2024-2025学年高中物理选修3-1教科版教学设计合集

2024-2025学年高中物理选修3-1教科版教学设计合集目录一、第一章静电场 1.11电荷电荷守恒定律 1.22库仑定律 1.33电场电场强度和电场线 1.44电势能电势与电势差 1.55匀强电场中电势差与电场强度的关系示波管原理 1.66电容器和电容 1.77静电的应用及危害 1.8本章复习与测试二、第二章直流电路 2.11欧姆定律 2.22电阻定律 2.33电阻的串联、并联及其应用 2.44电源的电动势和内阻闭合电路欧姆定律 2.55学生实验：测量电源的电动势和内阻 2.66焦耳定律电路中的能量转化 2.77学生实验：练习使用多用电表 2.88逻辑电路和控制电路 2.9本章复习与测试三、第三章磁场 3.11磁现象磁场 3.22磁场对通电导线的作用——安培力 3.33磁感应强度磁通量 3.44磁场对运动电荷的作用——洛伦兹力 3.55洛伦兹力的应用 3.6本章复习与测试第一章静电场1电荷电荷守恒定律授课内容授课时数授课班级授课人数授课地点授课时间课程基本信息1.课程名称：高中物理选修3-1教科版第一章静电场1电荷电荷守恒定律

2.教学年级和班级：高中一年级（1）班

3.授课时间：2022年9月15日，第3节课

4.教学时数：1课时（45分钟）核心素养目标1.培养学生对自然界中电荷现象的好奇心和探究精神，提高观察和思考能力。

2.帮助学生理解电荷和电荷守恒定律的概念，提升科学思维和逻辑推理能力。

3.增强学生运用物理知识解决实际问题的能力，培养科学态度和责任感。教学难点与重点1.教学重点

①电荷的基本概念及其分类，包括正电荷和负电荷的特性。

②电荷守恒定律的理解和应用，能够在不同物理情境中运用该定律解决问题。

2.教学难点

①电荷守恒定律在复杂物理过程中的运用，特别是在涉及多个物体相互作用的情况下。

②电荷分布与电场强度之间的关系，以及如何通过电荷分布来分析电场的变化。

③学生在理解电荷守恒定律时，容易混淆电荷的转移与电荷的消失，需要通过实例讲解和练习来加深理解。教学资源准备1.教材：确保每位学生都配备高中物理选修3-1教科版教材。

2.辅助材料：收集与电荷、电荷守恒定律相关的教学视频和动画，以直观展示电荷的特性和定律的应用。

3.实验器材：准备验电器、静电计、气球等，用于课堂演示电荷的转移和电荷守恒实验。

4.教室布置：设置实验操作区，确保学生能清晰观察到实验过程，同时预留讨论区以便学生分组讨论。教学过程1.导入（约5分钟）

-激发兴趣：以生活中常见的静电现象引入，如冬季脱衣时的静电火花，询问学生是否有过类似经历，引发他们对电荷现象的好奇心。

-回顾旧知：简要回顾学生在初中阶段学习的电荷基本知识，如电荷的定义、电荷的种类，以及电荷间的相互作用。

2.新课呈现（约20分钟）

-讲解新知：详细讲解电荷守恒定律的概念，强调电荷守恒在自然界中的普遍性和重要性。

-举例说明：通过具体的物理实验和现象，如电荷守恒在电路中的应用，来说明电荷守恒定律的工作原理。

-互动探究：组织学生进行小组讨论，探讨电荷守恒定律在日常生活中的应用，并尝试解释一些相关现象。

3.巩固练习（约15分钟）

-学生活动：让学生分组进行电荷守恒实验，观察并记录实验结果，尝试用所学知识解释实验现象。

-教师指导：在学生进行实验时，教师巡回指导，帮助学生理解实验原理，解决实验中遇到的问题。

4.拓展延伸（约10分钟）

-引导学生思考电荷守恒定律在现代物理研究中的应用，如粒子物理中的电荷守恒。

-提供一些拓展阅读材料，鼓励学生在课后进一步了解电荷守恒定律的深入内容。

5.总结反馈（约5分钟）

-总结本节课的主要学习内容，强调电荷守恒定律的重要性。

-收集学生的反馈，了解他们对本节课内容的理解和掌握情况，为下一节课的教学做好准备。教学资源拓展1.拓展资源

-电荷分布与电场：介绍电荷在空间中的分布情况对电场强度的影响，包括点电荷、线电荷、面电荷的电场分布。

-静电现象的应用：探讨静电在实际生活中的应用，如静电除尘、静电印刷、静电植绒等。

-静电平衡条件：讲解导体在静电场中的平衡条件，以及静电屏蔽和静电感应现象。

-电荷守恒定律的证明：提供电荷守恒定律的数学证明，以及在不同物理过程中的具体表现。

-电荷与量子力学：介绍电荷在量子力学中的地位，包括电荷的基本属性和量子电荷的概念。

2.拓展建议

-鼓励学生阅读相关物理书籍，如《电磁学导论》、《物理学原理》等，以加深对电荷和电场理论的理解。

-建议学生参加科学讲座或观看科普视频，了解电荷守恒定律在现代物理研究中的重要性。

-提议学生进行静电实验，如制作静电发电机，观察静电现象，以增强实践操作能力。

-指导学生通过数学建模，分析电荷分布与电场强度的关系，提高数学与物理的综合运用能力。

-鼓励学生参与科学项目或竞赛，如物理奥林匹克竞赛，以激发他们对物理学科的兴趣和热情。

-建议学生关注电荷守恒定律在当代科技发展中的应用，如电荷守恒在粒子物理和核物理中的作用，以及在高能物理实验中的应用。典型例题讲解例题1：一个带电体在静电场中移动，若其电荷量从Q1变为Q2，求证电场力做的功与电荷量的变化成正比。

解答：根据电场力做功的公式W=QEd，其中W是电场力做的功，Q是电荷量，E是电场强度，d是电荷移动的距离。当电荷量从Q1变为Q2时，电场力做的功为W=(Q2-Q1)Ed。由此可见，电场力做的功与电荷量的变化(Q2-Q1)成正比。

例题2：一个带+10μC电荷的小球在电场中从点A移动到点B，若电场强度为200N/C，方向水平向右，小球移动了0.5m，求电场力做的功。

解答：电场力做的功W=QEd=10×10^-6C×200N/C×0.5m=0.001J。

例题3：一个闭合导体球壳内部有一个点电荷q，求球壳内表面的感应电荷。

解答：根据电荷守恒定律，导体球壳内表面的感应电荷与点电荷q大小相等，但符号相反，即感应电荷为-q。

例题4：一个带电体在静电场中受到的电场力为F，电荷量为Q，求该点的电场强度。

解答：电场强度E=F/Q。因此，该点的电场强度为E=F/Q。

例题5：一个带电体在静电场中的电势能从W1变为W2，求电场力做的功。

解答：电场力做的功等于电势能的变化量，即W=W2-W1。因此，电场力做的功为W=W2-W1。课堂小结，当堂检测课堂小结：

本节课我们学习了静电场中的电荷和电荷守恒定律。首先，我们回顾了电荷的基本概念，了解了正电荷和负电荷的特性。接着，我们深入讲解了电荷守恒定律，理解了电荷在物理过程中的守恒性。通过实例分析和实验演示，我们探讨了电荷守恒定律在实际中的应用，并讨论了电荷分布对电场强度的影响。最后，我们通过拓展资源的学习，了解了电荷和电场在科学研究和技术应用中的重要地位。

