人教版（2019） 必修 第三册 第九章 静电场及其应用 3 电场 电场强度 教学设计()

人教版（2019）必修第三册第九章静电场及其应用3电场电场强度教学设计()课题：科目：班级：课时：计划1课时教师：单位：一、教材分析“人教版（2019）必修第三册第九章静电场及其应用3电场电场强度教学设计”

本节课选自人教版高中物理必修第三册第九章第三节，主要介绍电场和电场强度的概念。教材通过引入电荷间的相互作用，引出电场的概念，并阐述电场线的性质和分布。接着，教材介绍了电场强度的定义、计算公式以及电场强度的叠加原理。本节课内容紧密联系实际，旨在帮助学生建立电场概念，理解电场强度的物理意义，为后续学习打下基础。二、核心素养目标分析本节课的核心素养目标主要包括：培养科学思维，发展物理观念，提高科学探究能力。通过学习电场和电场强度的概念，学生能够运用科学思维分析电荷间的相互作用，建立物理模型；通过理解电场线和电场强度的关系，学生能够形成正确的物理观念；通过实验探究和问题解决，学生能够提高科学探究能力，培养解决实际问题的能力。三、教学难点与重点1.教学重点

-电场的概念：明确电场是存在于电荷周围的一种特殊物质，它传递电荷间的相互作用力。

-电场强度的定义与计算：理解电场强度是描述电场强弱的物理量，其定义为单位正电荷在电场中所受的电场力，计算公式为E=F/q。

-电场线的性质：掌握电场线的方向表示电场力的方向，电场线的疏密程度表示电场强度的大小。

举例：通过展示电荷周围的电场线分布图，让学生直观感受电场的存在和电场强度的变化。

2.教学难点

-电场线的描绘：学生在描绘电场线时，容易忽略电场线的起始点和终止点，以及电场线的弯曲程度和方向。

-电场强度的叠加原理：学生可能难以理解多个电荷产生的电场强度如何叠加，特别是在复杂电荷分布情况下。

-电场强度公式的应用：学生在应用电场强度公式解决问题时，可能混淆电场力F与电场强度E的关系，以及如何正确选择电荷量q。

举例：通过引导学生进行电场线的实际描绘练习，帮助学生掌握电场线的绘制技巧。在讲解电场强度叠加原理时，可以使用具体的电荷分布示例，让学生观察和分析电场强度的叠加效果。在应用电场强度公式时，通过具体的例题演示，强调如何正确识别和代入已知量。四、教学资源准备1.教材：确保每位学生都有人教版高中物理必修第三册教材。

2.辅助材料：准备电场和电场强度的动画演示视频，以及相关电场线分布的图片和图表。

3.实验器材：准备用于电场强度测量的实验装置，包括电荷模型、电场强度测量仪器、电压表等，并确保所有器材安全可靠。

4.教室布置：将教室分为实验操作区和讨论区，确保实验操作台的整洁和安全，讨论区便于学生分组讨论和交流。五、教学过程设计1.导入新课（5分钟）

目标：引起学生对电场和电场强度的兴趣，激发其探索欲望。

过程：

-开场提问：“你们在生活中有没有遇到过静电现象？静电是什么引起的？”

