2024-2025学年高中物理必修 第三册教科版（2019）教学设计合集

2024-2025学年高中物理必修第三册教科版（2019）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静电场电场强度和电场线 1.44电场力的功电势能 1.55电势电势差 1.66电势差与电场强度的关系 1.77静电的利用和防护 1.88电容器电容 1.99带电粒子在电场中的运动 1.10本章复习与测试二、第二章电路及其应用 2.11电流电压电阻 2.22实验:练习使用多用电表 2.33电阻定律电阻率 2.44实验:测量金属的电阻率 2.55实验:描绘I-U特性曲线 2.66电源的电动势和内阻闭合电路欧姆定律 2.77实验:测量电池的电动势和内阻 2.88焦耳定律电路中的能量转化 2.99家庭电路 2.10本章复习与测试三、第三章电磁场与电磁波初步 3.11磁场磁感线 3.22磁感应强度磁通量 3.33电磁感应现象及其应用 3.44电磁波的发现及其应用 3.55微观世界的量子化 3.6本章复习与测试四、第四章能源与可持续发展 4.11能量能量守恒定律 4.22能源 4.33环境保护与可持续发展 4.4本章复习与测试第一章静电场1电荷电荷守恒定律课题：科目：班级：课时：计划3课时教师：单位：一、教学内容分析1.本节课的主要教学内容为高中物理必修第三册教科版（2019）第一章《静电场1电荷电荷守恒定律》，主要包括电荷的基本概念、电荷的种类、电荷的相互作用以及电荷守恒定律。

2.教学内容与学生已有知识的联系：学生在初中阶段已经学习过电荷和静电现象，了解了正电荷和负电荷的概念，以及电荷之间的相互作用规律。在此基础上，本节课将进一步深入学习电荷守恒定律，使学生了解电荷在物理过程中的守恒性质，为后续学习静电场打下基础。教材中涉及的内容包括：

-电荷的基本概念：点电荷、元电荷等；

-电荷的种类：正电荷、负电荷；

-电荷的相互作用：同种电荷相斥，异种电荷相吸；

-电荷守恒定律：在一个封闭系统内，电荷的总量保持不变。二、核心素养目标1.科学思维：培养学生通过观察、实验、推理等方法，理解电荷及其相互作用的基本概念，学会运用科学思维分析电荷守恒定律在不同物理情境下的应用。

2.科学探究：引导学生设计实验验证电荷守恒定律，通过实验收集数据，分析结果，培养其科学探究能力和实验操作技能。

3.物理观念：帮助学生建立正确的电荷观念，理解电荷是物质的基本属性之一，认识到电荷守恒定律在自然界中的普遍性和重要性。

4.科学态度与责任：培养学生严谨的科学态度，对待实验和理论学习都要求真务实，同时增强其对物理知识应用的道德责任感。三、学情分析学生在初中阶段已经接触过电荷的基本概念，对于电荷的相互作用有一定的了解，但对其深入的科学原理和应用可能还不够清晰。在知识层面，学生已经掌握了基本的物理学原理和数学工具，能够理解并运用基本的物理公式和概念。在能力方面，学生具备一定的实验操作能力和数据分析能力，但可能缺乏独立设计实验和深入探究问题的经验。

在素质方面，学生具有一定的科学探究精神和创新意识，但可能缺乏持久的学习动力和深度学习的习惯。行为习惯上，学生可能习惯于被动接受知识，而不是主动探索和学习，这可能会影响他们对静电场章节的深入理解和应用。

此外，由于本节课内容涉及到较为抽象的电荷概念和守恒定律，学生可能需要更多的直观教学和实际操作来加深理解。因此，在教学中需要注重激发学生的兴趣，培养他们的主动学习能力和科学探究习惯。四、教学方法与手段教学方法：

1.讲授法：结合教材内容，以清晰的逻辑和生动的语言讲授电荷、电荷相互作用以及电荷守恒定律的基本概念和原理，确保学生能够理解并掌握核心知识。

2.实验法：设计并实施电荷相互作用和电荷守恒的实验，通过实际操作让学生直观感受电荷现象，增强学生的实践能力和科学探究精神。

3.讨论法：在课堂上组织小组讨论，让学生针对实验结果和理论内容进行思考和分析，促进学生的思维碰撞和深度学习。

教学手段：

1.多媒体教学：使用PPT展示电荷的图像、动画和实验过程，帮助学生更好地理解抽象概念和实验现象。

2.教学软件：利用物理模拟软件，如PhETInteractiveSimulations，让学生在虚拟环境中观察电荷的分布和相互作用，增强学习的互动性和趣味性。

3.网络资源：整合网络上的教学视频、在线实验和互动问答，为学生提供丰富的学习资源，拓展他们的学习视野。

具体教学设计如下：

1.导入新课

-使用多媒体展示静电现象的图片和视频，如静电吸引小纸片、静电放电等，激发学生的兴趣。

-简要回顾初中阶段学习的电荷知识，引导学生思考电荷的本质和特性。

2.讲授电荷和电荷相互作用

-使用PPT展示电荷的基本概念，包括点电荷、元电荷等。

-通过动画演示电荷之间的相互作用，解释同种电荷相斥、异种电荷相吸的原理。

-结合实际例子，如静电纸片实验，讲解电荷相互作用的物理意义。

3.实验探究电荷相互作用

-设计实验，让学生使用静电计和带电体进行实验，观察并记录电荷相互作用的现象。

-引导学生分析实验数据，探讨电荷相互作用规律。

4.讲解电荷守恒定律

-通过实例讲解电荷守恒定律，如摩擦起电、电荷转移等过程。

-使用教学软件模拟电荷守恒过程，让学生直观理解电荷守恒定律。

5.小组讨论

-将学生分组，讨论电荷守恒定律在不同物理情境下的应用，如电路中的电荷流动、电磁感应中的电荷变化等。

-每组选代表汇报讨论结果，教师点评并总结。

6.总结与作业布置

-对本节课的内容进行总结，强调电荷守恒定律在物理学中的重要性。

-布置作业，包括理论题和实验报告，巩固学生对电荷和电荷守恒定律的理解。五、教学过程设计1.导入新课（5分钟）

目标：引起学生对静电场的兴趣，激发其探索欲望。

过程：

开场提问：“你们在生活中遇到过静电现象吗？静电是什么引起的？”

展示静电现象的图片或视频片段，如静电放电、静电吸引轻物体等，让学生初步感受静电的魅力或特点。

简短介绍静电场的基本概念和重要性，为接下来的学习打下基础。

2.静电场基础知识讲解（10分钟）

目标：让学生了解静电场的基本概念、电荷的种类和电荷的相互作用。

过程：

讲解静电场的定义，包括电荷产生的电场。

详细介绍电荷的种类，包括正电荷和负电荷，以及电荷之间的相互作用规律。

使用图表或示意图帮助学生理解电荷在空间中产生的电场分布。

3.静电场案例分析（20分钟）

目标：通过具体案例，让学生深入了解静电场的特性和重要性。

过程：

选择几个典型的静电场案例进行分析，如静电除尘、静电喷涂等。

详细介绍每个案例的背景、静电场的作用及其在现实中的应用。

引导学生思考这些案例对实际生活的影响，以及如何利用静电场解决实际问题。

小组讨论：让学生分组讨论静电场在科技发展和工业应用中的未来发展或改进方向，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，每组选择一个与静电场相关的主题进行深入讨论。

小组内讨论该主题的原理、应用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，同时加深全班对静电场的认识和理解。