当堂检测：

1.请简述电荷守恒定律的含义，并给出一个生活中的实例来解释该定律。

2.一个带电体在电场中移动，若电荷量从Q1变为Q2，电场强度为E，移动距离为d，求电场力做的功。

3.一个闭合导体球壳内部有一个点电荷q，请分析球壳内表面的感应电荷情况。

4.一个带电体在静电场中的电势能从W1变为W2，求电场力做的功。

5.请设计一个实验，验证电荷守恒定律。

答案：

1.电荷守恒定律表明，在一个封闭系统中，电荷的总量保持不变。实例：在电路中，电源提供的电荷量等于电路中所有元件消耗的电荷量之和。

2.电场力做的功W=(Q2-Q1)Ed。

3.球壳内表面的感应电荷与点电荷q大小相等，但符号相反。

4.电场力做的功W=W2-W1。

5.实验设计：可以使用一个绝缘容器，容器内放置一个带电体，通过观察电荷在容器内壁的分布情况，验证电荷守恒定律。实验过程中，可以测量带电体移动前后的电荷量，验证电荷总量是否守恒。教学反思这节课我们学习了静电场中的电荷和电荷守恒定律，我觉得整体上学生的参与度和理解程度都还不错。不过，在教学过程中我也发现了一些需要改进的地方。

首先，导入环节的设计我觉得很成功，学生们对于静电现象的兴趣被激发出来，他们积极地分享了自己的经历和观察。但是，在回顾旧知的时候，我发现有些学生对初中阶段电荷知识掌握得不够扎实，这可能会影响他们对新知识的理解。下次我会预留更多时间来巩固这些基础知识。

在讲解新知的过程中，我尽量用简洁明了的语言来解释电荷守恒定律，并通过一些生活中的实例来帮助学生理解。不过，我注意到有些学生在理解电荷分布与电场强度的关系时还是有些困难。可能是因为这个概念比较抽象，我需要找到更多直观的方式来讲解这部分内容，比如使用动画或者模拟软件来展示电场线的分布。

在互动探究环节，我让学生进行了小组讨论，但是讨论的深度和广度没有达到我的预期。我意识到可能是我给出的讨论问题不够开放，没有充分激发学生的思考。下次我会尝试设计更具挑战性和启发性的问题，以促进学生的深入思考。

巩固练习环节，学生的动手实践能力让我感到欣慰。他们在进行电荷守恒实验时，能够认真观察并记录实验结果，尝试用所学知识来解释现象。但同时，我也发现有些学生在实验操作上还存在一些问题，比如对实验仪器的使用不够熟练。我计划在课后提供一些实验操作的辅导材料，帮助学生提高实验技能。

在课堂小结时，我觉得学生的总结能力还有待提高。他们能够复述课堂内容，但是在提炼重点和深入分析方面还有欠缺。我打算在下节课开始前，让学生先进行一次简短的课堂回顾，以检验他们对上节课内容的掌握情况。

最后，我觉得这节课的当堂检测设计得比较合理，能够检验学生对课堂知识的掌握。不过，我也发现有些学生在解答问题时，表述不够清晰，逻辑不够严密。我会在课后给予这些学生个别辅导，帮助他们提高解题能力。第一章静电场2库仑定律主备人备课成员教学内容高中物理选修3-1教科版第一章静电场2库仑定律

本节课主要内容包括：

1.库仑定律的定义及其数学表达式。

2.库仑定律适用条件及注意事项。

3.电荷间的相互作用力计算。

4.库仑定律的应用实例分析。核心素养目标1.理解库仑定律的物理意义，提升物理观念的应用能力。

2.通过电荷间相互作用力的计算，培养科学思维和数学应用能力。

3.分析库仑定律在实际问题中的应用，发展问题解决和科学探究能力。

4.增强对物理学在科技发展中作用的认识，培养科学态度与责任感。重点难点及解决办法重点：

1.理解并掌握库仑定律的内容和表达式。

2.掌握电荷间相互作用力的计算方法。

难点：

1.理解库仑定律的适用条件，特别是关于点电荷的假设。

2.在复杂电场中应用库仑定律进行力的合成与分解。

解决办法：

1.通过实际例题，让学生直观感受库仑定律的应用，通过公式推导加深理解。

2.利用图示和物理模型，帮助学生形象化理解点电荷的概念和库仑定律的适用范围。

3.进行分组讨论和实验，让学生在合作中发现并解决电荷间相互作用力的计算问题。

4.设计不同难度的练习题，逐步引导学生从简单到复杂问题的解决，培养其解决问题的策略和技巧。学具准备多媒体课型新授课教法学法讲授法课时第一课时步骤师生互动设计二次备课教学方法与策略1.采用讲授法介绍库仑定律的基本概念和数学表达式，确保学生理解理论基础知识。

2.设计小组讨论活动，让学生通过分析具体案例，探讨库仑定律在不同情境下的应用。

3.利用实验演示电荷间的相互作用，增强学生的直观感受和理论联系实际的能力。

4.使用多媒体教学，如动画和视频，帮助学生形象化理解库仑定律的物理意义。教学实施过程1.课前自主探索

教师活动：

-发布预习任务：通过在线平台发布预习资料，包括库仑定律的介绍和相关例题，要求学生预习并理解库仑定律的内容和公式。

-设计预习问题：如“库仑定律适用于哪些条件下的电荷？”、“如何计算两个点电荷之间的作用力？”

-监控预习进度：通过在线平台查看学生的预习提交情况，及时给予反馈。

学生活动：

-自主阅读预习资料：学生根据预习要求阅读资料，理解库仑定律的定义和公式。

-思考预习问题：学生针对问题进行思考，记录疑问。

-提交预习成果：学生将预习笔记和思考的问题通过在线平台提交。

教学方法/手段/资源：

-自主学习法：鼓励学生自主探索，提前准备。

-信息技术手段：使用在线平台，方便资源共享和进度监控。

2.课中强化技能

教师活动：

-导入新课：通过演示电荷间相互作用的小实验，引入库仑定律的学习。

-讲解知识点：详细讲解库仑定律的内容，强调其适用条件和计算方法。

-组织课堂活动：分组讨论库仑定律的应用问题，如计算两个点电荷在不同距离下的作用力。

-解答疑问：针对学生的疑问进行解答，确保学生理解库仑定律的应用。

学生活动：

-听讲并思考：学生认真听讲，思考老师提出的问题。

-参与课堂活动：学生分组讨论，通过实例计算加深对库仑定律的理解。

-提问与讨论：学生提出疑问，参与课堂讨论。

教学方法/手段/资源：

-讲授法：清晰讲解知识点，确保学生理解。

-实践活动法：通过实例计算，让学生在实践中掌握库仑定律的应用。

-合作学习法：分组讨论，培养学生的团队合作能力。

3.课后拓展应用

教师活动：

-布置作业：布置涉及库仑定律应用的计算题和思考题，巩固知识点。

-提供拓展资源：提供相关物理网站和书籍，帮助学生深入了解静电场相关知识。

-反馈作业情况：及时批改作业，给出反馈，指导学生改进。

学生活动：

-完成作业：学生独立完成作业，加深对库仑定律的理解。

-拓展学习：利用提供的资源，进行额外学习，拓宽知识面。

-反思总结：学生总结学习过程中的收获和不足，提出改进措施。

教学方法/手段/资源：

-自主学习法：鼓励学生自主完成作业和拓展学习。

-反思总结法：引导学生自我反思，提升学习效果。

本节课的重难点在于理解和应用库仑定律，通过课前预习、课堂讲解和实践活动以及课后拓展，帮助学生逐步掌握这一物理定律。学生学习效果学生学习效果体现在以下几个方面：

1.理解并掌握了库仑定律的基本概念。学生能够准确描述库仑定律的内容，知道它是描述静止点电荷之间相互作用力的定律，并能够用数学公式表示这种作用力。

2.学生能够运用库仑定律计算两个点电荷之间的作用力。在课堂练习和课后作业中，学生能够正确使用库仑定律的公式，计算出在不同距离和电荷量下的电场力。

3.学生理解了库仑定律的适用条件。通过课堂讲解和实例分析，学生了解到库仑定律适用于真空中的静止点电荷，对于非点电荷或运动电荷，需要使用更复杂的电磁理论来描述。

4.学生能够识别并解决库仑定律相关的复杂问题。在课堂活动和课后作业中，学生面对包含多个电荷的复杂电场问题，能够通过分解问题，逐步计算出每个电荷间的作用力，并最终得到整个系统的平衡状态。

