第十章 第3节 电势差与电场强度的关系2023-2024学年新教材高中物理必修第三册同步教学设计（人教版2019）

第十章第3节电势差与电场强度的关系2023-2024学年新教材高中物理必修第三册同步教学设计（人教版2019）主备人备课成员设计意图核心素养目标1.通过探究电势差与电场强度的关系，培养学生的物理观念和科学思维，提高他们运用物理知识解决实际问题的能力。

2.通过实验观察和数据分析，发展学生的实验技能和数据分析能力，培养他们的科学探究精神。

3.结合实际应用场景，激发学生对物理学科的兴趣，增强他们的科学态度与责任感。教学难点与重点1.教学重点

①电势差与电场强度的概念及其关系公式；

②电场强度和电势差在电场中的应用，如电场中的导体和电容器等。

2.教学难点

①电场强度和电势差的空间分布和方向性理解；

②电场强度和电势差关系的数学表达和推导过程；

③结合具体实例，分析电场强度和电势差在实际问题中的应用，如电场力做功的计算。学具准备Xxx课型新授课教法学法讲授法课时第一课时师生互动设计二次备课教学资源1.软硬件资源

-多媒体投影仪

-互动白板

-计算机及物理模拟软件

-实验室设备（如静电计、电场强度传感器）

2.课程平台

-学校在线学习平台

-物理学科教学资源库

3.信息化资源

-电子教案

-动画演示电场强度和电势差关系

-在线测试题库

4.教学手段

-实验教学

-小组讨论

-问题驱动教学

-概念图示法教学教学过程1.导入新课

-各位同学，大家好。今天我们将学习一个新的内容：电势差与电场强度的关系。在之前的学习中，我们已经了解了电场和电势的概念，那么它们之间有什么联系呢？这就是我们今天要探究的问题。

2.复习旧知

-首先，我想请大家回顾一下我们之前学过的电场和电势的基本知识。请问电场是什么？电势又是什么？它们之间有什么关系？

-（等待学生回答）很好，电场是描述电荷周围空间性质的物理量，电势是描述电场中电荷能量状态的物理量。那么，电场强度和电势差有什么关系呢？

3.提出问题

-在正式开始今天的学习之前，我想请大家思考一个问题：电场强度和电势差之间有什么样的关系？我们可以通过哪些方法来探究这个问题？

-（等待学生思考）对了，我们可以通过实验观察、数学推导和实际应用来探究这个问题。

4.探究活动

-下面，我们将进行一个实验活动来观察电场强度和电势差的关系。请同学们分组，每组准备一台静电计和电场强度传感器，按照实验步骤进行操作。

-（学生进行实验）请同学们记录实验数据，并尝试分析数据，看看能否发现电场强度和电势差之间的关系。

5.数据分析

-现在，请各组同学汇报你们的实验结果。根据实验数据，你们发现了什么规律？

-（等待学生汇报）很好，大家发现电场强度和电势差之间有一个比例关系，即电场强度等于电势差除以距离。这就是我们今天要学习的核心内容。

6.理论讲解

-接下来，我将为大家讲解电场强度和电势差关系的理论。根据定义，电场强度是单位正电荷所受到的电场力，而电势差是单位正电荷在电场中从一点移动到另一点时电场力所做的功。因此，我们可以得出电场强度和电势差的关系公式：E=ΔV/d。

-（解释公式含义）在这个公式中，E代表电场强度，ΔV代表电势差，d代表两点之间的距离。

7.应用拓展

-现在，我们已经知道了电场强度和电势差的关系，那么这个关系在现实生活中有哪些应用呢？请同学们举例说明。

-（等待学生回答）很好，电场强度和电势差的关系可以应用于电容器、电场中的导体等领域。例如，在电容器中，电场强度和电势差的关系可以帮助我们计算电容器的电容。

8.案例分析

-下面，我们来看一个具体的案例：一个平行板电容器，板间距离为d，板间电压为V，请计算电容器的电场强度。

-（引导学生思考）根据我们刚才学习的知识，电场强度E等于电势差ΔV除以距离d。因此，电场强度E=V/d。

-（解释结果）这样，我们就可以通过测量电容器的电压和板间距离，来计算电场强度。

9.小结与作业

-通过今天的学习，我们了解了电场强度和电势差的关系，以及它们在实际应用中的重要性。请大家回顾一下今天的学习内容，思考以下问题：电场强度和电势差的关系公式是什么？它们在实际生活中有哪些应用？