过程：

各组代表依次上台展示讨论成果，包括主题的原理、应用及解决方案。

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，强调静电场的重要性和意义。

过程：

简要回顾本节课的学习内容，包括静电场的基本概念、电荷的种类、电荷的相互作用以及案例分析等。

强调静电场在现实生活或科技发展中的价值和作用，鼓励学生进一步探索和应用静电场知识。

布置课后作业：让学生撰写一篇关于静电场应用的短文或报告，以巩固学习效果。六、拓展与延伸1.拓展阅读材料：

-《静电场的基本性质与应用》

-《电荷守恒定律的物理意义及实验验证》

-《静电现象在工业和日常生活中的应用案例分析》

-《电场强度的计算与测量方法》

-《电势与电势差的物理概念及其应用》

-《静电场中的能量储存与传输》

-《电荷分布与电场分布的关系研究》

-《电介质在静电场中的行为及其应用》

-《静电场对生物体的影响及其防护措施》

2.课后自主学习和探究：

-探究电荷守恒定律在不同物理情境下的应用，如电路分析、电磁感应等。

-设计实验验证电场强度的计算公式，通过实际测量电场强度来验证理论。

-研究静电场在工业生产中的应用，如静电喷涂、静电分选等，分析其工作原理和效益。

-分析静电现象在生活中的影响，如静电防护、静电除尘等，并提出改进措施。

-探索静电场与生物体的相互作用，了解静电场对生物体可能产生的影响。

-阅读相关科普文章，了解静电场在现代科技中的应用，如静电驱动器、静电存储器等。

-利用网络资源，观看静电场相关的教学视频，加深对静电场概念的理解。

-参与在线讨论，与同学和教师交流静电场的学习心得和疑问。

-尝试使用物理模拟软件，如PhETInteractiveSimulations，进行静电场的模拟实验，观察不同电荷分布下的电场变化。

-自主设计静电场相关的实验，通过实验探究静电场的特性，撰写实验报告。

-深入学习电势和电势差的概念，理解其在电路中的作用，并通过实际电路进行验证。

-研究电介质在静电场中的行为，如极化现象，以及电介质在静电场中的应用。

-阅读静电场的经典论文，了解静电场理论的发展历程和最新研究动态。

-参观实验室或工厂，实地观察静电场在实际应用中的运作情况，与工程师交流静电场技术的应用和挑战。七、课后作业1.设计一个实验，验证电荷守恒定律。要求写出实验目的、实验原理、实验步骤、实验数据和实验结论。

2.画出两个点电荷在不同位置的电场线分布图，并标出电场强度和电势的变化趋势。

3.计算一个带电球体在距离球心不同距离处的电势，并分析电势与距离的关系。

4.分析静电场在下列场景中的应用：静电喷涂、静电分选、静电防护。要求描述其工作原理及优缺点。

5.阅读一篇关于静电场在工业或科技领域应用的科普文章，总结文章中的关键信息，并写一篇200字左右的读后感。

补充举例题型及答案：

题型一：实验报告

答案：实验目的：验证电荷守恒定律。实验原理：在一个封闭系统内，电荷的总量保持不变。实验步骤：（1）准备一个电荷发生器和一个静电计；（2）用电荷发生器产生一定量的电荷；（3）将电荷分别转移到两个绝缘体上；（4）测量并记录两个绝缘体上的电荷量；（5）将两个绝缘体接触，观察电荷重新分配后的电荷量。实验数据：假设初始时两个绝缘体上的电荷量分别为+5C和-3C，接触后电荷重新分配，最终两个绝缘体上的电荷量分别为+2C和-2C。实验结论：实验结果符合电荷守恒定律，验证了电荷守恒定律的正确性。

题型二：电场线分布图

答案：假设有两个点电荷Q1和Q2，分别位于坐标原点(0,0)和(4,0)。画出电场线分布图，电场线从正电荷Q1向外发散，向负电荷Q2收敛。在两个电荷之间，电场线呈现出弯曲的形状。电场强度在Q1附近较大，随着距离增加而减小；在Q2附近较小，随着距离增加而增加。电势在Q1附近较高，随着距离增加而降低；在Q2附近较低，随着距离增加而升高。

题型三：电势计算

答案：假设有一个带电球体，电荷量为Q，半径为R。在距离球心r处的电势V可由公式V=kQ/r计算得出，其中k为电势常数。当r=R时，电势V=kQ/R；当r=2R时，电势V=kQ/(2R)。可以看出，电势V与距离r成反比。

题型四：静电场应用分析

答案：静电喷涂：利用静电场使涂料微粒带电，然后喷涂到带相反电荷的物体表面，使涂料均匀附着。优点是涂料利用率高，环境污染小；缺点是设备成本较高。静电分选：利用静电场对不同电荷或极性的物料进行分离。优点是分选精度高，处理能力强；缺点是对物料湿度等条件有要求。静电防护：通过接地、屏蔽等方法，防止静电对电子设备或人体产生危害。优点是提高设备安全性和可靠性；缺点是可能增加设备成本。

题型五：读后感

答案：阅读《静电场在工业应用中的神奇力量》一文，我深刻认识到静电场在现代工业中的重要地位。文章介绍了静电喷涂、静电分选等应用场景，让我对静电场的实际应用有了更直观的认识。同时，文章也提到了静电场在环境保护、提高生产效率等方面的优势，使我更加重视静电场的学习和研究。八、教学评价与反馈1.课堂表现：

-学生能够积极参与课堂讨论，对于静电场的基本概念和电荷的相互作用表现出较好的理解。

-在实验环节，学生能够认真观察实验现象，按照实验步骤进行操作，对实验结果进行思考和总结。

-学生在课堂上的提问和回答问题表现出较高的积极性和思考深度，能够结合生活实际进行知识的应用。

2.小组讨论成果展示：

-各小组能够围绕主题进行深入的讨论，提出了有创意的解决方案和应用案例。

-小组代表在展示时能够清晰表达本组的观点，展示过程中其他小组成员积极参与，形成了良好的互动。

-展示内容与课本知识紧密结合，能够体现出学生对静电场知识的深入理解和应用。

3.随堂测试：

-测试题目涵盖了电荷、电场、电势等关键知识点，学生能够准确回答大部分问题。

-学生在解决计算题时，能够正确运用公式，但对于复杂问题的解决策略还需进一步培养。

-测试结果显示，学生在电荷守恒定律的理解上还有待加强，需要教师在后续教学中重点关注。

4.课后作业与自主学习：

-学生能够按时提交课后作业，作业质量较高，对知识点的掌握较为扎实。

-学生在自主学习环节能够积极查找资料，对静电场的相关应用有了更深入的了解。

-学生在实验报告撰写中能够详细记录实验过程，对实验结果进行分析，但部分学生的实验结论还需更加严谨。

5.教师评价与反馈：

-针对学生的课堂表现，教师应给予积极肯定，鼓励学生继续参与讨论和提问。

-对于小组讨论成果展示，教师应指出各组的亮点，同时提出改进建议，如如何更清晰地表达观点，如何更好地结合课本知识等。

-针对随堂测试的结果，教师应分析学生的薄弱环节，制定针对性的辅导计划，如加强电荷守恒定律的教学，提供更多的练习机会。

-对于课后作业和自主学习，教师应鼓励学生的自主学习精神，同时指出作业中的不足，如实验报告的严谨性、作业的逻辑性等，并提供相应的改进建议。

-教师应定期与学生进行交流，了解他们在学习过程中的困惑和需求，及时调整教学策略，以促进学生的全面发展。板书设计①静电场的基本概念

-电荷：正电荷、负电荷

-电场：电荷产生的力场

-电场线：表示电场方向和强度的线条

②电荷的相互作用

-同种电荷相斥

-异种电荷相吸

-电荷守恒定律：封闭系统内电荷总量不变

③静电场案例分析

-静电除尘：利用静电场去除尘埃

-静电喷涂：利用静电场使涂料均匀附着

-静电分选：利用静电场分离不同电荷的物料

板书设计：

1.标题：静电场1电荷电荷守恒定律

2.重点知识点：

-静电场的基本概念：电荷、电场、电场线

-电荷的相互作用：相斥、相吸

-电荷守恒定律

3.关键词：

-电荷、电场、相互作用、守恒定律

4.逻辑关系：

-电荷产生电场，电场影响电荷

-同种电荷相斥，异种电荷相吸

-封闭系统内电荷总量不变

5.图像设计：

-使用箭头表示电场线的方向和强度

-使用正负符号表示电荷的种类

-使用图像展示静电场案例，如静电除尘、静电喷涂等教学反思在实验环节，我发现学生的动手操作能力有待提高。在今后的教学中，我将加强实验指导，让学生更加熟练地掌握实验操作技巧，培养他们的实验能力和科学探究精神。