5.学生通过实验和模拟，直观感受到了电荷间相互作用力的变化规律。在实验活动中，学生通过观察和记录电荷间距离变化时作用力的变化，加深了对库仑定律的理解。

6.学生能够将库仑定律与实际应用联系起来。在项目导向学习中，学生探讨了库仑定律在现代科技中的应用，如静电除尘、静电喷涂等，从而认识到物理学的实际意义。

7.学生的科学思维和解决问题的能力得到了提升。在解决库仑定律相关问题时，学生不仅需要运用数学技能，还需要进行逻辑推理和科学分析，这些过程有助于培养他们的科学思维能力。

8.学生在合作学习和讨论中，提高了沟通和协作能力。在小组讨论和课堂互动中，学生需要表达自己的观点，倾听他人的意见，并在合作中共同解决问题。

9.学生对物理学科的兴趣和热情得到了激发。通过对库仑定律的学习，学生对静电场的奥秘产生了好奇，对物理学的研究产生了更加浓厚的兴趣。

10.学生的自主学习能力和独立思考能力得到了加强。通过课前预习和课后拓展学习，学生学会了如何自主获取知识，独立思考和解决问题。典型例题讲解例题1：

两个点电荷分别带有电荷量+3μC和-3μC，它们相距0.1m。求它们之间的相互作用力大小。

解答：

根据库仑定律，电荷间的作用力F可以用以下公式计算：

\[F=k\frac{|q_1\cdotq_2|}{r^2}\]

其中，k是库仑常数，约为9×10^9N·m^2/C^2；q_1和q_2分别是两个电荷的电荷量；r是它们之间的距离。

将已知数值代入公式：

\[F=9\times10^9\frac{3\times10^{-6}\cdot3\times10^{-6}}{(0.1)^2}\]

\[F=9\times10^9\frac{9\times10^{-12}}{0.01}\]

\[F=9\times10^9\cdot9\times10^{-10}\]

\[F=81\times10^{-1}\]

\[F=8.1\text{N}\]

所以，两个点电荷之间的相互作用力大小为8.1N。

例题2：

一个点电荷q=2μC固定在原点，另一个点电荷q'=4μC位于x轴上距离原点0.2m的位置。求q'受到的力的大小和方向。

解答：

首先计算q'受到的力的大小：

\[F=k\frac{|q\cdotq'|}{r^2}\]

\[F=9\times10^9\frac{2\times10^{-6}\cdot4\times10^{-6}}{(0.2)^2}\]

\[F=9\times10^9\frac{8\times10^{-12}}{0.04}\]

\[F=9\times10^9\cdot2\times10^{-10}\]

\[F=18\times10^{-1}\]

\[F=1.8\text{N}\]

由于q和q'同号，它们之间的力是排斥力，方向沿x轴正方向。

例题3：

三个点电荷q1=1μC，q2=2μC，q3=3μC分别位于等边三角形的三个顶点上，每边长度为0.3m。求q2受到的合力。

解答：

由于三个电荷构成等边三角形，q2受到的合力是q1和q3对它的作用力的向量和。由于q1和q3对q2的作用力大小相等，方向相反，它们在水平方向上相互抵消。只需要计算竖直方向上的分力。

计算q1对q2的作用力：

\[F_{12}=k\frac{|q_1\cdotq_2|}{r^2}\]

\[F_{12}=9\times10^9\frac{1\times10^{-6}\cdot2\times10^{-6}}{(0.3)^2}\]

\[F_{12}=9\times10^9\frac{2\times10^{-12}}{0.09}\]

\[F_{12}=9\times10^9\cdot2\times10^{-10}\]

\[F_{12}=2\times10^{-1}\]

\[F_{12}=0.2\text{N}\]

由于q1和q3对q2的作用力相等，q2受到的合力就是2F_{12}，方向向上。

例题4：

一个点电荷q=5μC位于原点，另一个点电荷q'=10μC位于y轴上距离原点0.4m的位置。现在将q'沿着x轴移动到距离原点0.2m的位置。求q'移动过程中电场力的变化。

解答：

首先计算q'在y轴上时受到的力的大小：

\[F_{y}=k\frac{|q\cdotq'|}{r^2}\]

\[F_{y}=9\times10^9\frac{5\times10^{-6}\cdot10\times10^{-6}}{(0.4)^2}\]

\[F_{y}=9\times10^9\frac{50\times10^{-12}}{0.16}\]

\[F_{y}=9\times10^9\cdot312.5\times10^{-10}\]

\[F_{y}=2.8125\text{N}\]

然后计算q'移动到x轴上时受到的力的大小：

\[F_{x}=k\frac{|q\cdotq'|}{r^2}\]

\[F_{x}=9\times10^9\frac{5\times10^{-6}\cdot10\times10^{-6}}{(0.2)^2}\]

\[F_{x}=9\times10^9\frac{50\times10^{-12}}{0.04}\]

\[F_{x}=9\times10^9\cdot1250\times10^{-10}\]

\[F_{x}=11.25\text{N}\]

因此，q'从y轴上移动到x轴上时，电场力从2.8125N增加到11.25N。

例题5：

在x轴上有一个点电荷q1=2μC，在y轴上有一个点电荷q2=3μC，它们之间的距离为0.5m。现在引入第三个点电荷q3，它位于x轴上，且与q1的距离为0.3m。为了使q3受到的合力为零，q3的电荷量应为多少？

解答：

要使q3受到的合力为零，q3与q1、q2之间的电场力必须相互抵消。设q3的电荷量为q3。

计算q1对q3的作用力：

\[F_{13}=k\frac{|q_1\cdotq_3|}{r_{13}^2}\]

\[F_{13}=9\times10^9\frac{2\times10^{-6}\cdot|q_3|}{(0.3)^2}\]

计算q2对q3的作用力：

\[F_{23}=k\frac{|q_2\cdotq_3|}{r_{23}^2}\]

\[F_{23}=9\times10^9\frac{3\times10^{-6}\cdot|q_3|}{(0.5^2+0.3^2)}\]

\[F_{23}=9\times10^9\frac{3\times10^{-6}\cdot|q_3|}{0.34}\]

由于F_{13}和F_{23}大小相等，方向相反，可以列出以下方程：

\[9\times10^9\frac{2\times10^{-6}\cdot|q_3|}{(0.3)^2}=9\times10^9\frac{3\times10^{-6}\cdot|q_3|}{0.34}\]

解这个方程，得到q3的电荷量：

\[|q_3|=\frac{2\times0.34}{3\times0.3^2}\]

\[|q_3|=\frac{2\times0.34}{3\times0.09}\]

\[|q_3|=\frac{0.68}{0.27}\]

\[|q_3|\approx2.5\times10^{-6}\text{C}\]

因此，q3的电荷量应为2.5μC。由于q1和q2的电荷量都是正的，q3的电荷量应为负，以保证合力为零。所以q3的电荷量为-2.5μC。反思改进措施反思改进措施（一）教学特色创新

1.案例教学：在讲解库仑定律时，我尝试结合实际生活中的案例，比如静电除尘器、静电喷漆等，让学生看到物理定律在实际中的应用，这样不仅提高了学生的学习兴趣，也让他们意识到物理学的价值。

2.多媒体辅助教学：我运用了多媒体技术，通过动画演示电荷的相互作用，帮助学生更直观地理解库仑定律。这种教学方法使得抽象的物理概念变得具体形象，易于学生接受。

反思改进措施（二）存在主要问题

1.学生对公式的理解不够深入：我发现有些学生在应用库仑定律时，对公式中的各个物理量的意义理解不够清晰，导致计算错误。

2.实验环节的不足：实验是理解库仑定律的重要途径，但我们的实验条件有限，部分学生可能没有充分的机会进行实验操作，这影响了他们对知识的理解和掌握。

3.评价方式单一：目前主要依靠课后作业和考试来评价学生的学习效果，这种评价方式可能无法全面反映学生的学习状况。

反思改进措施（三）

1.加强对公式意义的讲解：在课堂上，我会更加注重对库仑定律公式的讲解，特别是对各个物理量的物理意义的阐述，帮助学生深入理解公式。

2.优化实验环节：我会尝试改进实验设计，增加实验次数，让学生有更多的机会亲自动手操作，通过实验加深对知识的理解。

3.丰富评价方式：除了传统的作业和考试外，我会引入课堂表现、小组讨论参与度等评价方式，全面评估学生的学习效果。同时，我也会鼓励学生进行自我评价和反思，提高他们的自主学习能力。

