2024-2025学年新教材高中物理 第10章 静电场中的能量 1 电势能和电势教案 新人教版必修第三册

2024-2025学年新教材高中物理第10章静电场中的能量1电势能和电势教案新人教版必修第三册授课内容授课时数授课班级授课人数授课地点授课时间教材分析本节课为人教版高中物理必修第三册第10章“静电场中的能量”的第一节“电势能和电势”。该节内容主要介绍电势能的概念、电场力做功与电势能变化的关系，以及电势的定义和计算方法。通过本节内容的学习，学生应能理解电势能的概念，掌握电场力做功与电势能变化的关系，以及运用公式计算电势。

教学目标：

1.理解电势能的概念，知道电势能与电场力做功的关系。

2.掌握电势的定义和计算方法，能够运用公式计算电势。

3.培养学生的分析问题、解决问题的能力，提高学生的实验操作能力。

教学重点：

1.电势能的概念及电场力做功与电势能变化的关系。

2.电势的定义和计算方法。

教学难点：

1.电势能的概念及电场力做功与电势能变化的关系。

2.电势的计算方法。

教学方法：

1.采用问题驱动法，引导学生通过思考问题来掌握电势能的概念和电场力做功与电势能变化的关系。

2.利用公式法，让学生通过公式计算来掌握电势的定义和计算方法。

3.结合实验，让学生通过观察实验现象来加深对电势能和电势的理解。

教学过程：

1.引入新课：通过复习前面的内容，引导学生回顾电场力和电势能的概念，为新课的学习做好铺垫。

2.讲解电势能的概念，阐述电场力做功与电势能变化的关系。

3.讲解电势的定义和计算方法，引导学生通过公式计算来掌握电势的计算。

4.进行课堂练习，让学生通过解决问题来巩固所学知识。

5.总结本节课的主要内容，布置课后作业，让学生进一步巩固所学知识。核心素养目标本节课旨在培养学生的物理学科核心素养，包括科学思维、科学探究和科学态度。通过学习电势能和电势的概念，学生将培养模型建构的能力，能够从实际问题中建立物理模型，理解电场力做功与电势能变化的关系。同时，通过计算电势的方法，学生将提升数学建模的能力，能够运用数学工具解决物理问题。在课堂练习和实验观察过程中，学生将培养批判性思维和问题解决的能力，能够对所学知识进行思考和质疑，运用所学知识解决实际问题。此外，通过学习本节课，学生将培养科学态度，能够积极探究物理现象，对科学知识保持好奇心和学习热情。重点难点及解决办法重点：

1.电势能的概念及电场力做功与电势能变化的关系。

2.电势的定义和计算方法。

难点：

1.电势能的概念及电场力做功与电势能变化的关系。

2.电势的计算方法。

解决办法：

1.对于电势能的概念及电场力做功与电势能变化的关系，可以通过举例和实际问题来帮助学生理解。例如，可以让学生分析电荷在电场中移动时电场力做功与电势能变化的关系，从而加深对电势能概念的理解。

2.对于电势的定义和计算方法，可以通过公式讲解和练习来帮助学生掌握。可以让学生进行计算练习，运用公式计算不同情况下的电势，从而加深对电势计算方法的理解。

3.针对电势能和电势的难点，可以进行课堂讨论和小组合作，让学生通过交流和合作来解决问题。可以让学生分组讨论电势能的概念和电势的计算方法，通过小组内部的讨论和合作，共同解决问题，提高学生的理解能力。教学方法与手段教学方法：

1.问题驱动法：通过提出问题，引导学生思考和探究电势能的概念和电场力做功与电势能变化的关系。例如，可以让学生分析电荷在电场中移动时电场力做功与电势能变化的关系，从而加深对电势能概念的理解。