在小组讨论环节，我发现学生的合作能力和解决问题的能力还有待加强。在今后的教学中，我将更加注重培养学生的团队合作精神，引导他们积极参与讨论，提出创新性的解决方案。

在教学过程中，我发现学生的自主学习能力还有待提高。在今后的教学中，我将鼓励学生进行自主学习，提供更多的学习资源，引导他们主动探索和学习。

总之，通过本节课的教学，我深刻认识到教学过程中的不足之处，并明确了今后的教学改进方向。我将不断反思和总结教学经验，努力提高自己的教学水平，为学生的全面发展做出更大的贡献。第一章静电场2库仑定律一、教学内容分析

1.本节课的主要教学内容是高中物理必修第三册教科版（2019）第一章《静电场2库仑定律》。本节课将重点介绍库仑定律的表述、适用条件及其在静电场中的应用，包括点电荷之间的相互作用力计算、库仑力的方向判断等。

2.教学内容与学生已有知识的联系：学生在初中阶段已经学习过电荷、电场等基本概念，了解电荷之间的相互作用。在此基础上，本节课的库仑定律是静电场基本定律之一，与学生的已有知识紧密相连。教材中具体涉及以下内容：

-库仑定律的表述：F=k*q1*q2/r^2，其中F为电荷间的作用力，k为库仑常数，q1、q2为电荷量，r为电荷间距离。

-库仑定律的适用条件：适用于真空中的静止点电荷之间的相互作用。

-库仑力的方向：同种电荷相互排斥，异种电荷相互吸引。

-应用示例：计算两点电荷间的相互作用力，判断电荷间的作用力方向。二、核心素养目标分析

1.理解概念与规律：培养学生理解库仑定律的物理含义和数学表达式，能够运用库仑定律解释和预测静电场中电荷间的相互作用，提高学生的科学思维能力和物理概念理解力。

2.科学探究：通过实验探究和数学计算，让学生体验科学探究的过程，培养其问题提出、假设提出、实验设计和结果分析的能力，发展学生的实践创新能力。

3.科学态度与责任：教育学生尊重科学事实，严谨对待实验数据和计算结果，培养其科学精神和责任感，以及对科学研究的尊重和热情。

4.科学运用：鼓励学生将库仑定律应用于实际问题中，如电子设备设计、静电防护等，提升学生的技术应用意识和解决实际问题的能力。三、学情分析

学生在高中阶段已经具备了一定的物理知识基础，对电荷和电场有初步的认识。在知识方面，学生已经学习过基本的代数和几何知识，能够理解和运用库仑定律的数学表达式。在能力方面，学生具备一定的实验操作能力，能够通过实验验证物理定律，同时具备一定的数学计算能力，能够进行简单的物理量的计算。

然而，学生在理解抽象物理概念和复杂物理过程方面可能存在困难，需要通过具体实例和实验来加深理解。在素质方面，学生可能缺乏科学探究的持久性和深入性，需要教师在课堂上引导和激励。

行为习惯方面，学生可能习惯于被动接受知识，缺乏主动学习和探究的习惯。这对课程学习可能产生不利影响，因为库仑定律的理解和应用需要学生主动思考和实践。因此，教学中需要注重激发学生的学习兴趣，培养其主动学习和探究的习惯，以提高学习效果。四、教学资源准备

1.教材与学习资料

-确保每位学生都配备高中物理必修第三册教科版（2019）教材，特别是第一章《静电场2库仑定律》的相关内容。

-分发学习资料，包括库仑定律的概述、例题解析、课后习题及答案等，以辅助学生对课堂内容的理解和巩固。

2.辅助材料

-图片资源：收集与电荷、电场、库仑定律相关的图片，如电荷分布图、电场线示意图等，用于直观展示电荷间的相互作用。

-图表资源：准备库仑定律的数学表达式图表，以及电荷间作用力随距离变化的图表，帮助学生理解库仑定律的定量关系。

-视频资源：搜集库仑定律的科普视频，以及相关的物理实验演示视频，用于课堂教学中的辅助讲解和示范。

-软件资源：安装物理模拟软件，如电场模拟软件，让学生通过模拟实验来观察电荷间的相互作用。

3.实验器材

-点电荷模型：准备不同电荷量的点电荷模型，用于模拟电荷间的相互作用。

-电场探测仪：配备电场探测仪，用于测量电场的强度和方向。

-实验电路：准备实验电路，包括电源、电阻、电容等，用于进行电场相关的实验。

-测量工具：准备尺子、圆规、计算器等测量工具，用于学生进行数学计算和实验测量。

-实验指导书：编写实验指导书，详细说明实验目的、原理、步骤和注意事项，确保实验的安全性和有效性。

4.教室布置

-分组讨论区：在教室内划分出分组讨论区域，每组学生配备桌椅、白板和必要的实验器材，方便学生进行小组合作和讨论。

-实验操作台：设置实验操作台，配备实验所需的器材和工具，确保实验的顺利进行。

-互动展示区：准备投影仪和屏幕，用于展示教学PPT、视频和实验结果，增强课堂互动性。

-学习氛围营造：通过悬挂物理学家画像、科学名言等方式，营造积极向上的学习氛围。

5.教学支持材料

-教师教案：准备详细的教案，包括教学目标、教学步骤、教学方法、课堂管理策略等，确保教学活动的有序进行。

-学生作业本：为学生准备作业本，用于记录课堂笔记、完成练习和作业。

-测试卷：准备与库仑定律相关的测试卷，用于检测学生对课堂内容的掌握情况。

6.教学反馈与评价

-学生反馈表：设计学生反馈表，收集学生对教学资源、教学方法、教学效果等方面的意见和建议。

-教学评价表：制定教学评价表，用于评估学生对库仑定律的理解程度和教学目标的达成情况。五、教学过程设计

1.导入新课（5分钟）

目标：引起学生对库仑定律的兴趣，激发其探索欲望。

过程：

开场提问：“你们知道电荷间的相互作用力是如何计算的嘛？它与我们的生活有什么关系？”

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现象的魅力或特点。

简短介绍库仑定律的基本概念和重要性，为接下来的学习打下基础。

2.库仑定律基础知识讲解（10分钟）

目标：让学生了解库仑定律的基本概念、适用条件和数学表达式。

过程：

讲解库仑定律的定义，包括电荷间相互作用力的计算公式。

详细介绍库仑定律的适用条件，如真空中的静止点电荷。

使用图表或示意图帮助学生理解库仑定律的物理意义。

3.库仑定律案例分析（20分钟）

目标：通过具体案例，让学生深入了解库仑定律的特性和重要性。

过程：

选择几个典型的库仑定律应用案例进行分析，如电荷分布对电场的影响、静电防护措施等。

详细介绍每个案例的背景、特点和意义，让学生全面了解库仑定律在不同场景下的应用。

引导学生思考这些案例对实际生活或学习的影响，以及如何应用库仑定律解决实际问题。

小组讨论：让学生分组讨论库仑定律在实际应用中的局限性和可能的改进方向，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，每组选择一个与库仑定律相关的主题进行深入讨论。

小组内讨论该主题的理论基础、实际应用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，同时加深全班对库仑定律的认识和理解。