4.跨学科教学：在讲解库仑定律时，我会尝试将其与其他学科知识相结合，比如数学中的向量运算，物理中的电场强度等，让学生在学习物理的同时，也能拓展其他学科的知识面。

5.激发学习兴趣：我会继续寻找更多有趣的教学案例和教学方法，比如角色扮演、游戏等，以提高学生的学习兴趣，让他们在轻松愉快的氛围中学习物理。第一章静电场3电场电场强度和电场线课题：科目：班级：课时：计划3课时教师：单位：一、设计意图结合高中物理选修3-1教科版第一章“静电场3电场电场强度和电场线”的内容，本教学设计旨在帮助学生掌握电场、电场强度和电场线的概念，理解电场的基本性质及其在生活中的应用。通过引导学生观察、实验、讨论和练习，培养他们的科学思维能力、实际操作能力和团队合作精神，使他们在掌握知识的同时，能够将所学应用于实际问题中。二、核心素养目标1.物理观念：理解电场是物质的一种形态，建立电场强度和电场线的概念，形成对电场性质的科学认识。

2.科学思维：通过分析电场分布，培养空间想象能力，学会运用数学工具描述电场。

3.科学探究：通过实验探究电场强度和电场线的分布规律，提高实验设计和问题解决能力。

4.科学态度与责任：培养严谨的科学态度，关注电场知识在现代科技中的应用，增强社会责任感。三、学情分析本课程面向的是高中二年级学生，他们在物理学习方面已经具备了一定的知识基础，如力学和电磁学的基本概念。在知识层面，学生已能够理解并运用基本的物理公式，但对于电场这样的抽象概念，可能还缺乏直观的感受和深入的理解。在能力层面，学生的逻辑思维和空间想象力正在发展，但可能还未熟练掌握如何运用数学工具来解决物理问题。

在素质方面，学生具备一定的实验操作能力，但实验设计能力有待提高。他们对于科学探究充满好奇，但可能缺乏持续深入的探究习惯。在行为习惯上，学生可能已经形成了听讲和记笔记的学习方式，但主动思考和合作学习的习惯还需培养。

针对这些特点，教学过程中需要采用多样的教学方法，如实验演示、小组讨论等，以帮助学生建立电场概念，并提高他们的实践操作能力和科学探究能力。同时，要引导学生从被动接受知识转向主动探索，激发他们的学习兴趣和动力。四、教学方法与手段1.教学方法：

-讲授法：结合课本内容，系统讲解电场、电场强度和电场线的概念，确保学生理解基础知识。

-讨论法：组织小组讨论，让学生通过合作交流，探讨电场线的分布规律，增强理解。

-实验法：设计简单的电场实验，让学生亲自操作，直观感受电场的存在和特性。

2.教学手段：

-多媒体设备：使用PPT展示电场分布图和动画，帮助学生形象地理解电场概念。

-教学软件：利用物理模拟软件，让学生通过模拟实验，观察电场强度和电场线的变化。

-网络资源：提供在线教学资源，如视频讲座和习题库，便于学生课后复习和巩固知识。五、教学流程1.导入新课（5分钟）

利用学生已知的电荷间相互作用的知识，提出问题：“电荷间是如何相互作用的？”引导学生思考电场的概念，从而引入新课内容，激发学生的学习兴趣。

2.新课讲授（15分钟）

-讲解电场的定义，通过电荷间的相互作用引出电场的概念，强调电场是一种特殊的物质形态。

-介绍电场强度，通过公式E=F/q，解释电场强度是描述电场强弱的物理量，并给出电场强度的单位。

-讲解电场线的概念，通过实际例子（如点电荷的电场线）说明电场线的分布规律，强调电场线的切线方向表示电场强度的方向。

3.实践活动（10分钟）

-安排学生进行电场强度实验，测量不同位置的电场强度，让学生通过实际操作感受电场强度的大小变化。

-利用导电纸和铁粉演示电场线的分布，让学生观察电场线的形态和分布规律。

-设计一个电场线绘图练习，让学生尝试绘制常见电荷分布的电场线图，加深对电场线概念的理解。

4.学生小组讨论（10分钟）

-让学生讨论以下三个方面的问题：

-电场强度与电场线之间的关系；

-电场强度在不同位置的分布特点；

-如何通过实验验证电场强度的计算公式。

-学生举例回答：

-例如，讨论电场强度与电场线关系时，学生可以提出电场强度大的地方电场线密集；

-讨论电场强度分布特点时，学生可以举例说明在点电荷周围电场强度随距离增加而减小；

-实验验证公式时，学生可以提出使用已知电荷和测量工具，计算理论值与实验值的差异。

5.总结回顾（5分钟）

回顾本节课的主要内容，强调电场、电场强度和电场线的概念，以及它们之间的关系。总结电场强度公式的应用和电场线的绘制方法，指出本节课的重点是理解电场的性质和电场线的分布规律，难点是电场强度的计算和电场线的绘制。提醒学生课后复习相关知识，为下一节课的学习打下基础。六、学生学习效果学生学习后取得了以下效果：

1.理解了电场的基本概念：学生能够明确电场是一种特殊的物质形态，它是由电荷产生的，能够对放入其中的电荷产生力的作用。

2.掌握了电场强度的计算：学生能够运用公式E=F/q计算电场强度，理解电场强度是描述电场强弱的物理量，并能够解释电场强度与电荷量的关系。

3.能够绘制和分析电场线：学生能够根据电荷的分布情况绘制电场线图，理解电场线的切线方向表示电场强度的方向，通过电场线的分布规律来分析电场的性质。

4.培养了实验操作和观察能力：通过电场强度实验，学生能够熟练使用实验仪器，准确测量电场强度，并能够通过实验数据验证理论公式。

5.提升了科学思维和解决问题的能力：学生能够运用所学知识解决实际问题，如通过计算电场强度来分析电荷间的相互作用，以及利用电场线来预测电荷的运动轨迹。

6.增强了团队合作和交流能力：在小组讨论中，学生能够与同伴积极交流，共同探讨电场的特性和实验结果，形成合作学习的习惯。

7.建立了科学态度和责任感：学生在学习过程中，展现出了对科学的严谨态度，能够认真对待实验和探究活动，对自己的学习成果负责。

8.激发了对物理学科的兴趣：通过本节课的学习，学生对电场的神秘性质产生了好奇心，对物理学科的学习兴趣得到了提升。

9.提升了物理学科素养：学生通过本节课的学习，不仅掌握了电场的相关知识，还提升了物理学科的核心素养，如科学思维、实验能力、问题解决能力等。

10.为后续学习打下基础：本节课的学习为后续电磁学内容的学习打下了坚实的基础，学生能够更好地理解电磁场的概念和电磁感应等现象。七、板书设计1.电场概念与性质

①电场的定义：电荷周围存在的一种特殊物质形态。

②电场的基本性质：对放入其中的电荷产生力。

2.电场强度

①电场强度的定义：描述电场强弱和方向的物理量。

②电场强度公式：E=F/q。

③电场强度单位：N/C或V/m。

3.电场线

①电场线的定义：表示电场方向和分布的曲线。

②电场线的特点：切线方向表示电场方向，电场线不交叉。

③电场线的分布：点电荷的电场线从正电荷发散，指向负电荷。八、教学评价与反馈1.课堂表现：学生在课堂上的表现积极，能够跟随教师的讲解思路，主动思考并回答问题。在讲授电场强度和电场线时，学生能够认真听讲并做好笔记，对电场的基本概念有了清晰的认识。

2.小组讨论成果展示：在小组讨论环节，学生们能够围绕讨论主题展开积极交流，分享各自的看法和实验结果。在成果展示时，各小组能够清晰地表达自己的观点，并通过实物或绘图来展示电场线的分布情况，表现出良好的团队合作精神和表达能力。