-展示一些关于静电现象的图片或视频片段，如静电吸附、静电放电等，让学生初步感受静电的魅力或特点。

-简短介绍电场和电场强度的基本概念，以及它们在电磁学中的重要性，为接下来的学习打下基础。

2.电场和电场强度基础知识讲解（10分钟）

目标：让学生了解电场和电场强度的基本概念、组成部分和原理。

过程：

-讲解电场的定义，包括电场的产生、电场线的概念。

-详细介绍电场强度的定义、计算公式E=F/q，以及电场强度的叠加原理。

-使用图表或示意图帮助学生理解电场线的分布和电场强度的变化。

3.电场和电场强度案例分析（20分钟）

目标：通过具体案例，让学生深入了解电场和电场强度的特性和重要性。

过程：

-选择几个典型的电场和电场强度案例进行分析，如点电荷电场、平行板电容器电场等。

-详细介绍每个案例的背景、特点和意义，让学生全面了解电场的分布和电场强度的变化。

-引导学生思考这些案例在实际生活或学习中的应用，如静电防护、电场能量存储等。

-小组讨论：让学生分组讨论电场和电场强度在未来的应用前景或改进方向，并提出创新性的想法或建议。

4.学生小组讨论（10分钟）

目标：培养学生的合作能力和解决问题的能力。

过程：

-将学生分成若干小组，每组选择一个与电场和电场强度相关的主题进行深入讨论，如电场的应用、电场强度测量方法等。

-小组内讨论该主题的现状、挑战以及可能的解决方案。

-每组选出一名代表，准备向全班展示讨论成果。

5.课堂展示与点评（15分钟）

目标：锻炼学生的表达能力，同时加深全班对电场和电场强度的认识和理解。

过程：

-各组代表依次上台展示讨论成果，包括主题的现状、挑战及解决方案。

-其他学生和教师对展示内容进行提问和点评，促进互动交流。

-教师总结各组的亮点和不足，并提出进一步的建议和改进方向。

6.课堂小结（5分钟）

目标：回顾本节课的主要内容，强调电场和电场强度的重要性和意义。

过程：

-简要回顾本节课的学习内容，包括电场和电场强度的基本概念、案例分析等。

-强调电场和电场强度在电磁学中的价值和作用，鼓励学生进一步探索和应用电场知识。

-布置课后作业：让学生撰写一篇关于电场和电场强度在实际应用中的作用的短文或报告，以巩固学习效果。六、教学资源拓展1.拓展资源

-电场的应用领域：介绍电场在工业、医疗、科研等领域的应用，如静电除尘、静电印刷、电场生物效应等。

-电场与电磁学的关系：阐述电场作为电磁学基本概念之一，与电势、电流、磁场等其他电磁学概念的关联。

-电场强度的测量方法：探讨电场强度测量仪器的原理和使用方法，如电场计、法拉第筒等。

-电场线的数学描述：介绍电场线的数学表达式和计算方法，如通过拉普拉斯方程求解电场分布。

-电场能量和电场力的计算：解释电场能量密度和电场力计算的原理，以及它们在实际问题中的应用。

-现代物理中的电场研究：探讨在量子电动力学、粒子物理学等领域电场研究的最新进展。

2.拓展建议

-阅读拓展：鼓励学生阅读有关电场和电磁学的科普书籍，如《电磁学的故事》、《电的奥秘》等，以增加对电场知识的兴趣和理解。

-实践拓展：建议学生参与电场相关的实验活动，如制作简单的静电实验装置，观察电场线的分布，或使用电场测量仪器进行实际测量。

-研究拓展：鼓励学生就电场在特定领域的应用进行研究，如撰写小论文，探讨电场在新能源技术、环境保护等方面的应用前景。

-交流拓展：组织学生参加科学讲座或学术会议，与其他学生和专业人士交流电场相关的知识和经验。

-数学拓展：引导学生将电场知识与现代数学方法结合，如使用微积分计算电场强度分布，或通过数值模拟分析电场问题。

-跨学科拓展：鼓励学生将电场知识与其他学科领域结合，如生物学中的电生理学，化学中的电化学等，以拓宽视野和知识面。七、反思改进措施（一）教学特色创新

1.在导入新课时，我尝试使用生活实例和多媒体资源，如静电现象的视频，以激发学生的学习兴趣，这有助于提高学生的参与度和注意力。

2.我引入了小组讨论环节，让学生在合作中探究电场和电场强度的应用，这不仅培养了学生的团队协作能力，也促进了学生间的知识共享和思维碰撞。

3.在课堂小结时，我鼓励学生提出问题并进行思考，这种方式可以加深学生对电场概念的理解，并激发他们对未来学习的期待。

（二）存在主要问题

1.教学管理方面，我在课堂上的时间分配不够合理，有时在讲解基础知识时占用时间过长，导致案例分析环节匆忙。

2.教学组织方面，学生在小组讨论时，由于缺乏明确的指导和评价标准，讨论内容有时偏离主题，影响了学习效果。

3.教学方法方面，我在讲解电场强度计算时，可能过于侧重公式推导，而忽略了公式的物理意义和应用背景。

（三）改进措施