过程：

各组代表依次上台展示讨论成果，包括主题的理论基础、实际应用及解决方案。

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，强调库仑定律的重要性和意义。

过程：

简要回顾本节课的学习内容，包括库仑定律的基本概念、适用条件、案例分析等。

强调库仑定律在静电场理论中的价值和作用，鼓励学生进一步探索和应用库仑定律。

布置课后作业：让学生撰写一篇关于库仑定律在实际应用中的例子的短文或报告，以巩固学习效果。六、学生学习效果

学生学习效果主要体现在以下几个方面：

1.知识掌握方面：

-学生能够准确理解并记忆库仑定律的表述，即电荷间的作用力与电荷量的乘积成正比，与距离的平方成反比。

-学生能够熟练运用库仑定律计算两点电荷间的相互作用力，并能够判断作用力的方向。

-学生通过案例分析，理解库仑定律在实际应用中的重要性，如静电防护、电子设备设计等领域的应用。

-学生能够掌握库仑定律的适用条件，了解其在真空中的静止点电荷之间的适用性。

2.能力提升方面：

-学生通过实验探究，提高了实验操作能力和观察能力，能够通过实验验证库仑定律，加深对物理概念的理解。

-学生在小组讨论中，提高了合作交流能力和批判性思维能力，能够就库仑定律的应用提出创新性的想法和建议。

-学生在课堂展示中，锻炼了表达能力，能够清晰、逻辑地表达自己的观点和思考过程。

3.素质培养方面：

-学生通过学习库仑定律，培养了对物理科学的兴趣和好奇心，增强了探索未知世界的欲望。

-学生在学习过程中，培养了科学态度和严谨的思维方式，对实验数据和计算结果持尊重和谨慎的态度。

-学生通过将库仑定律应用于实际问题，提高了问题解决能力和技术应用意识，为将来的学习和工作打下坚实的基础。

4.知识应用方面：

-学生能够将库仑定律与已学的电场、电势等知识相结合，形成对静电场理论的全面理解。

-学生能够利用库仑定律分析静电现象，如静电吸附、静电放电等，并能够提出相应的防护措施。

-学生能够将库仑定律应用于实际的电子设备设计和电路分析中，提高了解决实际问题的能力。

5.思维发展方面：

-学生通过学习库仑定律，培养了抽象思维和逻辑思维能力，能够在复杂问题中寻找规律和解决方法。

-学生在分析案例和进行实验探究时，锻炼了批判性思维和创造性思维，能够提出新的观点和解决方案。

-学生通过不断的学习和实践，逐渐形成了科学探究的思维方式，能够主动提出问题、设计实验、分析数据。

6.学习习惯方面：

-学生在学习库仑定律的过程中，逐渐养成了主动学习和探究的习惯，不再依赖教师的单向传授。

-学生通过完成课后作业和项目报告，提高了自主学习的能力，能够在课后自主复习和拓展知识。

-学生在课堂上积极参与讨论和展示，形成了积极互动的学习氛围，促进了学习效果的提升。七、作业布置与反馈

作业布置：

1.理论作业：

-请学生复习库仑定律的相关内容，并完成教材第一章《静电场2库仑定律》后的习题1、习题3和习题5。

-要求学生撰写一篇关于库仑定律在实际应用中的案例分析报告，报告应包括案例背景、库仑定律的应用分析、存在的问题及可能的改进措施。

2.实践作业：

-设计一个简单的实验，使用点电荷模型和电场探测仪来模拟并验证库仑定律，要求学生记录实验数据，绘制电荷间作用力随距离变化的图表，并撰写实验报告。

3.研究性作业：

-鼓励学生查找相关的科学文献或网络资源，了解库仑定律在现代物理学中的应用和发展，以及相关的科技进展。

作业反馈：

1.理论作业反馈：

-教师将逐一批改学生的习题和报告，重点关注学生对库仑定律的理解程度、公式运用是否正确以及案例分析是否深入。

-对于习题，教师会指出学生计算中的错误，解释正确的解题思路和方法，并提供额外的练习题以供巩固。

-对于报告，教师会给出详细的评价和建议，包括报告的结构、内容完整性、分析深度和语言表达等方面。

2.实践作业反馈：

-教师会检查学生的实验报告，确保实验步骤的准确性和实验数据的可靠性。

-教师会针对学生的实验设计和数据分析提出建议，帮助学生改进实验方法，提高实验结果的准确性。

3.研究性作业反馈：

-教师会与学生讨论其在研究性作业中的发现，鼓励学生分享自己的理解和看法。

-教师会提供进一步的阅读材料和资源，帮助学生拓宽知识视野，促进学生的自主学习能力。

具体反馈内容示例：

-对于习题1的错误解答，教师反馈：“你在计算电荷间作用力时忽略了库仑常数的单位，这导致你的结果出现了数量级的错误。请重新计算并注意单位的转换。”

-对于案例分析报告，教师反馈：“你的报告结构清晰，案例选择恰当。但在分析部分，你可以进一步探讨库仑定律在不同条件下的适用性，以及如何优化设计以减少静电影响。”

-对于实验报告，教师反馈：“你的实验设计合理，数据记录详尽。但在图表绘制时，请注意坐标轴的标注和比例尺的设置，以便于他人更好地理解你的实验结果。”

-对于研究性作业，教师反馈：“你对库仑定律在现代物理学中的应用进行了很好的梳理。为了进一步深入研究，你可以尝试阅读相关的学术论文，以获取更专业的研究视角。”八、课后作业

1.计算题：已知两点电荷分别为+2C和-3C，它们之间的距离为0.1m，求它们之间的相互作用力。

答案：F=k*q1*q2/r^2=9*10^9*2*(-3)/(0.1)^2=-5.4*10^10N

2.计算题：一个点电荷q1=+5μC，另一个点电荷q2=-3μC，它们相距0.2m。求它们之间的相互作用力的大小和方向。

答案：F=k*q1*q2/r^2=9*10^9*5*10^-6*(-3)*10^-6/(0.2)^2=-3.375*10^-3N，方向为q1指向q2。

3.应用题：一个正点电荷q1=+2μC，固定在空间中，另一个负点电荷q2=-1μC，从无穷远处逐渐靠近q1。求当q2距离q1为0.1m时，q2所受的作用力的大小和方向。

答案：F=k*q1*q2/r^2=9*10^9*2*10^-6*(-1)*10^-6/(0.1)^2=-1.8*10^-3N，方向为q2指向q1。

4.计算题：两个等量正点电荷q1=q2=+1μC，相距0.2m。求它们之间的相互作用力的大小和方向。

答案：F=k*q1*q2/r^2=9*10^9*1*10^-6*1*10^-6/(0.2)^2=-2.25*10^-3N，方向为两个电荷相互排斥。

5.应用题：一个正点电荷q1=+3μC，固定在空间中，另一个负点电荷q2=-2μC，从无穷远处逐渐靠近q1。求当q2距离q1为0.15m时，q2所受的作用力的大小和方向。

答案：F=k*q1*q2/r^2=9*10^9*3*10^-6*(-2)*10^-6/(0.15)^2=-2.4*10^-3N，方向为q2指向q1。九、板书设计

①库仑定律

-定义：电荷间相互作用力与电荷量乘积成正比，与距离平方成反比

-公式：F=k*q1*q2/r^2

-适用条件：真空中的静止点电荷

-库仑常数：k=9*10^9N·m^2/C^2

②库仑力的方向

-同种电荷：相互排斥

-异种电荷：相互吸引

③库仑定律的应用

-静电防护

-电子设备设计

-电场分析

-电路分析

板书设计应注重条理清楚、重点突出、简洁明了，以便于学生理解和记忆。同时，板书设计应具有艺术性和趣味性，以激发学生的学习兴趣和主动性。可以通过使用彩色粉笔、绘制图形、添加注释等方式来增强板书的艺术性和趣味性。例如，可以使用不同的颜色来区分不同类型的电荷，绘制电荷间的相互作用力示意图，添加一些有趣的事实或例子来吸引学生的注意力。通过精心设计的板书，可以帮助学生更好地理解和掌握库仑定律的相关知识，提高学习效果。第一章静电场3静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、教学内容分析1.本节课的主要教学内容是高中物理必修第三册教科版（2019）第一章《静电场》的第三节《静电场电场强度和电场线》。本节课将详细介绍电场强度和电场线的概念，包括电场强度的定义、计算方法以及电场线的分布规律。

2.教学内容与学生已有知识的联系：学生在之前的学习中已经了解了静电场的基本概念，如电荷、电场等。本节课的内容将帮助学生更深入地理解静电场的性质，掌握电场强度和电场线这两个重要概念。教材中涉及的内容包括：

-电场强度的定义：电场中某点的电场强度等于该点处的单位正电荷所受的电场力。

-电场强度的计算方法：利用公式E=F/q，其中E为电场强度，F为电场力，q为电荷量。

-电场线的定义：电场线是用来表示电场强度和方向的一种图形表示方法。

-电场线的分布规律：电场线从正电荷出发，指向负电荷；电场线不相交，疏密程度表示电场强度的大小。二、核心素养目标1.理解概念：培养学生对电场强度和电场线概念的理解，提高学生抽象思维能力和物理概念的形成能力。