3.随堂测试：通过随堂测试，教师可以评估学生对电场、电场强度和电场线概念的理解程度。测试内容包括填空题、选择题和计算题，旨在检验学生对基础知识的掌握和运用能力。测试结果显示，大部分学生能够正确回答问题，但少数学生在电场强度的计算上仍存在困难。

4.作业反馈：作业布置了电场线绘制和电场强度计算的相关题目，学生提交的作业显示，大多数学生能够按照要求完成作业，但在电场线绘制方面，部分学生还存在线条不清晰、分布不合理的问题。

5.教师评价与反馈：针对学生在课堂表现、小组讨论、随堂测试和作业中的表现，教师进行了以下评价与反馈：

-对于积极参与课堂讨论和小组活动的学生，给予表扬，并鼓励他们继续保持；

-对于在随堂测试和作业中表现不佳的学生，进行了个别辅导，指出他们在理解电场强度和电场线概念上的不足，并提供额外的学习材料；

-对于作业中的共性问题，如电场线绘制不准确，教师在课堂上进行了集中的讲解和示范，帮助学生掌握正确的绘制方法；

-教师还鼓励学生在课后通过复习和练习，巩固所学知识，并提前预习下一节课的内容，以便更好地理解和掌握新的知识点。教学反思与改进在教学过程中，我始终关注学生的学习反应和学习效果，但总有一些环节和细节需要不断反思和改进。以下是我对本次教学的一些反思和未来的改进计划。

首先，在设计反思活动方面，我认为应该从以下几个方面进行：

1.学生反馈收集：我计划在课后通过问卷或口头询问的方式，收集学生对本次课程的看法，包括他们对教学内容、教学方法和教学进度的满意程度。

2.课堂观察：我会回顾课堂录像，观察学生在课堂上的参与程度和反应，特别是他们在小组讨论和实践活动中的表现。

3.学生作业分析：通过对学生作业的仔细分析，我可以了解他们在理解和应用知识方面的困难，从而找到教学中的不足之处。

4.教学目标达成度评估：我会对照教学目标，评估学生在课堂上的实际表现，看看是否达到了预期的教学效果。

1.强化基础概念讲解：在这次教学中，我发现部分学生对电场强度的概念理解不够深入。未来，我会增加对基础概念的讲解，并通过实例和日常生活中的现象来帮助学生更好地理解。

2.优化实践活动：实践活动是帮助学生理解抽象概念的重要手段。我计划设计更多与生活实际相关的实践活动，让学生在操作中学习，增强他们的体验感和兴趣。

3.提高课堂互动性：为了提高学生的参与度，我会增加课堂提问和小组讨论的环节，鼓励学生主动思考和表达，同时也会适时调整教学节奏，避免单一讲授时间过长。

4.个性化辅导：针对学生的个别差异，我会安排课后辅导时间，为需要帮助的学生提供个性化的指导，特别是对电场强度计算有困难的学生，我会提供额外的练习和讲解。

5.强化作业反馈：在批改作业时，我会更加注重对学生作业的反馈，不仅仅指出错误，还会提供改进的建议和方法，帮助学生提高作业质量。课后作业本次课后作业旨在巩固学生对电场、电场强度和电场线知识的理解，提高学生的应用能力和科学思维能力。以下是具体的作业内容：

1.绘制电场线

请绘制以下电荷分布的电场线图：

-一个正电荷Q位于原点；

-两个等量异种电荷，一个位于原点，另一个位于x轴上距离原点一定距离处；

-一个均匀带电的直线段。

2.电场强度计算

-已知一个点电荷Q=2×10^-6C，距离点电荷10cm处的电场强度是多少？

答案：E=(9×10^9N·m^2/C^2)*(2×10^-6C)/(0.1m)^2=1800N/C

3.电场强度比较

在一个电场中，有A、B两点，点A的电场强度为E_A=300N/C，点B的电场强度为E_B=500N/C。一个电荷q=5×10^-4C从点A移动到点B，求电荷在移动过程中电场力做的功。

答案：W=q*(E_B-E_A)=5×10^-4C*(500N/C-300N/C)=0.1J

4.电场线与电场强度关系

请解释为什么在电场强度较大的区域，电场线较为密集。

答案：电场线的密集程度反映了电场强度的大小，电场强度越大，单位面积内通过的电场线越多，因此电场线越密集。

5.电场强度与距离关系

一个点电荷Q=1×10^-5C，求距离该电荷20cm、40cm和60cm处的电场强度，并分析电场强度与距离的关系。

答案：E_20cm=(9×10^9N·m^2/C^2)*(1×10^-5C)/(0.2m)^2=2250N/C

E_40cm=(9×10^9N·m^2/C^2)*(1×10^-5C)/(0.4m)^2=562.5N/C

E_60cm=(9×10^9N·m^2/C^2)*(1×10^-5C)/(0.6m)^2=250N/C

电场强度与距离的平方成反比，距离增加，电场强度减小。第一章静电场4电势能电势与电势差主备人备课成员设计意图核心素养目标分析本节课旨在通过探究电势能、电势与电势差的概念，培养学生的物理观念与应用能力。通过理论推导和实验探究，提升学生的科学思维与创新意识，使其能够运用物理知识解决实际问题。同时，通过讨论与分析，发展学生的科学态度与责任意识，培养其持续学习的兴趣和探索精神。在过程中，注重培养学生的信息获取、处理与交流能力，以及团队合作与交流能力，全面提高学生的物理核心素养。教学难点与重点1.教学重点

①电势能的概念及其与电场力做功的关系；

②电势的定义及其与电势能的关系；

③电势差的概念及其与电场力做功的关系；

④电势差与电压的区别与联系。

2.教学难点

①电势能、电势、电势差之间的内在联系；

②电势能转化为电能的过程及其应用；

③电势零点的选取及其对电势计算的影响；

④电势差与电场强度之间的关系及计算方法。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准备1.教材：确保每位学生都配备了《高中物理选修3-1教科版》教材。

