2024-2025学年新教材高中物理 第一章 静电场的描述 第五节 电势差及其与电场强度的关系教学实录 粤教版必修3

2024-2025学年新教材高中物理第一章静电场的描述第五节电势差及其与电场强度的关系教学实录粤教版必修3主备人备课成员教学内容本节课内容为“2024-2025学年新教材高中物理第一章静电场的描述第五节电势差及其与电场强度的关系”。教材内容包括电势差的定义、计算方法、电场强度与电势差的关系，以及电势差在电场中的应用。通过本节课的学习，学生将掌握电势差的概念和计算方法，理解电场强度与电势差之间的关系。核心素养目标分析本节课旨在培养学生以下核心素养：1）科学思维，通过分析电势差与电场强度的关系，提升学生运用物理规律解决实际问题的能力；2）科学探究，引导学生通过实验探究电势差与电场强度的定量关系，培养实验操作和数据分析能力；3）科学态度与责任，使学生认识到电势差在静电场中的重要性和应用价值，激发学生对物理学科的兴趣和探索精神。重点难点及解决办法重点：

1.电势差的定义和计算方法：重点理解电势差是电场力做功与电荷量的比值，能够熟练计算两点间的电势差。

2.电势差与电场强度的关系：掌握电场强度是电势差与距离的比值，理解电场线与电势的关系。

难点：

1.电势差的物理意义：理解电势差反映了电场力做功的能力，而非电场力的大小。

2.电场强度与电势差关系的推导：推导过程中涉及矢量运算和极限思想，学生可能难以理解。

解决办法：

1.结合实例讲解电势差的物理意义，通过类比帮助学生理解。

2.使用图形和动画演示电场强度与电势差关系的推导过程，逐步引导学生理解矢量运算和极限思想。

3.设计实验和练习题，让学生通过动手操作和计算，加深对电势差与电场强度关系的理解。

4.分组讨论，鼓励学生提出问题并共同解决，提高学生的合作探究能力。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师生互动设计二次备课教学资源1.软硬件资源：多媒体教学设备（投影仪、电脑）、实物电场演示仪、电势差测量仪、学生实验器材（如电池、导线、电容器等）。

2.课程平台：学校内部教学平台，用于发布教学资料和在线练习。

3.信息化资源：静电场相关动画演示软件、电势差与电场强度关系计算器、在线实验模拟平台。

4.教学手段：PPT课件、教学视频、课堂讨论、小组合作探究、实验操作指导。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，发布预习资料（如PPT、视频、文档等），明确预习目标和要求。

例如，提供电势差的定义、电势差的计算公式以及相关例题。

-设计预习问题：围绕电势差及其与电场强度的关系，设计一系列具有启发性和探究性的问题，引导学生自主思考。

例如，提问“如何理解电势差与电场强度之间的关系？如何通过实验测量电势差？”

-监控预习进度：利用平台功能或学生反馈，监控学生的预习进度，确保预习效果。

例如，通过平台统计学生预习资料的浏览量和作业提交情况。

学生活动：

-自主阅读预习资料：按照预习要求，自主阅读预习资料，理解电势差的基本概念。

例如，学生通过阅读，了解电势差的定义和计算方法。

-思考预习问题：针对预习问题，进行独立思考，记录自己的理解和疑问。

例如，学生思考“为什么电场强度大的地方电势差不一定大？”

-提交预习成果：将预习成果（如笔记、思维导图、问题等）提交至平台或老师处。

例如，学生提交预习笔记，展示对电势差的理解和计算方法的掌握。

教学方法/手段/资源：

-自主学习法：通过预习，培养学生独立思考和解决问题的能力。

-信息技术手段：利用在线平台，实现预习资源的共享和监控。

作用与目的：

-帮助学生提前了解电势差及其与电场强度的关系，为课堂学习做好准备。

-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：通过故事、案例或视频等方式，引出电势差及其与电场强度的关系，激发学生的学习兴趣。