2.应用数学工具：训练学生运用数学知识（如公式推导、图形分析）解决物理问题，提升学生的数学应用能力和科学思维能力。

3.科学探究：通过实验和观察电场线分布，激发学生的探究兴趣，培养学生的实验操作能力和科学探究精神。

4.科学态度：培养学生严谨的科学态度，对电场强度和电场线的理解要基于科学原理和实验证据，避免主观臆断。

5.科学交流：鼓励学生通过讨论和交流，表达对电场强度和电场线的理解，提高学生的语言表达能力和合作学习能力。三、重点难点及解决办法1.重点：理解电场强度和电场线的概念，掌握电场强度的计算方法。

解决办法：通过生动的实例和实验演示，让学生直观感受电场强度和电场线的物理意义。结合课本中的图示和公式，逐步引导学生理解和运用。

2.难点：电场强度公式的推导和电场线的绘制。

解决方法：

-电场强度公式的推导：通过引导学生回顾力学中的力和加速度的关系，类比推导出电场强度公式，强化公式背后的物理意义。

-电场线的绘制：通过实际操作，如使用磁铁周围的铁屑分布来模拟电场线，帮助学生形象理解电场线的分布规律。同时，通过逐步指导学生绘制不同电荷分布的电场线图，提高他们的空间想象能力和图形表达能力。四、教学方法与手段教学方法：

1.讲授法：通过系统的讲解，介绍电场强度和电场线的基本概念、公式和原理，确保学生掌握必要的基础知识。

2.讨论法：在讲解完基本概念后，组织学生进行小组讨论，探讨电场强度和电场线在实际生活中的应用，以及不同电荷分布下的电场线变化，激发学生的思考和探究兴趣。

3.实验法：通过实验观察电场线的分布，如使用导电纸和铁屑模拟电场线，让学生直观感受电场线的形态和变化，增强学生的实践操作能力和直观理解力。

教学手段：

1.多媒体演示：使用PPT或教学软件展示电场强度和电场线的动态模型，帮助学生形象理解电场线的分布和电场强度的变化。

2.互动式白板：利用互动式白板，让学生参与到电场线的绘制和电场强度公式的推导过程中，提高学生的参与度和学习兴趣。

3.在线平台：利用在线教学平台，发布相关的学习资料和练习题，让学生在课后自主学习和巩固知识，同时教师可以通过平台监控学生的学习进度和效果。

具体教学步骤如下：

1.导入新课

-利用多媒体展示静电现象的图片，如静电吸附、静电放电等，引导学生关注静电场的相关知识。

2.讲解电场强度和电场线的概念

-使用PPT展示电场强度的定义、计算公式和电场线的特点。

-通过板书和口头讲解，详细解释电场强度和电场线的物理意义。

3.讨论电场强度和电场线的关系

-将学生分组，讨论不同电荷分布下电场强度和电场线的变化规律。

-每组选代表分享讨论结果，教师总结并补充。

4.实验观察电场线

-使用导电纸和铁屑进行实验，让学生观察电场线的分布。

-引导学生记录观察结果，并尝试用所学的知识解释实验现象。

5.总结与练习

-教师总结本节课的重点内容，强调电场强度和电场线的应用。

-利用在线平台发布练习题，让学生在课后进行自我检测。

6.课后作业与反馈

-布置相关的课后作业，包括理论题目和实验报告。

-通过在线平台收集学生的作业，提供反馈和指导。五、教学过程设计1.导入环节（用时5分钟）

-创设情境：展示静电现象的图片和视频，如静电放电、静电吸附等，让学生观察并思考这些现象背后的物理原理。

-提出问题：询问学生是否了解静电场，以及静电场中的力是如何表现出来的，激发学生的好奇心和求知欲。

-引出主题：通过问题引导学生思考静电场中的电场强度和电场线，进而导入本节课的主题。

2.讲授新课（用时20分钟）

-电场强度的概念和计算方法（用时5分钟）

-展示电场强度的定义和公式，通过板书和PPT讲解电场强度的计算方法。

-举例说明电场强度在实际问题中的应用，如电荷间的相互作用力。

-电场线的特点（用时5分钟）

-展示电场线的图示，讲解电场线的分布规律和特点。

-通过PPT动画展示电场线的形成过程，帮助学生直观理解电场线的形态。

-电场强度与电场线的关系（用时5分钟）

-讲解电场强度与电场线的关系，如何通过电场线来分析电场强度的大小和方向。

-提供实例，让学生通过电场线来推断电场强度。

3.师生互动环节（用时10分钟）

-小组讨论（用时5分钟）

-将学生分成小组，每组根据所学的电场强度和电场线知识，讨论一个具体问题，如“不同电荷分布下的电场线如何变化”。

-每组选代表分享讨论结果，教师对学生的回答进行点评和补充。

-实验观察（用时5分钟）

-利用导电纸和铁屑进行实验，让学生观察电场线的分布。

-教师引导学生记录观察结果，并提问学生如何根据电场线推断电场强度。

4.巩固练习（用时5分钟）

-练习题目：发放练习题，让学生独立完成，题目涉及电场强度和电场线的计算和绘图。

-讨论答案：学生相互交流答案，教师选取几道题目进行讲解和点评。

5.课堂小结（用时2分钟）

-教师总结本节课的重点内容，强调电场强度和电场线的应用。

-提醒学生在课后复习巩固所学知识。

6.课后作业布置（用时3分钟）

-布置相关的课后作业，包括理论题目和实验报告。

-强调作业的提交时间和要求。

整个教学过程注重学生的参与和互动，通过实验和讨论等教学手段，帮助学生更好地理解和掌握电场强度和电场线的知识。同时，通过练习和课堂提问，巩固学生对新知识的理解和掌握，促进核心素养能力的发展。六、知识点梳理1.静电场的基本概念

-静电场的定义：由静止电荷产生的场。

-静电场的特点：不随时间变化，具有保守性。

2.电荷与电场

-电荷的种类：正电荷和负电荷。

-电荷的守恒定律：电荷既不能被创造也不能被消灭。

-电场的概念：电荷周围的空间中存在的一种特殊状态，能够对其他电荷产生力的作用。

3.电场强度

-电场强度的定义：电场中某点处的电场强度等于单位正电荷在该点所受的电场力。

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

-电场强度的单位：牛顿/库仑（N/C）或伏特/米（V/m）。

4.电场线的概念与性质

-电场线的定义：用来表示电场强度和方向的一种假想线条。

-电场线的性质：

-电场线从正电荷出发，指向负电荷。

-电场线不相交，表示电场力不会有两个方向。

-电场线的疏密程度表示电场强度的大小。

5.电场线的分布规律

-电场线在电荷周围的分布：呈放射状或收敛状。

-电场线在等量同种电荷之间的分布：呈对称状。

-电场线在等量异种电荷之间的分布：呈反对称状。

6.电场强度与电场线的关系

-电场强度的大小可以通过电场线的疏密程度来判断：电场线密集的地方电场强度大，稀疏的地方电场强度小。

-电场线的方向表示电场强度的方向。

7.静电力与电场强度的关系

-静电力公式：F=qE，其中F为静电力，q为电荷量，E为电场强度。

-静电力的大小与电场强度和电荷量成正比。

8.电场强度的叠加原理

-当空间中有多个电荷时，某点的电场强度等于各个电荷单独存在时在该点产生的电场强度的矢量和。

9.电势与电场强度的关系

-电势是电场中电荷所具有的势能。

-电场强度与电势的关系：E=-dV/dr，其中E为电场强度，V为电势，r为位置矢量。

10.静电场的能量

-静电场的能量密度：u=1/2*ε*E^2，其中u为能量密度，ε为电介质的介电常数，E为电场强度。

-静电场的总能量：U=∫udV，其中U为总能量，dV为微小体积元。

11.静电场的应用

-静电场的应用领域包括静电除尘、静电喷涂、静电分离等。

12.安全用电与静电防护

-静电防护措施：接地、使用抗静电材料、控制环境湿度等。

-安全用电的原则：不接触低压带电体，不靠近高压带电体。

本节课的知识点涵盖了静电场的基本概念、电场强度和电场线的定义与性质、电场强度的计算与叠加原理、电势与电场强度的关系以及静电场的应用和安全防护。通过这些知识点的学习，学生将能够更好地理解和掌握静电场的相关知识，为后续电磁学内容的学习打下坚实的基础。七、教学反思与总结教学反思：