2.辅助材料：准备电势能、电势与电势差相关的PPT演示文稿，以及相关的物理定律和公式总结。

3.实验器材：准备用于演示电场力做功与电势能变化的实验器材，如静电计、导体板、电源等，并确保其安全性。

4.教室布置：将教室分为理论教学区和实验操作区，确保学生可以清晰地观看实验过程并进行分组讨论。教学实施过程1.课前自主探索

教师活动：

发布预习任务：通过在线平台发布预习资料，包括本章知识点概述、关键概念解释和预习问题。

设计预习问题：设计关于电势能、电势和电势差的概念区分及其相互关系的问题，引导学生思考。

监控预习进度：通过在线平台的预习反馈功能，监控学生的预习进度和理解程度。

学生活动：

自主阅读预习资料：学生根据预习要求，阅读教材和在线资料，理解电势能、电势和电势差的基本概念。

思考预习问题：学生针对预习问题进行独立思考，记录疑问和自己的想法。

提交预习成果：学生将预习笔记和问题提交至在线平台，以便教师了解预习效果。

教学方法/手段/资源：

自主学习法：鼓励学生自主探索，培养独立思考能力。

信息技术手段：利用在线平台，实现资源的共享和预习进度的监控。

2.课中强化技能

教师活动：

导入新课：通过静电现象的案例，引出电势能、电势和电势差的概念，激发学生的学习兴趣。

讲解知识点：详细讲解电势能的定义，电势与电势差的关系，结合具体实例帮助学生理解。

组织课堂活动：设计电势能转化为电能的实验，让学生通过实验探究电势差的概念。

解答疑问：针对学生在学习和实验中产生的疑问，进行及时解答和指导。

学生活动：

听讲并思考：学生认真听讲，积极思考教师提出的问题，理解电势能、电势和电势差的概念。

参与课堂活动：学生积极参与实验活动，通过实验验证电势差的概念。

提问与讨论：学生勇敢提问，与同学讨论实验现象和理论知识的联系。

教学方法/手段/资源：

讲授法：详细讲解理论知识，帮助学生建立清晰的概念。

实践活动法：通过实验活动，让学生在实践中理解电势差的概念。

合作学习法：分组实验，培养学生的团队合作能力和沟通能力。

3.课后拓展应用

教师活动：

布置作业：根据本章内容，布置相关的计算题和思考题，巩固学生对电势能、电势和电势差的理解。

提供拓展资源：提供相关的物理网站和视频资料，供学生进一步学习和探索。

反馈作业情况：及时批改作业，给予学生具体的反馈和指导。

学生活动：

完成作业：学生认真完成作业，通过计算和思考题巩固所学知识。

拓展学习：学生利用提供的资源，进行深入的学习，拓宽知识面。

反思总结：学生对自己的学习过程进行反思，总结学习中的收获和不足。

教学方法/手段/资源：

自主学习法：鼓励学生自主完成作业和拓展学习，培养自主学习能力。

反思总结法：引导学生进行自我反思，提升自我监控和调整能力。知识点梳理1.静电场的基本概念

-静电场的定义：静电场是由静止电荷产生的场，它对放入其中的任何带电体都会产生力的作用。

-电场强度的概念：电场强度是描述电场强弱的物理量，定义为单位正电荷在电场中所受的电场力。

-电场线的概念：电场线是用来形象表示电场分布的线，电场线的切线方向表示电场强度的方向。

2.电势能和电场力做功

-电势能的定义：电势能是电荷在电场中由于其位置而具有的能量。

-电场力做功的定义：电场力对电荷做的功是指电荷在电场中移动时电场力所做的功。

-电势能的变化与电场力做功的关系：电场力做的功等于电势能的减少量。

3.电势的概念

-电势的定义：电势是描述电场能量状态的物理量，定义为单位正电荷在电场中从无穷远处移动到某点所做的功。

-电势的单位：伏特（V），1伏特等于1焦耳/库仑。

-电势的零点：通常选取无穷远处或地球为电势的零点。

4.电势差的概念

-电势差的定义：电势差是指电场中两点之间的电势之差。

-电势差的计算公式：电势差等于电场强度与两点间距离的乘积。

-电势差与电场力做功的关系：电势差等于电场力对单位正电荷做的功。

5.电势与电场强度的关系

-电势与电场强度的关系：电场强度等于电势的负梯度，即电场强度是电势随位置变化的负值。

-电势与电场线的关系：电场线的方向是从电势高的地方指向电势低的地方。

6.静电力与电势能的关系

-静电力与电势能的关系：静电力是电势能的负梯度，即静电力是使电势能减少的力。

-静电力的计算公式：静电力等于电荷量乘以电场强度。

7.电容和电容器

-电容的定义：电容是电容器储存电荷的能力，定义为电容器两极板上电荷量与电势差的比值。

-电容的单位：法拉（F），1法拉等于1库仑/伏特。

-电容器的串并联：电容器串联时，总电容小于任意一个电容器的电容；电容器并联时，总电容等于各个电容器电容的和。

8.电容器的能量储存

-电容器的能量储存：电容器在充电过程中储存能量，能量等于电荷量乘以电势差的一半。

-电容器的能量释放：电容器在放电过程中释放能量，能量转化为其他形式的能量，如热能、光能等。

9.静电场的应用

-静电场的应用：静电场在许多领域有广泛应用，如静电除尘、静电印刷、静电分离等。

10.电势能、电势与电势差的应用

-电势能、电势与电势差的应用：在电子电路、电力系统、静电感应等方面有着重要的应用，如电压表的工作原理就是基于电势差的测量。板书设计1.静电场的基本概念

①静电场的定义及特性

②电场强度（E）的概念及其单位（N/C或V/m）

③电场线的分布与特点

2.电势能和电场力做功

①电势能（U）的定义及其单位（J）

②电场力做功（W）与电势能变化的关系

③电场力做功的公式：W=qEd

3.电势的概念

①电势（V）的定义及其单位（V）

②电势零点的选取

③电势的计算公式：V=U/q

4.电势差的概念

①电势差（ΔV）的定义及其单位（V）

②电势差的计算公式：ΔV=W/q或ΔV=E*d

③电势差与电场力做功的关系

5.电势与电场强度的关系

①电势与电场强度的关系公式：E=-dV/dr

②电场强度是电势的梯度

③电场线与电势的关系

6.静电力与电势能的关系

①静电力（F）的定义及其单位（N）

②静电力与电势能的关系公式：F=-dU/dr

③静电力做功与电势能变化的关系

7.电容和电容器

①电容（C）的定义及其单位（F）

②电容器的串并联关系

③电容器的充电与放电过程

8.电容器的能量储存

①电容器储存能量的公式：E=1/2*C*V^2

②电容器的能量释放过程

③电容器在电路中的应用

9.静电场的应用

①静电除尘

②静电印刷

③静电分离

10.电势能、电势与电势差的应用

①电压表的工作原理

②电子电路中的电压与电流关系

③电力系统中的电势差应用课后作业1.作业题目一：计算电势能变化

题目：一个电子在电场中从点A移动到点B，电场强度为E=200N/C，两点间距离为0.05m。求电子的电势能变化。

答案：电子的电势能变化为ΔU=-e*E*d=-1.6*10^-19J*200N/C*0.05m=-1.6*10^-16J。

2.作业题目二：计算电势差

题目：在电场中，两点A和B的电势分别为VA=12V和VB=4V。求两点之间的电势差。

答案：电势差ΔV=VA-VB=12V-4V=8V。

3.作业题目三：计算电场强度

题目：一个点电荷Q=5*10^-6C位于原点，求距离原点0.1m处的电场强度。

答案：电场强度E=k*Q/r^2=(9*10^9N·m^2/C^2)*(5*10^-6C)/(0.1m)^2=4500N/C。

4.作业题目四：计算电容器的能量储存

题目：一个电容器，电容C=100μF，充电至电压V=50V。求电容器储存的能量。

答案：电容器储存的能量E=1/2*C*V^2=1/2*100*10^-6F*(50V)^2=0.125J。

5.作业题目五：分析电势与电场强度的关系

题目：在匀强电场中，电场强度E=300N/C，方向水平向右。在电场中选取两点A和B，A点电势VA=15V，B点电势VB=5V。求AB连线的电势梯度，并说明电势梯度的物理意义。

答案：电势梯度dV/dr=(VB-VA)/(rB-rA)=(5V-15V)/(rB-rA)=-10V/(rB-rA)。电势梯度的物理意义是电场强度，表示电势随位置变化的速率。由于电场强度是电势的梯度，所以电场强度的大小等于电势梯度的大小，方向由电势高的地方指向电势低的地方。在本题中，电场强度的大小为300N/C，方向水平向右，说明电势从A点到B点是递减的。课堂-课堂提问：在讲解过程中，教师通过提问的方式检查学生对知识点的理解和掌握程度。例如，提问学生关于电势能、电势和电势差的概念区分，以及它们之间的相互关系。

-观察学生的课堂表现：教师通过观察学生的表情、参与度和回答问题的准确性，了解学生对知识点的掌握程度。例如，观察学生在实验操作中是否能够正确理解电势差的概念，以及在实际应用中是否能够正确运用电势能、电势和电势差的知识。

-课堂测试：在课堂结束时，教师可以布置一些简短的测试题，以检查学生对知识点的掌握程度。例如，测试学生对于电场强度、电势能、电势和电势差的基本概念的理解，以及计算能力的掌握。

2.作业评价

-作业批改：教师对学生的作业进行认真批改，重点关注学生对于知识点的理解和运用能力。例如，批改学生关于电势能、电势和电势差的计算题，检查学生是否能够正确运用公式和概念进行计算。

-作业点评：教师对学生的作业进行点评，及时反馈学生的学习效果。例如，点评学生对于电势能、电势和电势差的概念理解是否准确，以及计算过程中是否存在错误和疏漏。

-鼓励学生继续努力：教师对学生的作业给予积极的评价和鼓励，激发学生的学习兴趣和动力。例如，对于学生在作业中展现出的正确理解和运用能力给予表扬，鼓励学生继续努力学习和探索。教学反思与总结今天的教学过程中，我尝试了多种教学方法来帮助学生理解和掌握电势能、电势和电势差的概念。首先，我通过生动的实例和故事引入了静电场的概念，让学生对静电现象有了直观的认识。然后，我详细讲解了电势能、电势和电势差的概念，并结合实例进行了深入的解释。在讲解过程中，我注重引导学生思考和提问，鼓励他们积极参与课堂讨论，以加深对知识点的理解。