1.为了更有效地管理课堂时间，我将在课前准备详细的课时计划，确保每个环节的时间分配合理，保证案例分析环节的充分讨论。

2.我将制定更明确的讨论主题和评价标准，并在小组讨论前进行详细的指导，确保学生讨论的内容与电场和电场强度相关，提高讨论的实效性。

3.在教学方法上，我将更多地使用实例来说明电场强度的物理意义，以及其在实际问题中的应用，帮助学生建立直观的物理图像，增强理解力。

4.我还将考虑与学校的物理实验室合作，安排一次实验课，让学生亲自操作电场强度测量仪器，通过实际操作来加深对电场知识的理解。

5.为了进一步提高学生的参与度，我计划在课后设置一些与电场相关的思考题，鼓励学生在课后进行自主学习和深入思考。八、板书设计1.电场的基本概念

①电场的定义：存在于电荷周围的空间，传递电荷间的相互作用力。

②电场线的概念：用来形象表示电场分布的线，电场线的方向表示电场力的方向。

③电场线的特点：从正电荷出发，指向负电荷；电场线不相交，不闭合。

2.电场强度

①电场强度的定义：单位正电荷在电场中所受的电场力。

②电场强度的计算公式：E=F/q，其中E是电场强度，F是电场力，q是电荷量。

③电场强度的单位：牛顿/库仑（N/C）。

3.电场强度的叠加原理

①电场强度叠加原理的表述：多个电荷产生的电场强度在空间某点的叠加等于各个电荷单独产生的电场强度在该点的矢量和。

②电场强度叠加的数学表达：E_total=E1+E2+...+En，其中E_total是总电场强度，E1,E2,...,En是各个电荷单独产生的电场强度。

4.电场强度与电场线的关系

①电场强度的大小与电场线的疏密程度成正比。

②电场线密集的地方电场强度大，电场线稀疏的地方电场强度小。作业布置与反馈作业布置：

1.理论作业：

-请学生复习本节课所学内容，并完成教材上的练习题，包括电场的定义、电场线的绘制、电场强度的计算和电场强度叠加原理的应用题。

-要求学生撰写一篇短文，探讨电场和电场强度在实际生活中的应用，例如在静电防护、电场能量存储等方面的具体应用。

2.实践作业：

-安排学生在家中或实验室进行一次简单的电场强度测量实验，记录实验过程和结果，并撰写实验报告。

-鼓励学生利用网络资源，查找有关电场和电场强度的最新科研进展或技术应用，并在课堂上分享。

作业反馈：

1.理论作业反馈：

-对学生的练习题进行批改，重点关注学生对电场概念的理解和电场强度计算公式的应用是否准确。

-在短文中，评估学生对电场和电场强度应用的深入思考和分析能力，对有创意的想法给予肯定，对理解不足之处提供指导。

2.实践作业反馈：

-审阅学生的实验报告，检查实验设计的合理性、实验数据的准确性和结论的有效性。

-对学生在课堂上的分享进行点评，鼓励学生提出问题并进行讨论，对分享的内容进行补充和拓展。

改进建议：

-对于理论作业中理解不深刻的学生，建议他们回顾课堂笔记，加强基础知识的学习，并在课后进行额外的练习。

-对于实验报告中数据记录不完整或分析不够深入的学生，建议他们复习实验原理，重新进行实验或查找相关资料以完善报告。

-对于课堂分享，鼓励学生提前准备，提供清晰的PPT或展示材料，并在分享后收集同学们的反馈，以便不断提高自己的表达能力。典型例题讲解例1：一个点电荷q1=2C，求距离它5m处的电场强度。

答案：E=k*q1/r^2=9*10^9*2/5^2=7.2*10^7N/C

例2：两个点电荷q1=3C和q2=-2C，相距10m，求它们之间中点的电场强度。

答案：E1=k*q1/r^2=9*10^9*3/10^2=2.7*10^7N/C

E2=k*q2/r^2=9*10^9*(-2)/10^2=-1.8*10^7N/C

总电场强度E=E1+E2=2.7*10^7-1.8*10^7=0.9*10^7N/C

二、电场强度叠加

例3：一个正电荷q1=4C，一个负电荷q2=-6C，相距8m，求它们连线中点的电场强度。

答案：E1=k*q1/r^2=9*10^9*4/8^2=0.5625*10^9N/C

E2=k*q2/r^2=9*10^9*(-6)/8^2=-0.84375*10^9N/C

总电场强度E=E1+E2=0.5625*10^9-0.84375*10^9=-0.28125*10^9N/C

三、电场线绘制

例4：一个正电荷q=5C，绘制其周围电场线的分布。

答案：电场线从正电荷出发，向外辐射，密集程度表示电场强度的大小，距离电荷越远，电场线越稀疏。

四、电场强度与电场线关系

例5：一个正电荷q=10C，距离它2m处的电场强度为E1，距离它4m处的电场强度为E2，求E1和E2的比值。

答案：E1=k*q/r