这节课我围绕静电场中的电场强度和电场线进行了详细的讲解和实验演示。在教学方法上，我尝试了讲授法、讨论法和实验法等多种方式，力求让学生从不同角度理解和掌握知识。通过创设情境和提出问题，我成功激发了学生的学习兴趣和求知欲。然而，在教学过程中我也发现了一些不足之处。

首先，在讲解电场强度公式推导时，我觉得可能讲得过于快速，没有给足学生思考的时间。有些学生可能没有完全跟上思路，导致对公式理解不够深刻。其次，在小组讨论环节，虽然学生们积极参与，但讨论深度不够，有些学生可能只是简单地重复了课本上的内容，没有真正进行深入思考。最后，在课堂管理方面，我注意到有些学生在实验环节注意力不够集中，可能是因为实验操作较为简单，没有充分吸引他们的兴趣。

教学总结：

从整体上看，本节课的教学效果是积极的。学生们对电场强度和电场线的概念有了更清晰的认识，通过实验观察电场线的分布，他们对电场有了更直观的感受。在知识掌握方面，学生们能够运用所学知识解决一些简单的问题，如电场强度的计算和电场线的绘制。在技能方面，学生的实验操作能力得到了锻炼，他们能够独立完成实验并记录结果。在情感态度方面，学生们对物理学科的兴趣有所提升，对静电现象的好奇心也得到了满足。

针对存在的问题和不足，我认为在今后的教学中需要做出以下改进：

1.在讲解复杂概念和公式推导时，要适当放慢速度，给予学生更多的思考时间和空间，确保他们真正理解。

2.在小组讨论环节，要提前准备好更具挑战性的问题，引导学生进行深入的思考和讨论，提高讨论的深度。

3.在实验环节，可以增加一些探索性的实验内容，让学生在操作中思考，提高他们的参与度和兴趣。

4.加强课堂管理，确保学生在实验环节能够集中注意力，积极参与实验操作和观察。八、课后拓展拓展内容：

1.阅读材料：

-《电磁学导论》第一章：静电场的基础理论，深入探讨电场强度和电场线的数学表达和物理意义。

-《物理世界》杂志：静电场在自然界和科技领域的应用，包括静电除尘、静电喷涂、静电分离技术等。

-《科学美国人》：静电现象在科学研究中的新发现，如静电在纳米技术中的应用。

2.视频资源：

-《科普中国》：电场强度和电场线的动画演示，帮助学生直观理解电场线的分布和电场强度的变化。

-《物理实验室》：静电场实验视频，展示不同电荷分布下的电场线形态，以及电场强度随距离变化的规律。

-《科技前沿》：静电场在现代科技中的应用实例，如静电驱动装置、静电传感器等。

拓展要求：

1.阅读拓展：

-鼓励学生在课后阅读推荐的书籍和杂志，加深对电场强度和电场线概念的理解，以及静电场在实际应用中的重要性。

-要求学生撰写读书笔记，总结阅读中的关键点和自己的思考，教师将提供必要的指导和帮助。

2.观看视频：

-建议学生观看视频资源，尤其是动画演示和实验视频，以增强对静电场知识的直观感受。

-观看后，学生需撰写观后感，描述视频中的实验现象和科学原理，教师将提供解答疑问和讨论的机会。

3.实践活动：

-鼓励学生在家中尝试简单的静电实验，如使用气球和毛绒布料产生静电，观察静电吸附现象。

-学生可以记录实验过程和结果，与同学和教师分享实验体验，教师将提供必要的实验指导。

4.研究探索：

-鼓励学生对静电场在特定领域的应用进行深入研究，如静电在环保、医疗、工业等领域的应用。

-学生可以选择一个感兴趣的方向，进行资料搜集和研究，最终形成研究报告，教师将提供研究方法和写作指导。板书设计1.标题：静电场电场强度和电场线

2.核心概念：

-静电场：由静止电荷产生的场

-电场强度：单位正电荷在某点所受的电场力

-电场线：表示电场强度和方向的假想线条

3.公式与计算：

-电场强度公式：E=F/q

-静电力公式：F=qE

-电场强度与电势的关系：E=-dV/dr

4.电场线的性质与分布：

-电场线的起点：正电荷

-电场线的终点：负电荷

-电场线不相交

-电场线疏密程度表示电场强度大小

5.静电场的应用：

-静电除尘

-静电喷涂

-静电分离

6.安全用电与静电防护：

-接地

-使用抗静电材料

-控制环境湿度

板书设计简洁明了，突出了电场强度和电场线的核心概念、公式与计算、性质与分布、应用以及安全防护等方面的内容。通过清晰的结构和条理分明的布局，学生可以更容易地理解和记忆相关知识。同时，板书设计具有一定的艺术性和趣味性，激发了学生的学习兴趣和主动性。第一章静电场4电场力的功电势能课题：科目：班级：课时：计划3课时教师：单位：一、教学内容高中物理必修第三册教科版（2019）第一章静电场4电场力的功电势能

本节课主要内容包括：

1.电场力的功：介绍电场力对电荷做功的概念，分析电场力做功的计算方法，以及电场力做功与电场强度、电荷量之间的关系。

2.电势能：阐述电势能的概念，解释电势能的定义式，探讨电势能与电荷量、电场强度之间的关系。

3.电势能的变化：分析电场力做功与电势能变化的关系，推导电势能变化与电荷量、电场强度之间的公式。

4.电势能的图像表示：通过图像展示电势能随电荷量、电场强度变化的关系，培养学生对图像的理解和运用能力。

5.应用示例：列举生活中与电场力做功、电势能相关的实例，帮助学生将理论知识与实际应用相结合。

6.实验操作：通过实验探究电场力做功与电势能变化的关系，加深学生对电场力做功和电势能的理解。二、核心素养目标1.科学探究与创新能力：通过实验探究电场力做功和电势能变化的关系，培养学生提出问题、设计实验方案、收集与分析数据、得出结论的能力。