为了巩固学生的学习效果，我还设计了课堂练习和实验活动。在练习中，我提供了不同难度的题目，让学生通过实际计算和思考来巩固所学知识。在实验活动中，我指导学生进行电势能转化为电能的实验，让他们亲身体验电势差的概念。通过这些活动，我发现学生对于电势能、电势和电势差的概念有了更深入的理解，并能够将其应用于实际问题中。

然而，在教学过程中，我也发现了一些问题和不足之处。首先，部分学生在理解和运用电势能、电势和电势差的概念时存在困难，需要更多的个别指导和帮助。其次，课堂讨论的参与度还有待提高，部分学生较为被动，需要更多的鼓励和引导。此外，实验活动的组织和管理还需要进一步优化，以确保每个学生都能够积极参与并从中受益。

针对这些问题和不足，我提出以下改进措施和建议。首先，我会加强对个别学生的指导和辅导，提供更多的学习资源和辅助材料，帮助他们克服学习困难。其次，我会设计更多互动性和参与性强的课堂活动，激发学生的学习兴趣和积极性，提高课堂讨论的参与度。最后，我会优化实验活动的组织和管理，确保每个学生都能够参与其中，并从中获得更多的实践经验和知识。第一章静电场5匀强电场中电势差与电场强度的关系示波管原理授课内容授课时数授课班级授课人数授课地点授课时间课程基本信息1.课程名称：高中物理选修3-1教科版第一章静电场第5节匀强电场中电势差与电场强度的关系示波管原理

2.教学年级和班级：高一年级

3.授课时间：2023年10月15日

4.教学时数：1课时核心素养目标1.理解匀强电场中电势差与电场强度的关系，培养学生科学思维能力。

2.通过探究示波管原理，提升学生的实验操作能力和科学探究精神。

3.培养学生运用物理知识解决实际问题的能力，强化物理与生活的联系。

4.激发学生对物理现象的好奇心，培养学生主动学习和持续学习的兴趣。教学难点与重点1.教学重点

①理解并掌握匀强电场中电势差与电场强度之间的定量关系。

②掌握示波管的工作原理及其在显示电信号中的应用。

2.教学难点

①如何将抽象的电场概念与具体的电势差和电场强度数值联系起来，形成直观的理解。

②示波管内部电子束的偏转机制以及如何通过电场控制电子束的运动轨迹。

③电势差与电场强度关系的数学表达式的推导和理解。

④示波管在实验操作中的具体调整方法，包括亮度和聚焦的控制。教学方法与手段1.教学方法

①采用讲授法，系统讲解匀强电场中电势差与电场强度的关系，确保学生掌握基础知识。

②运用讨论法，鼓励学生就示波管原理进行小组讨论，促进理解和知识的内化。

③利用实验法，通过演示实验，让学生直观感受电场和电势差的关系，增强实践操作能力。

2.教学手段

①使用多媒体设备展示电场和电势差的动态图像，帮助学生形成直观印象。

②利用教学软件模拟示波管的工作原理，让学生通过互动学习更好地理解电子束的偏转。

③利用网络资源，提供相关的视频资料，丰富教学内容，提高学生的学习兴趣。教学过程1.导入新课

-我会首先通过一个简单的日常生活中的静电现象引入今天的主题，比如“为什么秋冬季节脱毛衣时会有静电火花？”这样能够激发学生的好奇心和对静电现象的兴趣。

2.基础知识讲解

-接下来，我会系统地讲解匀强电场的基本概念，包括电场、电场强度和电势差等，确保每个学生都能理解这些基础概念。

-我会在黑板上画出匀强电场的示意图，并标注出电场强度和电势差的方向，让学生直观地看到它们之间的关系。

3.定律公式推导

-然后，我会引导学生一起推导匀强电场中电势差与电场强度的关系公式，即\(V=E\cdotd\)。

-在推导过程中，我会强调公式中每个变量的物理意义，并解释公式背后的物理原理。

4.示波管原理探究

-接下来，我会介绍示波管的基本结构和工作原理，通过展示示波管内部电子束的偏转图像，让学生理解电场如何控制电子束的运动。

-我会让学生分组讨论示波管的工作原理，并尝试解释电子束偏转的物理过程。

5.实验演示

-然后，我会进行一个简单的实验演示，使用示波器和一些基本电路元件，展示电场对电子束的影响。

-在实验过程中，我会让学生观察示波器屏幕上的波形变化，并解释这些变化背后的电场作用。

6.案例分析

-接着，我会提供一个实际的物理问题，比如计算某匀强电场中的电势差，让学生运用刚刚学到的知识解决问题。

-我会让学生分小组讨论，并选派代表来黑板上展示解题过程，同时我会对解题过程进行点评和指导。

7.总结与反馈

-在课程的最后，我会对今天学习的内容进行总结，强调匀强电场中电势差与电场强度关系的重点。

-我会邀请学生提出他们在学习过程中的疑问，并进行解答，确保每个学生都能够理解和掌握课程内容。

8.作业布置

-最后，我会布置相关的作业，包括一些计算题和思考题，让学生在课后巩固所学知识。

-我会强调作业的重要性，并提醒学生按时完成，以便在下一次课堂上进行讨论和反馈。

在整个教学过程中，我会不断提问和引导学生思考，确保他们能够积极参与课堂活动，并真正理解和吸收课程内容。同时，我也会根据学生的反应和反馈，适时调整教学进度和难度，以确保教学效果最大化。教学资源拓展1.拓展资源

-电场与电势差的关系：介绍电场线与等势面的概念，以及它们在匀强电场中的分布特点，帮助学生更深入地理解电场与电势差的关系。

-电场强度与电势差的关系：探讨电场强度在不同电场中的变化规律，以及如何通过电场强度来计算电势差。

-示波管的工作原理：详细介绍示波管内部电子束的产生、偏转和显示过程，以及如何通过调节电场来控制电子束的运动。

-电场在生活中的应用：列举一些电场在日常生活中的应用，如静电除尘、静电复印等，让学生感受物理知识的实用性。

-电场与电磁场的关系：简要介绍电场与电磁场的联系，为后续学习电磁学打下基础。

2.拓展建议

-阅读拓展：建议学生阅读一些关于电场、电势差和示波管原理的科普书籍或文章，以拓宽知识面。

-实践拓展：鼓励学生参与实验室的电磁学实验，如电场强度测量、示波管操作等，提高实践操作能力。

-讨论拓展：组织学生进行小组讨论，探讨电场与电磁场的关系，以及电场在科技发展中的应用。

-研究拓展：引导学生进行一些简单的科学探究，如设计实验来研究电场强度与电势差的关系，或者探索示波管在不同条件下的工作特性。

-应用拓展：鼓励学生思考电场知识在解决实际问题中的应用，如如何利用电场知识来优化静电除尘设备的设计。课堂小结，当堂检测课堂小结：

在本节课中，我们学习了匀强电场中电势差与电场强度的关系，以及示波管的工作原理。首先，我们回顾了电场、电场强度和电势差的基本概念，并探讨了它们之间的定量关系。通过公式\(V=E\cdotd\)，我们理解了在匀强电场中，电势差与电场强度和电子运动距离的关系。接着，我们详细讨论了示波管的结构和电子束偏转的原理，了解了电场如何控制电子束的运动轨迹，从而在示波器屏幕上显示电信号。

当堂检测：

为了检验同学们对本节课内容的掌握程度，下面我将提供几个检测题目，请大家独立完成。

1.填空题

-在匀强电场中，电势差\(V\)与电场强度\(E\)和距离\(d\)的关系是______。

-示波管中，电子束的偏转是通过______来实现的。

2.判断题

-()在匀强电场中，电场强度\(E\)与电势差\(V\)成正比。

-()示波管的工作原理是基于磁场对电子束的偏转作用。

3.计算题

-一个电子在匀强电场中以速度\(v\)进入电场，电场强度为\(E\)，电场方向与电子运动方向垂直。如果电子在电场中运动了距离\(d\)，求电子在电场中的加速度\(a\)和电势差\(V\)。