2.公式法：通过讲解和练习电势的定义和计算方法，帮助学生掌握电势的计算。可以让学生进行计算练习，运用公式计算不同情况下的电势，从而加深对电势计算方法的理解。

3.实验法：通过观察实验现象，让学生亲身体验电势的变化，加深对电势概念的理解。可以进行电势实验，让学生观察电势随距离的变化情况，从而加深对电势变化的理解。

教学手段：

1.多媒体设备：利用多媒体设备展示电场和电势的图像，让学生更直观地理解电势的概念和电势的变化情况。可以通过动画演示电场力和电势能的变化关系，帮助学生更好地理解电势能的概念。

2.教学软件：利用教学软件进行模拟实验，让学生通过操作软件来观察电势的变化情况。例如，可以使用电势模拟软件，让学生通过调整电荷的位置和电场的强度，观察电势的变化情况，从而加深对电势变化的理解。

3.互动式教学平台：利用互动式教学平台进行课堂讨论和小组合作，激发学生的学习兴趣和主动性。可以让学生在平台上进行讨论和交流，共同解决问题，提高学生的理解能力。教学实施过程1.课前自主探索

教师活动：

-发布预习任务：提供电势能和电势的概念讲解视频、相关文章和预习问题。

-设计预习问题：如“电势能如何表示电荷在电场中的能量状态？”“电场力做功与电势能变化有何关系？”