2.物理观念与科学思维：使学生理解电场力做功和电势能的概念，运用科学思维方法分析电场力的功与电势能变化的关系，形成正确的物理观念。

3.物理应用与社会责任：通过实例分析，让学生了解电场力做功和电势能在实际生活中的应用，培养学生将物理知识应用于解决实际问题的能力，增强社会责任感。

4.科学态度与价值观：培养学生严谨的科学态度，尊重实验事实，认同科学方法在认识自然、改造世界中的重要作用，形成正确的价值观。三、重点难点及解决办法重点：

1.电场力做功的计算方法。

2.电势能的概念及其与电荷量、电场强度的关系。

3.电场力做功与电势能变化的关系。

解决办法：

1.通过实例讲解和练习，让学生掌握电场力做功的计算公式，明确电场力做功与电荷位移、电场强度的关系。

2.利用图像和物理模型，直观展示电势能的变化，帮助学生理解电势能的概念及其与电荷量、电场强度的关系。

难点：

1.电势能变化与电场力做功关系的理解。

2.电势能图像的绘制和分析。

解决方法：

1.采用问题驱动的教学方法，引导学生思考电场力做功与电势能变化之间的内在联系，通过实验验证理论，加深理解。

2.提供电势能变化的实际例子，指导学生绘制电势能-位置图像，通过图像分析电势能变化，帮助学生掌握图像的绘制和分析技巧。四、教学资源1.软硬件资源：

-教材：高中物理必修第三册教科版（2019）

-白板或黑板

-投影仪

-计算器

2.课程平台：

-学校教学管理系统

-物理实验室管理系统

3.信息化资源：

-物理学科教学软件

-电场力做功与电势能变化的模拟动画

-实验数据采集软件

4.教学手段：

-实验演示

-小组讨论

-问题解答

-图像分析

-练习与反馈五、教学过程设计1.导入环节（5分钟）

-创设情境：展示一个带电粒子在电场中运动的动画，让学生观察粒子的运动轨迹和速度变化。

-提出问题：询问学生，为什么带电粒子在电场中会加速或减速运动？这背后有什么物理原理？

-学生思考：给予学生1分钟时间进行思考，鼓励他们提出自己的看法。

-引出主题：总结学生的回答，并引出本节课的主题——电场力的功和电势能。

2.讲授新课（15分钟）

-电场力的功（5分钟）：

-讲解电场力做功的定义和计算公式。

-通过示例演示电场力做功的计算过程。

-提问：电场力做功与电场强度和电荷位移有什么关系？

-电势能（5分钟）：

-介绍电势能的概念和定义式。

-分析电势能与电荷量、电场强度的关系。

-提问：电势能是如何随着电荷位置的变化而变化的？

-电场力做功与电势能变化（5分钟）：

-推导电场力做功与电势能变化的公式。

-通过图像展示电势能变化与电场力做功的关系。

-提问：电场力做功会导致电势能如何变化？

3.巩固练习（10分钟）

-练习题1（3分钟）：给出一个电场中电荷的运动情况，要求计算电场力做的功。

-小组讨论（2分钟）：学生分组讨论练习题的解答过程，互相检查答案。

-练习题2（3分钟）：给出一个电场中电荷的位移，要求计算电势能的变化。

-小组讨论（2分钟）：学生分组讨论练习题的解答过程，互相检查答案。

4.师生互动环节（10分钟）

-提问与解答（5分钟）：

-教师提出问题，涉及电场力的功、电势能的概念和计算。

-学生回答问题，教师给予即时反馈和解答。

-实验探究（5分钟）：

-学生分组进行实验，观察电场力做功与电势能变化的关系。

-教师巡回指导，帮助学生理解实验现象，引导学生得出结论。

5.总结与反馈（5分钟）

-教师总结本节课的主要内容，强调电场力的功和电势能的概念及其关系。

-学生反馈本节课的学习收获，提出疑问或困惑，教师给予解答。

-教师布置课后作业，要求学生复习本节课的内容，并完成相关练习。

总用时：45分钟六、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，它对处于其中的任何电荷都有力的作用。

-电场强度（E）：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，单位是N/C。

-电场线：用来形象表示电场分布的线，电场线的方向在任何点上都是该点电场强度的方向。

2.电场力的功和电势能

-电场力的功（W）：电场力对电荷做的功，计算公式为W=qEd，其中q是电荷量，E是电场强度，d是电荷在电场中的位移。

-电势能（U）：电荷在电场中由于位置不同而具有的能量，计算公式为U=qV，其中q是电荷量，V是电势。

-电势（V）：电场中某点的电势是单位正电荷在该点所具有的电势能，单位是V（伏特）。

3.电场力的功与电势能的关系

-电场力做正功时，电势能减少；电场力做负功时，电势能增加。

-电场力做功的量度是电势能的变化，即ΔU=-W，其中ΔU是电势能的变化量，W是电场力做的功。

4.电势能的图像表示

-电势能-位置图像：可以用来表示电场中不同位置的电势能大小，图像的斜率表示电场强度。

5.电势能的变化

-当电荷在电场中移动时，其电势能的变化取决于电荷的移动方向和电场的方向。

-电荷在电场力的作用下沿电场线方向移动时，电势能减少；逆着电场线方向移动时，电势能增加。

6.电势能的应用

-电势能的概念在电场中粒子的运动、电子器件的工作原理等方面有广泛应用。

-电势能的变化可以用来解释电子在电场中的加速和减速现象。

7.电势能的计算

-点电荷在点电荷电场中的电势能计算公式为U=k(q1q2)/r，其中k是库仑常数，q1和q2是两点电荷的电荷量，r是它们之间的距离。

-均匀电场中的电势能计算公式为U=qEd，其中q是电荷量，E是电场强度，d是电荷在电场中的位移。

8.电场力的功和电势能的实验研究

-通过实验可以验证电场力做功与电势能变化的关系。

-实验中可以通过测量电荷在电场中的运动来计算电场力做的功和电势能的变化。

9.电势能的守恒

-在电场中，电荷的总机械能（动能加电势能）守恒，即在没有其他外力做功的情况下，电荷的动能和电势能之和保持不变。

10.电势能的图像分析

-通过电势能-位置图像，可以分析电场中电荷的运动状态，如电荷在电场中的平衡位置、稳定性和运动趋势。七、内容逻辑关系①电场力的功与电势能的概念及关系

-重点知识点：电场力的功（W=qEd）、电势能（U=qV）、电势能的变化（ΔU=-W）

-重点词句：电场力做功、电势能变化、电势能的增减

-板书设计：电场力的功与电势能关系图示

```

电场力做功(W)——>电势能变化(ΔU)

qEd-qEd

```

②电势能的图像表示及分析

-重点知识点：电势能-位置图像、图像斜率与电场强度

-重点词句：电势能图像、斜率、电场强度

-板书设计：电势能-位置图像分析

```

电势能(U)

|

|/

|/

|/

|/

|/

|______\________>位置(x)

电场强度(E)

```

③电势能的应用与实验研究

-重点知识点：电势能在电子器件中的应用、电场力做功的实验验证

-重点词句：电势能应用、实验验证、电场力做功

-板书设计：电势能应用与实验研究概览

```

应用：

-电子器件工作原理

-粒子在电场中的运动

实验：

-验证电场力做功

-观察电势能变化

```八、课堂小结，当堂检测课堂小结：

1.电场力的功

-我们学习了电场力的功的概念，它是电场力对电荷做的功，计算公式为W=qEd。

-电场力做功与电荷的位移和电场强度有关，电荷在电场中沿电场线方向移动时，电场力做正功；逆着电场线方向移动时，电场力做负功。

2.电势能

-电势能是电荷在电场中由于位置不同而具有的能量，计算公式为U=qV。

-电势能的变化与电场力做的功有关，电场力做正功时，电势能减少；电场力做负功时，电势能增加。

3.电势能的图像表示

-我们通过电势能-位置图像来分析电场中电荷的运动状态，图像的斜率表示电场强度。

4.电势能的应用

-电势能的概念在电子器件的工作原理和粒子的运动分析中有着重要的应用。

当堂检测：

1.填空题

-（1）电场力的功计算公式为______。

-（2）电势能的计算公式为______。

-（3）电场力做正功时，电势能______；电场力做负功时，电势能______。

2.选择题

-（1）下列关于电场力的功的说法，正确的是：

A.电场力做的功与电荷的速度有关

B.电场力做的功与电荷的位移有关

C.电场力做的功与电场强度无关

D.电场力做的功与电荷的正负有关

-（2）下列关于电势能的说法，正确的是：

A.电势能是电荷的动能

B.电势能与电荷的位置有关

C.电势能与电场强度无关

D.电势能与电荷量无关

3.解答题

-（1）一个电子在电场中从A点移动到B点，电场强度为E，位移为d，求电子在电场力作用下做的功。

-（2）一个带电粒子在电场中从电势为VA的点移动到电势为VB的点，电荷量为q，求电势能的变化。

-（3）根据以下电势能-位置图像，分析电场强度与电势能的关系。

4.实验题

-设计一个实验，验证电场力做功与电势能变化的关系。

5.应用题

-一个电子器件中，电子在电场中加速，电势能减少，求电子的加速度和电场强度。

（注意：以上检测题目仅供参考，实际教学中应根据学生的掌握情况适当调整难度和数量。）第一章静电场5电势电势差学校授课教师课时授课班级授课地点教具教学内容高中物理必修第三册教科版（2019）第一章静电场5电势电势差

1.电势的定义及单位

-电势的概念

-电势的单位：伏特（V）

2.电势的物理意义

-电势与电场力做功的关系

-电势能与电势的关系

3.电势差的概念及计算

-电势差的定义

-电势差的计算公式：U=W/q

-电势差与电场强度的关系：E=U/d

4.电势差的应用

-电路中电势差的分析

-电势差与电压表的使用

5.电势图

-电势图的绘制方法

-电势图的应用：分析电场强度、电势差等

6.电势与电势能的关系

-电势能的概念

-电势能与电势的关系：E_p=qφ

7.电势叠加原理

-电势叠加原理的内容及应用

本节课将重点讲解电势、电势差的概念、计算及其应用，通过实例分析，使学生理解电势与电势能的关系，掌握电势图的分析方法，并能够运用电势叠加原理解决实际问题。核心素养目标分析1.物理观念：通过学习电势、电势差的概念，形成对静电场基本特性的科学认识，提高学生对物理现象的抽象思维能力，建立正确的物理观念。