-一个示波管屏幕上的亮斑在未加电场时位于中心。现在在水平方向加上一个匀强电场，观察到亮斑向上偏移了一段距离\(y\)。已知电子束的初始速度\(v\)和电场强度\(E\)，求电子束在电场中运动的时间\(t\)。

4.思考题

-解释为什么在匀强电场中，电势差与电场强度和电子运动距离的关系是线性的。

-描述示波管在电子信号检测中的应用，并说明其重要性。

请同学们认真思考，将答案写在练习本上。完成之后，我们将一起讨论这些题目的解答，并总结今天的学习内容。重点题型整理题型一：推导题

题目：推导匀强电场中电势差与电场强度的关系公式。

解答：在匀强电场中，电场强度\(E\)是恒定的。根据电场力做功的公式\(W=qE\cdotd\)，其中\(W\)是电场力做的功，\(q\)是电荷量，\(d\)是电荷移动的距离。电势差\(V\)定义为单位电荷的电势能差，即\(V=\frac{W}{q}\)。将\(W\)的表达式代入，得到\(V=\frac{qE\cdotd}{q}=E\cdotd\)。因此，匀强电场中电势差与电场强度的关系公式为\(V=E\cdotd\)。

题型二：计算题

题目：一个电子在匀强电场中以速度\(v\)进入电场，电场强度为\(E\)，电子在电场中运动了距离\(d\)，求电子在电场中的加速度\(a\)和电势差\(V\)。

解答：电子在电场中受到的电场力\(F=qE\)，其中\(q\)是电子的电荷量。根据牛顿第二定律\(F=ma\)，电子的加速度\(a=\frac{F}{m}=\frac{qE}{m}\)。电势差\(V=E\cdotd\)。假设电子的电荷量为\(-1.6\times10^{-19}\)库仑，质量为\(9.11\times10^{-31}\)千克，代入数据计算可得加速度\(a\)和电势差\(V\)。

题型三：应用题

题目：一个示波管屏幕上的亮斑在未加电场时位于中心。现在在水平方向加上一个匀强电场，观察到亮斑向上偏移了一段距离\(y\)。已知电子束的初始速度\(v\)和电场强度\(E\)，求电子束在电场中运动的时间\(t\)。

解答：电子在电场中的偏转可以看作是竖直方向上的匀加速运动。根据运动学公式\(y=\frac{1}{2}at^2\)，其中\(a\)是加速度，\(t\)是时间。由于加速度\(a=\frac{qE}{m}\)，代入可得\(y=\frac{1}{2}\frac{qE}{m}t^2\)。解出时间\(t=\sqrt{\frac{2my}{qE}}\)。代入电子的电荷量、质量和题目给定的数据，计算得到电子束在电场中运动的时间\(t\)。

题型四：分析题

题目：解释为什么在匀强电场中，电势差与电场强度和电子运动距离的关系是线性的。

解答：在匀强电场中，电场强度\(E\)是恒定的，因此电场力对电子做的功\(W\)与电子移动的距离\(d\)成正比。由于电势差\(V\)是电场力做功与电荷量的比值，所以电势差\(V\)也与电子移动的距离\(d\)成正比，即\(V=E\cdotd\)。这种线性关系是因为匀强电场的特性决定的。

题型五：实验题

题目：设计一个实验来验证匀强电场中电势差与电场强度的关系。

解答：实验步骤如下：

1.准备一个带有两个平行板的电容器，用于产生匀强电场。

2.使用电压表测量电容器两板之间的电势差\(V\)。

3.使用电场强度计测量电容器板间的电场强度\(E\)。

4.保持电场强度\(E\)不变，改变两板之间的距离\(d\)，记录不同距离下的电势差\(V\)。

5.根据记录的数据，绘制电势差\(V\)与距离\(d\)的关系图。

6.分析关系图，验证电势差\(V\)与电场强度\(E\)和距离\(d\)的线性关系。内容逻辑关系1.匀强电场中电势差与电场强度的关系

①重点知识点：理解匀强电场的定义，掌握电场强度\(E\)和电势差\(V\)的概念。

②重点词汇：匀强电场、电场强度、电势差。

③重点句子：在匀强电场中，电势差\(V\)与电场强度\(E\)和电子运动距离\(d\)的关系可以表示为\(V=E\cdotd\)。

2.示波管的工作原理

①重点知识点：了解示波管的基本结构，掌握电子束在电场中的偏转原理。

②重点词汇：示波管、电子束、偏转板、荧光屏。

③重点句子：示波管通过控制电子束在电场中的偏转，来在荧光屏上显示电信号的波形。

3.电场与电磁场的关系

①重点知识点：探讨电场与电磁场的联系，为后续电磁学学习打下基础。

②重点词汇：电场、电磁场、电磁波。

③重点句子：电场是电磁场的一部分，在变化电场周围会产生磁场，形成电磁波。第一章静电场6电容器和电容授课内容授课时数授课班级授课人数授课地点授课时间课程基本信息1.课程名称：高中物理选修3-1教科版第一章静电场6电容器和电容

2.教学年级和班级：高二年级（12班）

3.授课时间：2022年10月15日，第3节

4.教学时数：1课时（45分钟）核心素养目标培养学生对静电场中电容器和电容的基本概念的理解，提高运用物理学原理分析实际问题的能力，发展科学思维能力，培养实验探究精神，以及提升对物理科学的应用意识和创新能力。通过本节课的学习，学生能够理解电容器的工作原理，掌握电容的计算方法，并能将电容器应用于实际电路中，从而增强解决实际问题的综合能力和科学素养。教学难点与重点1.教学重点

①电容器的基本概念和结构特点，包括电容器的定义、种类及其在不同电路中的作用。

②电容的计算方法，包括平行板电容器的电容计算公式及其相关影响因素。

2.教学难点

①电容器的等效电路分析，理解电容器在交流电路和直流电路中的不同表现。

②电容器的能量存储和释放过程，以及如何通过实验探究电容器的充放电特性。

③电容器的串并联关系，包括电容器串并联后的等效电容计算及其在电路中的应用。教学方法与策略1.结合讲授与讨论法，通过讲解电容器的基本概念和电容的计算方法，引导学生参与讨论电容器在实际电路中的应用。

2.设计实验活动，让学生亲自动手搭建电路，观察电容器的充放电过程，增强学生的实践操作能力和科学探究精神。

3.使用多媒体教学资源，如动画和视频，展示电容器的工作原理和电场分布，以及串并联电容器的等效计算过程，提高学生的学习兴趣和教学效果。教学实施过程1.课前自主探索

教师活动：

-发布预习任务：通过在线平台或班级微信群，发布关于电容器和电容的预习资料，包括电容器的基本概念、工作原理和电容的计算方法。

-设计预习问题：设计如“电容器在电路中的作用是什么？”“电容的计算公式是什么？”等问题，引导学生思考。

-监控预习进度：通过平台作业提交情况和学生反馈，监控学生的预习情况。

学生活动：

-自主阅读预习资料：学生阅读预习资料，理解电容器的基本概念和电容的计算方法。

-思考预习问题：学生针对预习问题进行思考，记录下自己的理解和疑问。

-提交预习成果：学生将预习笔记和问题提交至在线平台。

教学方法/手段/资源：

-自主学习法：培养学生自主学习能力。

-信息技术手段：利用在线平台进行资源共享和进度监控。

作用与目的：

-帮助学生提前了解电容器和电容的知识，为课堂学习打下基础。

-培养学生的自主学习能力和独立思考能力。

2.课中强化技能

教师活动：

-导入新课：通过实际生活中的电容器应用案例，如手机电池中的电容器，引出课题。

-讲解知识点：详细讲解电容器的工作原理和电容的计算方法，结合实例进行分析。

-组织课堂活动：设计小组讨论，让学生探讨电容器在电路中的作用；进行实验，观察电容器的充放电过程。

-解答疑问：对学生提出的疑问进行解答，帮助学生理解难点