-（布置作业）作为今天的作业，请大家完成以下练习：给定一个电场的电势差和两点之间的距离，计算这两点之间的电场强度。

10.课堂反馈

-在结束今天的课程之前，我想了解一下大家的学习情况。请问同学们，你们对电场强度和电势差的关系有什么疑问或者需要我进一步解释的地方吗？

-（等待学生反馈）很好，如果大家没有其他问题，那么今天的课程就到这里。希望大家能够通过今天的课程，更好地理解电场强度和电势差的关系，并在实际应用中灵活运用。下节课，我们将继续学习相关的物理知识。学生学习效果六、学生学习效果

学生在完成第十章第三节“电势差与电场强度的关系”的学习后，应该能够取得以下几方面的效果：

1.知识掌握方面：

-学生能够准确理解电场强度和电势差的概念，掌握它们之间的关系公式E=ΔV/d，并能够运用该公式进行简单计算。

-学生能够通过实验观察电场强度和电势差的关系，并能够分析实验数据，得出相应的结论。

-学生能够理解电场强度和电势差在电场中的分布规律，如电场强度与电势差成正比，与距离成反比。

2.技能提升方面：

-学生能够使用静电计和电场强度传感器进行实验，收集数据，培养实验操作和数据分析能力。

-学生能够通过绘制电场线和电势面的图示，直观地表示电场强度和电势差的关系，提高图形表达能力。

-学生能够将电场强度和电势差的概念应用于解决实际问题，如计算电容器的电场强度和电容。

3.思维发展方面：

-学生能够通过探究电场强度和电势差的关系，培养科学探究的思维习惯，提高分析问题和解决问题的能力。

-学生能够理解物理概念之间的内在联系，形成物理观念，如电场强度和电势差是电场的基本属性。

-学生能够通过案例分析和实际应用，培养创新意识和实际应用能力，将理论知识转化为实际应用。

4.学习态度方面：

-学生对电场强度和电势差的学习表现出积极的态度，对物理学科的兴趣得到提升。

-学生能够在学习过程中主动参与，积极思考，对学习内容进行深入理解和探究。

-学生能够通过小组合作和课堂讨论，培养合作精神和交流能力，提高学习效率。

5.应用能力方面：

-学生能够将电场强度和电势差的知识应用于实际问题中，如解释电容器的工作原理，计算电场中的力等。

-学生能够利用所学知识解决物理题目，提高解题技巧和应试能力。

-学生能够将电场强度和电势差的概念与其他物理知识相结合，形成系统的物理知识体系。教学反思与改进在完成第十章第三节“电势差与电场强度的关系”的教学后，我进行了以下教学反思活动，以评估教学效果并识别需要改进的地方。