2.科学思维：培养学生运用数学工具分析电势差与电场强度关系的能力，通过绘制电势图来直观理解电场分布，发展学生的空间想象力和逻辑思维能力。

3.实践能力：通过电势差在电路中的应用实例，提高学生解决实际问题的能力，鼓励学生设计实验来探究电势差与电场力的关系，增强学生的动手实践能力。

4.科学态度与责任：培养学生对物理现象的好奇心和探索精神，要求学生在实验和计算中严谨细致，培养科学的研究态度，同时强调科学知识在生活中的应用，提升学生的社会责任感。学情分析本节课面对的是高中二年级学生，他们在知识层面上已经具备了一定的物理基础，如电荷、电场等概念的理解，以及基本的数学运算能力。在能力方面，学生已经能够通过实验观察物理现象，并尝试运用物理知识进行分析。然而，对于抽象概念的理解，如电势和电势差，可能还存在一定的困难。

学生在素质方面，具备一定的逻辑思维和空间想象力，但可能缺乏将理论知识与实际应用相结合的能力。行为习惯上，学生可能习惯于被动接受知识，缺乏主动探究和自主学习的精神。

在学习本课程之前，学生可能对电势和电势差的概念感到陌生，对电势图的绘制和应用可能不太熟悉。这些因素可能会影响学生对本节课内容的理解和掌握。因此，教学中需要注重激发学生的学习兴趣，通过实例和实验帮助学生建立直观感受，同时引导学生积极参与讨论和思考，培养他们的自主学习能力和科学探究精神。教学资源-教科书：高中物理必修第三册教科版（2019）

-多媒体投影仪

-电子白板

-实验器材：电势差计、电压表、电源、导线等

-电势图绘制软件或工具

-物理实验仿真软件

-教学PPT

-物理学科教学资源库

-网络教学平台（如校园网教学系统）教学过程设计1.导入环节（用时5分钟）

-创设情境：展示一个静电实验视频，如静电球吸附小纸片的现象，让学生观察并思考这是为什么。

-提出问题：引导学生思考静电现象背后的物理原理，提问“静电球为什么能吸引小纸片？”

-学生讨论：学生分小组讨论，教师巡回指导，引导学生从电荷的角度思考问题。

2.讲授新课（用时20分钟）

-电势的定义：介绍电势的概念，通过类比重力势能帮助理解电势的物理意义。

-电势的单位：解释伏特的定义和电势单位。

-电势差的计算：讲解电势差的定义和计算公式，通过实际例子演示电势差与电场力做功的关系。

-电势图：介绍电势图的绘制方法，通过示例电势图让学生直观理解电场分布。

-电势与电势能的关系：讲解电势能与电势的关系，强调电势能是电荷在电场中的能量。

-电势叠加原理：介绍电势叠加原理，通过示例说明如何应用该原理解决实际问题。

3.师生互动环节（用时10分钟）

-案例分析：展示一个电路图，要求学生找出电路中的电势差，并解释其物理意义。

-学生演示：邀请学生上台演示如何使用电势差计测量电势差，其他学生观察并记录结果。

-小组讨论：学生分小组讨论如何利用电势叠加原理解决复杂电路问题，教师巡回指导，提供必要的帮助。

-课堂提问：教师提问学生关于电势、电势差的概念和计算，检查学生对新知识的理解。

4.巩固练习（用时10分钟）

-练习题：发放练习题，要求学生计算电路中的电势差，并绘制相应的电势图。

-讨论答案：学生分组讨论练习题答案，教师选取几组学生进行展示，并对错误进行讲解。

-总结反馈：教师总结本节课的重点内容，对学生的表现进行反馈，指出需要改进的地方。

5.结束语（用时5分钟）

-强调电势、电势差在物理学习中的重要性，鼓励学生在日常生活中观察静电现象。

-提醒学生预习下一节课的内容，为深入学习电场知识打下基础。

注意：本教学过程设计考虑了学生的实际情况和核心素养的培养，通过情境创设、实例讲解、师生互动和巩固练习等环节，确保学生能够理解和掌握新知识，同时培养他们的科学思维和实践能力。学生学习效果六、学生学习效果

学生学习效果主要体现在以下几个方面：

1.知识掌握：

-学生能够准确理解电势、电势差的概念，并能够用专业术语进行描述。

-学生掌握了电势差的计算公式，能够独立计算简单电路中的电势差。

-学生能够理解并绘制电势图，通过电势图分析电场分布情况。

-学生理解了电势与电势能的关系，能够解释电荷在电场中的能量变化。

-学生掌握了电势叠加原理，并能够运用该原理解答相关问题。

2.能力提升：

-学生通过观察实验和实例，提高了对物理现象的观察和分析能力。

-学生在解决实际问题的过程中，提高了运用物理知识解决实际问题的能力。

-学生通过绘制电势图和计算电势差，提升了空间想象力和逻辑思维能力。

-学生在课堂讨论和练习中，增强了与他人合作交流的能力。

3.素质发展：

-学生在学习过程中，培养了科学探究的精神，对未知现象保持好奇心和探索欲。

-学生通过实验和讨论，学会了严谨的科学态度和细致的观察方法。

-学生在学习电势、电势差等概念时，增强了抽象思维能力和创新能力。

-学生在学习中体会到了物理知识在生活中的应用，提高了实践意识和解决问题的责任感。

4.学习习惯：

-学生在课堂学习中，积极参与讨论，形成了主动学习和思考的习惯。

-学生在完成练习题时，学会了自我检查和纠错，提高了学习的自主性。

-学生通过定期复习，养成了良好的复习习惯，有助于长期记忆和学习效果的巩固。

5.学习态度：

-学生对物理学科的兴趣得到了提升，学习态度更加积极。

-学生在学习中遇到困难时，能够保持坚持和克服困难的态度。

-学生对物理知识的应用价值有了更深刻的认识，增强了学习的动力。

6.综合素养：

-学生通过本节课的学习，不仅掌握了物理知识，还提升了科学素养和人文素养。

-学生在团队合作中学会了尊重他人、倾听他人意见，提高了沟通能力。

-学生通过解决实际问题，增强了社会责任感和环保意识。课后拓展1.拓展内容：

-阅读材料：推荐学生阅读《物理通报》等学术期刊中关于静电场的相关文章，以深化对电势、电势差概念的理解。

-视频资源：观看科普视频，如“静电场的秘密”、“电势与电势差的应用”等，通过直观的视频资料帮助学生更好地理解静电场的相关概念。

-实践活动：鼓励学生在家中或实验室进行简单的静电实验，如摩擦起电、静电吸引等，以增强对静电现象的直观感受。

2.拓展要求：

-阅读拓展：学生需要在课后自主阅读推荐的学术文章，并撰写300字左右的读后感，总结文章中的主要观点和收获。

-视频学习：学生观看视频资源后，需要回答视频中提出的思考问题，如“电势差在实际生活中的应用有哪些？”。

-实验探索：学生在家中或实验室进行静电实验，记录实验过程和结果，分析实验现象背后的物理原理。

-交流讨论：鼓励学生与同学进行交流讨论，分享自己在拓展学习中的发现和疑问，互相解答，形成学习共同体。

-教师指导：教师为学生提供必要的指导和帮助，如解答学生在阅读和实验中遇到的问题，提供额外的阅读材料，指导学生如何撰写读后感和实验报告。

-阅读材料：

1.《物理通报》文章：“静电场的电势与电势差分析”

2.《物理教学》文章：“电势图绘制的教学探讨”

-视频资源：

1.“静电场的秘密”（时长：15分钟）

2.“电势与电势差的应用”（时长：10分钟）

-实践活动：

1.摩擦起电实验：使用气球和毛绒布进行摩擦，观察静电现象。

2.静电吸引实验：使用带电体吸引轻小物体，如纸片、泡沫等。

3.静电排斥实验：观察相同电荷的小球之间的排斥现象。

-思考问题：

1.电势差在电路中的作用是什么？

2.电势与电势差在实际应用中有哪些例子？

3.如何利用电势叠加原理简化电路分析？

-教师指导：

1.提供额外的阅读材料，如《物理学杂志》等。

2.定期组织学习小组讨论会，让学生分享学习心得和疑问。

3.为学生提供实验指导，确保实验安全且有效地进行。

4.提供写作指导，帮助学生撰写高质量的读后感和实验报告。板书设计一、导入环