(教学设计)第1章 静电场的描述 章末综合提升2023-2024学年新教材高中物理必修第三册(粤教版2019)

(教学设计)第1章静电场的描述章末综合提升2023-2024学年新教材高中物理必修第三册(粤教版2019)科目授课时间节次--年—月—日（星期——）第—节指导教师授课班级、授课课时授课题目（包括教材及章节名称）(教学设计)第1章静电场的描述章末综合提升2023-2024学年新教材高中物理必修第三册(粤教版2019)教学内容本章为“静电场的描述”，选自2023-2024学年新教材高中物理必修第三册(粤教版2019)。教学内容主要包括：库仑定律的应用与计算、电场强度与电势的相互关系、电场线的分布与特点、静电场中的能量计算。重点讨论电荷间的相互作用力，理解电场强度和电势的概念，掌握静电场的基本性质和解决静电场问题的方法。同时，结合实际案例，提升学生分析问题和解决问题的能力。核心素养目标重点难点及解决办法本章节的重点在于库仑定律的应用、电场强度与电势的相互关系及静电场能量计算。难点主要包括库仑定律在复杂电荷分布下的应用、电场线的动态理解以及静电场能量转化的深入理解。解决方法：首先，通过多媒体动画和实物模型展示，帮助学生直观理解库仑定律及电场线的分布；其次，设计阶梯式问题，引导学生逐步掌握电场强度与电势的计算；再次，组织小组讨论，分析静电场能量转化的实例，培养学生解决实际问题的能力。突破策略：结合生活实例，激发学生兴趣，以实验和数学推导相结合的方式，强化理论知识与实际应用的联系。教学方法与手段教学方法：

1.讲授法：通过生动的语言和物理现象的案例分析，深入浅出地讲解库仑定律、电场强度与电势的概念及其应用。

2.讨论法：组织学生就静电场中的实际问题进行小组讨论，促进学生对知识点的深入理解和批判性思维。

3.实验法：设计课堂实验，让学生亲自动手验证静电场的定律和性质，增强学生的实践操作能力和观察能力。

教学手段：

1.多媒体教学：运用PPT、视频等展示电场线的动态分布、电荷相互作用等复杂过程，提高学生对抽象概念的理解。

2.教学软件：使用物理模拟软件，模拟静电场的各种实验情景，使学生在虚拟环境中感受物理现象，增强学习体验。

3.网络资源：引导学生利用网络资源进行自主学习，拓展知识视野，培养信息检索和综合运用能力。教学过程首先，让我们一起来回顾一下静电场的基本概念。在上一个章节中，我们已经学习了电荷、电场以及电势的基础知识。今天，我们将深入探讨静电场的描述，看看如何运用这些知识来解决实际问题。

1.导入新课

（1）通过一个简单的日常生活中的静电现象，如摩擦气球吸引小纸片，引起学生对静电场的好奇心。

（2）提问：“同学们，你们知道这个现象背后的原因吗？这节课我们将进一步学习静电场的相关知识，揭示这个奥秘。”

2.知识探究

（1）库仑定律的应用与计算

①向学生介绍库仑定律，讲解定律的内容及其适用条件。

②演示电荷之间的相互作用力的计算方法，引导学生通过实例进行计算。

③设计问题：两个电荷之间的相互作用力如何随着距离的变化而变化？让学生通过计算，总结出库仑定律的规律。

（2）电场强度与电势的相互关系

①解释电场强度和电势的定义，阐述它们之间的联系。

②通过图示和实例，说明电场线与电势之间的关系。

③指导学生运用公式计算电场强度和电势，并分析它们在不同情况下的变化。

（3）静电场中的能量计算

①介绍静电场中的能量概念，讲解电场力做功和电势能的计算方法。

②让学生通过实例计算，理解静电场能量与电势之间的关系。

3.实践操作

（1）组织学生进行小组实验，验证库仑定律。

（2）利用教学软件模拟静电场的分布，让学生观察电场线、电势分布等，增强直观感受。

4.知识巩固

（1）针对本节课的重点内容，设计练习题，让学生当堂完成。

（2）邀请学生上讲台解答，针对学生的解答给予评价和指导。

5.课堂小结

（1）总结本节课的主要内容，强调库仑定律、电场强度与电势的关系、静电场能量计算等核心知识点。

（2）提醒学生注意静电场在实际生活中的应用，激发学生的学习兴趣。

6.布置作业

（1）完成课后习题，巩固所学知识。

（2）结合生活中的静电现象，思考静电场的应用和防护措施。拓展与延伸1.拓展阅读材料

-《高中物理电磁学专题》书籍中的“静电场”章节，深入了解静电场的产生、性质和应用。

-《物理学家传记》中关于库仑、法拉第等电磁学家的生平事迹，了解他们在静电场研究中的贡献。

-《生活中的物理》一书中的“静电现象与应用”部分，了解静电场在日常生活和工业中的应用。

2.课后自主学习和探究

-研究静电场中的导体和绝缘体的性质，以及它们在静电场中的行为。

-探索静电场的防护措施，如避雷针的原理和应用，以及如何减少静电对电子设备的影响。

-调查静电场在高科技领域的应用，如静电印刷、静电喷涂、静电除尘等。

-分析静电场在生物体中的存在和作用，如生物电现象。

-设计小实验，观察并记录不同材料在静电场中的电荷分布和相互作用。

-利用网络资源或图书馆资料，查找静电场在历史发展中的重要作用和影响。典型例题讲解例题1：计算点电荷的电场强度

给定电荷量为+5C的点电荷，求距离该电荷10cm处的电场强度。

解答：根据库仑定律，电场强度E=kQ/r²，其中k=9×10^9N·m²/C²，Q=5C，r=0.1m。

代入公式得：E=9×10^9×5/(0.1)²=4.5×10^11N/C。

例题2：电势的计算

一个点电荷量为-2C，求距离该电荷5m处的电势。

解答：电势V=kQ/r，其中k=9×10^9N·m²/C²，Q=-2C，r=5m。

代入公式得：V=9×10^9×(-2)/5=-3.6×10^9V。

例题3：电场力做功的计算

一个电荷量为+4C的粒子，在电场力作用下从电势V1=10V移动到电势V2=5V，求电场力做的功。

解答：电场力做功W=Q(V2-V1)，其中Q=+4C，V1=10V，V2=5V。

代入公式得：W=4×(5-10)=-20J。

例题4：电场强度与电势的关系

在电场中，两点间的电势差为20V，如果电荷量为+2C的粒子从一点移动到另一点，求电场强度。

解答：电场强度E=ΔV/r，其中ΔV=20V，r为两点间距离。

由于题目未给出具体距离，这里假设距离为2m。

代入公式得：E=20/2=10N/C。

例题5：静电场的能量计算

一个点电荷量为+3C，另一个点电荷量为-3C，它们相距10cm，求这两个电荷组成的静电场的能量。

解答：静电场的能量U=kQ1Q2/r，其中k=9×10^9N·m²/C²，Q1=+3C，Q2=-3C，r=0.1m。

代入公式得：U=9×10^9×3×(-3)/0.1=-8.1×10^10J。板书设计①重点知识点：

-库仑定律：F=kQ1Q2/r²

-电场强度：E=kQ/r²

-电势：V=kQ/r

-静电场能量：U=kQ1Q2/r

②关键词：

-电荷

-电场

-电势

-能量

-库仑定律

-静电场

③艺术性与趣味性：

-使用不同颜色的粉笔突出电场线、电荷的正负等关键元素。

-用图示表示电荷之间的相互