1.设计反思活动

-我首先回顾了课堂上的教学流程，包括导入、复习旧知、提出问题、探究活动、数据分析、理论讲解、应用拓展、案例分析、小结与作业以及课堂反馈等环节。

-我观察了学生在探究活动中的参与程度和实验操作技能，以及他们在数据分析阶段的思维过程和结论的合理性。

-我收集了学生的作业和小测成绩，以了解他们对知识点的掌握程度。

-我与学生们进行了交流，询问他们对本节课内容的理解和学习中遇到的困难。

2.识别需要改进的地方

-在探究活动中，我发现部分学生对于实验操作不够熟练，导致实验数据收集不准确。

-在数据分析阶段，一些学生对于如何从实验数据中提取有效信息感到困惑，难以得出正确的结论。

-在理论讲解部分，我意识到可能讲解得过于快速，没有留给学生足够的时间消化和吸收新知识。

-在作业和小测中，我发现一些学生对电场强度和电势差的关系公式理解不够深入，应用时出现错误。

3.制定改进措施

-为了提高学生的实验操作技能，我计划在下次实验课前增加一次实验操作的预习环节，让学生对实验步骤和注意事项有更充分的了解。

-在数据分析阶段，我将提供更多的指导，引导学生如何从实验数据中提取信息，如何使用图表来表示数据，以及如何根据数据得出合理的结论。

-在理论讲解时，我将放慢讲解速度，增加互动环节，让学生有更多机会提问和参与讨论，以确保他们对新知识有充分的理解。

-对于作业和小测，我将设计更多针对电场强度和电势差关系的练习题，帮助学生巩固知识点，并提供及时的反馈，以便他们能够及时纠正错误。

4.计划在未来的教学中实施

-在未来的教学中，我将根据本次反思的结果调整教学策略，确保每个学生都能够跟上教学进度，理解并掌握关键知识点。

-我将更加注重学生的个体差异，提供个性化的指导和支持，帮助每个学生克服学习中的难点。

-我计划定期进行教学评估，收集学生反馈，以便及时调整教学方法和内容，确保教学效果持续提升。

-我还将在教学中更多地融入实际应用案例，激发学生的学习兴趣，帮助他们将理论知识与实际应用相结合。板书设计1.重点知识点

①电场强度与电势差的关系公式：E=ΔV/d

②电场强度和电势差的概念及其物理意义

③电场强度和电势差在电场中的应用和实际例子

2.重点词汇

①电场强度（ElectricFieldStrength）

②电势差（ElectricPotentialDifference）

③导体（Conductor）

④电容器（Capacitor）

3.重点句子

①电场强度是描述电场中单位正电荷所受到的电场力的大小。

②电势差是描述电场中单位正电荷从一点移动到另一点时电场力所做的功。

③电场强度与电势差成正比，与两点间距离成反比。教学评价与反馈1.课堂表现：

学生在课堂上的表现整体积极，能够跟随教学进度，对电场强度和电势差的关系表现出浓厚的兴趣。在复习旧知环节，学生们能够回忆起电场和电势的基本概念，为后续学习打下了良好的基础。在探究活动中，学生们积极参与实验操作，虽然部分学生在实验技能上略显生疏，但通过小组合作，大多数学生能够顺利完成任务。

2.小组讨论成果展示：

小组讨论环节，学生们展示了良好的合作精神。他们能够根据实验数据进行分析，尝试得出电场强度和电势差关系的结论。在成果展示时，各小组代表能够清晰地表达本组的观点和发现，虽然有些结论不够精确，但反映出了学生们对知识点的理解和思考。

3.随堂测试：

随堂测试结果显示，学生们对电场强度和电势差的概念掌握较好，但在运用公式进行计算时，部分学生出现了错误。这表明学生们在理论应用到具体问题解决方面还有待加强。测试后，我及时提供了答案和解析，帮助学生理解错误所在，并指导他们如何正确运用公式。

4.作业与小测反馈：

作业和小测的批改结果显示，学生们在理解电场强度和电势差关系方面有所提高，但仍有少数学生对公式的应用感到困惑。针对这一问题，我在下一次课堂上专门安排了答疑环节，对学生的疑问进行了针对性解答。

5.教师评价与反馈：

针对本次教学，我认为学生们在理解电场强度和电势差关系方面取得了初步成效。但同时，我也注意到学生们在实验操作、数据分析以及理论应用方面还存在一些不足。为了进一步提升教学效果，我计划在未来的教学中采取以下措施：

-加强实验预习，确保学生们对实验步骤和注意事项有充分的了解。

-在数据分析环节，提供更多的指导，帮助学生们学会如何从实验数据中提取有效信息。

-通过设计更多的练习题和案例分析，帮助学生们巩固电场强度和电势差关系的知识点，并提高他们的应用能力。

-定期进行教学评估，根据学生反馈调整教学策略，确保教学内容和方法能够满足学生的学习需求。重点题型整理题型一：计算题

题目：一个平行板电容器，板间距离为0.02米，板间电压为200伏特，求板间的电场强度。

答案：电场强度E=ΔV/d=200V/0.02m=10000V/m。

题型二：应用题

题目：一个电子以初速度v0垂直进入电场强度为E的电场中，求电子在电场中运动了距离d后，速度变为多少？（忽略电子的重力）

答案：电子在电场中受到的电场力F=eE（e为电子电荷量），加速度a=F/m=eE/m。电子的速度变化Δv=a*t，其中t=d/v0。所以，电子的最终速度v=v0+Δv=v0+(eE/m)*(d/v0)。

题型三：实验分析题

题目：在探究电场强度和电势差关系的实验中，某组学生测得以下数据：两点间距离为0.1米，电势差为50伏特。请计算这两点间的电场强度，并解释实验中可能出现的误差来源。

答案：电场强度E=ΔV/d=50V/0.1m=500V/m。实验误差可能来源于测量仪器的精度、实验操作的不准确以及环境因素（如温度变化）的影响。

题型四：概念理