-监控预习进度：通过在线平台收集学生的预习笔记和疑问。

学生活动：

-自主阅读预习资料：学生观看视频、阅读文章，理解电势能和电势的基本概念。

-思考预习问题：学生针对问题进行思考，记录自己的理解和不明白的地方。

-提交预习成果：学生在平台上提交预习笔记和提出的问题。

教学方法/手段/资源：

-自主学习法：培养学生的独立学习能力，通过预习资料自主构建知识框架。

-信息技术手段：利用在线平台共享资源，监控学生的预习进度。

作用与目的：

-帮助学生初步认识电势能和电势，为课堂学习打下基础。

-培养学生的自主学习能力和批判性思维。

2.课中强化技能

教师活动：

-导入新课：通过一个有趣的电场现象视频，引发学生对电势能和电势的兴趣。

-讲解知识点：详细讲解电势能的概念和电场力做功与电势能变化的关系。

-组织课堂活动：进行小组讨论，让学生分析不同电荷在电场中的电势能变化。

-解答疑问：针对学生的疑问，进行解答和指导，确保学生理解正确。

学生活动：

-听讲并思考：学生专心听讲，积极思考老师提出的问题。

-参与课堂活动：学生在小组中积极参与讨论，分享自己的观点。

-提问与讨论：学生针对不懂的问题进行提问，与同学进行讨论。

教学方法/手段/资源：

-讲授法：通过讲解使学生理解电势能的概念和电场力做功的关系。

-实践活动法：通过小组讨论，培养学生的实践操作能力和问题解决能力。

-合作学习法：通过小组合作，培养学生的团队合作意识。

作用与目的：

-确保学生对电势能和电势的概念有深入理解，能够运用到具体问题中。

-培养学生的实践操作能力和团队合作意识。

3.课后拓展应用

教师活动：

-布置作业：布置有关电势能和电势计算的练习题，巩固课堂所学。

-提供拓展资源：推荐一些关于静电场能量守恒的学术论文和视频，供学生进一步学习。

-反馈作业情况：批改学生的作业，提供反馈，指出作业中的错误和不足。

学生活动：

-完成作业：学生认真完成作业，巩固课堂所学知识。

-拓展学习：学生查阅老师推荐的资源，进行深入研究。

-反思总结：学生对自己的学习过程进行反思，总结学习成果和待改进之处。

教学方法/手段/资源：

-自主学习法：学生自主完成作业，提高自我学习能力。

-反思总结法：学生通过反思总结，提高自我认知和自我提升能力。

作用与目的：

-巩固学生对电势能和电势的理解，提高解题能力。

-培养学生自主探索和研究的能力，拓宽知识视野。

-通过反思总结，帮助学生提升学习效果，为后续学习打下坚实基础。知识点梳理本节课主要涉及以下知识点：

1.电势能的概念：电势能是指电荷在电场中由于位置的改变而具有的能量。它是一个状态量，用来描述电荷在电场中的能量状态。

2.电场力做功与电势能变化的关系：电场力做功等于电荷电势能的减少。当电荷在电场中移动时，电场力对电荷做功，使得电势能发生变化。

3.电势的定义：电势是指单位正电荷在电场中所具有的电势能。它是一个标量，用来描述电场在某一点的性质。

4.电势的计算方法：电势可以通过电场力做功与电荷移动距离的比值来计算。具体公式为：电势（V）=电场力做功（W）/电荷移动距离（d）。

5.电势能的计算方法：电势能可以通过电荷的电荷量（q）与其在电场中的电势（V）的乘积来计算。具体公式为：电势能（U）=电荷量（q）×电势（V）。

6.电场力做功的计算方法：电场力做功可以通过电荷的电荷量（q）、电场强度（E）和电荷移动距离（d）的乘积来计算。具体公式为：电场力做功（W）=电荷量（q）×电场强度（E）×电荷移动距离（d）。

7.电场强度与电势的关系：电场强度（E）与电势（V）之间的关系可以通过电场强度等于电势变化率来描述。具体公式为：电场强度（E）=Δ电势（V）/Δ距离（d）。

8.电势能与电势的关系：电势能（U）与电势（V）之间的关系可以通过电势能等于电荷量（q）乘以电势（V）来描述。具体公式为：电势能（U）=q×V。

9.电场力做功的符号规定：电场力做功（W）是一个标量，其符号由电荷的电荷量（q）和电场力方向之间的夹角决定。当电场力和电荷移动方向相同时，电场力做功为正值；当电场力和电荷移动方向相反时，电场力做功为负值。

10.电势能的转化：电势能可以转化为其他形式的能量，如动能、热能等。当电荷在电场中移动时，电势能可以转化为动能，从而使得电荷获得速度。反思改进措施（一）教学特色创新

1.引入多媒体教学手段，通过动画和视频直观展示电势能和电势的概念，提高学生的学习兴趣和理解能力。

2.设计实验操作，让学生亲身体验电势的变化，增强学生的实践操作能力和问题解决能力。

3.引入小组合作学习，鼓励学生相互交流和讨论，培养学生的团队合作意识和沟通能力。

（二）存在主要问题

1.在讲解电势能的概念时，部分学生对电场力做功与电势能变化的关系理解不透彻。

2.在计算电势时，部分学生对公式的运用和计算过程存在困难。

3.在课堂讨论和小组合作中，个别学生参与度不高，影响课堂氛围。

（三）改进措施

1.在讲解电势能的概念时，通过具体的实例和问题引导学生深入思考电场力做功与电势能变化的关系，提高学生的理解能力。

2.在计算电势时，通过具体的实例和问题引导学生运用公式进行计算，加强学生的计算能力和运用能力。

3.在课堂讨论和小组合作中，鼓励学生积极参与，通过小组内部的讨论和合作，提高学生的参与度和课堂氛围。作业布置与反馈作业布置：

1.请学生完成以下练习题：

a.计算电荷在电场中的电势能变化。

b.计算电场力对电荷做的功。

c.计算电场中的电势。

d.分析电荷在不同电场中的电势能变化情况。

2.请学生设计一个简单的电场实验，观察并记录电势的变化情况。

作业反馈：

1.对于练习题，我将及时批改学生的作业，指出存在的问题并提供改进建议。例如，如果学生在计算电势能变化时没有考虑到电场力的方向，我将指出这一点，并建议他们在计算时注意电场力的方向。

2.对于实验设计，我将对学生的实验方案进行评价，指出实验设计的优点和不足之处。例如，如果学生的实验方案没有考虑到电场强度的测量，我将建议他们在实验中增加对电场强度的测量，以更准确地观察