静电能吸引轻小物体。

实验应用：静电吸附原理可用于静电除尘、静电喷涂等。

注意：以上作业题目和答案仅供参考，实际教学中可根据学生实际情况进行调整。作业布置与反馈1.作业布置

（1）完成课后练习题第1、2、3题，巩固电势、电势差等概念的计算。

（2）设计一个小项目，探讨电容器在实际应用中的作用，如手机电池的电容特性分析。

（3）观察生活中的静电现象，并尝试运用电场知识解释，撰写一篇小论文。

2.作业反馈

（1）对学生完成课后练习题的情况进行批改，针对计算错误、概念混淆等问题进行分类指导。

-对于计算错误，指导学生检查计算过程，注意单位的转换和公式的正确运用。

-对于概念混淆，通过举例讲解，帮助学生明确电势、电势差等概念的区别与联系。

（2）针对小项目作业，评价学生的设计思路、实施过程和结论分析，给出改进建议。

-对设计思路不清晰的学生，建议他们多查阅相关资料，明确研究方向。

-对实施过程中遇到困难的学生，指导他们如何调整实验方案，提高实验效果。

（3）针对观察生活中的静电现象并撰写小论文的作业，关注学生的观察角度和论述逻辑。

-对观察角度单一的学生，鼓励他们多角度思考问题，提高论文的深度。

-对论述逻辑不清晰的学生，指导他们如何组织文章结构，提高论文的质量。板书设计①重点知识点：

1.电势与电势能

2.电势差的计算方法

3.电场力做功与电势差的关系

4.电势线的特点与应用

5.匀强电场中电势差与电场强度的关系

6.电容器的电容及其应用

②关键词：

1.电势φ

2.电势能Ep

3.电场力做功W

4.电势差U

5.电场强度E

6.电容器C

③重点句：

1.电势φ=电势能Ep/电荷量q

2.W=qU（电场力做功等于电荷量与电势差的乘积）

3.U=Ed（匀强电场中电势差与电场强度的关系）

4.电势线从高电势指向低电势，密集处电场强度大

5.电容C=ε₀εrS/d（电容器的电