例如，通过一个简单的静电场实验，展示电势差的形成和变化。

-讲解知识点：详细讲解电势差的概念、计算方法以及电势差与电场强度的关系。

例如，讲解电势差的公式推导过程，结合具体实例进行讲解。

-组织课堂活动：设计小组讨论、角色扮演、实验等活动，让学生在实践中掌握电势差的概念和应用。

例如，小组讨论如何通过实验测量两点间的电势差。

-解答疑问：针对学生在学习中产生的疑问，进行及时解答和指导。

例如，解答学生在计算电势差时遇到的计算错误。

学生活动：

-听讲并思考：认真听讲，积极思考老师提出的问题。

-参与课堂活动：积极参与小组讨论、角色扮演、实验等活动，体验电势差知识的应用。

-提问与讨论：针对不懂的问题或新的想法，勇敢提问并参与讨论。

教学方法/手段/资源：

-讲授法：通过详细讲解，帮助学生理解电势差及其与电场强度的关系。

-实践活动法：设计实践活动，让学生在实践中掌握电势差的应用。

-合作学习法：通过小组讨论等活动，培养学生的团队合作意识和沟通能力。

作用与目的：

-帮助学生深入理解电势差及其与电场强度的关系，掌握相关技能。

-通过实践活动，培养学生的动手能力和解决问题的能力。

-通过合作学习，培养学生的团队合作意识和沟通能力。

3.课后拓展应用

教师活动：

-布置作业：根据电势差及其与电场强度的关系，布置适量的课后作业，巩固学习效果。

例如，布置计算电势差的题目，分析电场中电势分布的题目。

-提供拓展资源：提供与电势差相关的拓展资源（如书籍、网站、视频等），供学生进一步学习。

例如，推荐相关的科普文章或视频，帮助学生更深入地理解电势差。

-反馈作业情况：及时批改作业，给予学生反馈和指导。

例如，指出学生作业中的错误，并提供正确的解答思路。

学生活动：

-完成作业：认真完成老师布置的课后作业，巩固学习效果。

-拓展学习：利用老师提供的拓展资源，进行进一步的学习和思考。

-反思总结：对自己的学习过程和成果进行反思和总结，提出改进建议。

例如，总结自己在计算电势差时遇到的问题，以及如何解决这些问题。

教学方法/手段/资源：

-自主学习法：引导学生自主完成作业和拓展学习。

-反思总结法：引导学生对自己的学习过程和成果进行反思和总结。

作用与目的：

-巩固学生在课堂上学到的电势差及其与电场强度的关系知识点和技能。

-通过拓展学习，拓宽学生的知识视野和思维方式。

-通过反思总结，帮助学生发现自己的不足并提出改进建议，促进自我提升。学生学习效果六、学生学习效果

1.理解电势差的概念：学生能够清晰地理解电势差是电场力做功与电荷量的比值，认识到电势差是描述电场能量特性的重要物理量。

2.掌握电势差的计算方法：学生学会了如何利用电势差公式计算两点间的电势差，能够熟练地进行电势差的计算。

3.理解电势差与电场强度的关系：学生掌握了电场强度是电势差与距离的比值这一重要关系，能够通过电势差和距离来推算电场强度。

4.电场线与电势的关系：学生理解了电场线与电势的关系，知道电场线总是从高电势指向低电势，电场线越密的地方电场强度越大。

5.电势差在实际问题中的应用：学生能够将电势差的概念应用于实际问题中，例如分析电路中的电势差分布、计算电池两端的电势差等。

6.科学思维能力的提升：学生在学习过程中，通过分析电势差与电场强度的关系，锻炼了科学思维能力，学会了如何运用物理规律解决实际问题。

7.实验操作能力的增强：通过实验探究电势差与电场强度的定量关系，学生提高了实验操作能力，学会了如何设计实验、收集数据和分析结果。

8.合作探究能力的培养：在小组讨论和实验活动中，学生学会了与他人合作，共同解决问题，提高了合作探究能力。

9.科学态度与责任感的增强：学生在学习过程中，认识到电势差在静电场中的重要性和应用价值，增强了科学态度与责任感。

10.学习兴趣的激发：通过本节课的学习，学生对物理学科产生了更浓厚的兴趣，激发了进一步探索物理世界的热情。

11.自主学习能力的发展：学生在预习、课堂参与和课后拓展等环节，不断锻炼自己的自主学习能力，为今后的学习打下了坚实的基础。

12.逻辑推理能力的提升：在推导电势差与电场强度关系的过程中，学生学会了逻辑推理的方法，提高了逻辑思维能力。教学评价与反馈1.课堂表现：

-学生在课堂上的参与度较高，能够积极回答问题，对电势差的概念和计算方法表现出浓厚的兴趣。

-学生在实验操作中表现出良好的动手能力，能够按照实验步骤进行操作，并准确记录实验数据。

-学生在小组讨论中能够主动分享自己的观点，与同伴进行有效的沟通和合作。

2.小组讨论成果展示：

-小组讨论成果展示环节，各小组能够清晰地阐述自己的实验设计、数据分析和结论。

-学生在展示过程中，能够运用所学知识解释实验现象，并提出合理的解释和假设。

-小组之间的讨论促进了知识的共享和思维的碰撞，提高了学生的创新意识和解决问题的能力。

3.随堂测试：

-随堂测试包括选择题、填空题和计算题，旨在检验学生对电势差及其与电场强度关系知识的掌握程度。

-学生在随堂测试中，对电势差的定义、计算方法和电场强度与电势差的关系表现出较好的理解。

-部分学生在计算题中存在错误，主要原因是概念理解不够深入或计算过程不够规范。

4.课后作业完成情况：

-学生能够按时完成课后作业，作业质量较高，能够独立完成计算题和分析题。

-作业中反映出学生对电势差概念的理解和应用能力有所提高，但仍有个别学生在概念理解和计算方法上存在困难。

5.教师评价与反馈：

-针对课堂表现：教师对学生的积极参与和良好的实验操作给予肯定，同时指出部分学生在实验过程中存在操作不规范的问题，提醒学生注意实验安全。

-针对小组讨论成果展示：教师鼓励学生积极参与讨论，并对各小组的展示给予评价，指出优点和不足，提出改进建议。

-针对随堂测试：教师对学生的测试成绩进行分析，指出普遍存在的问题，如概念理解不够深入、计算过程不够规范等，并针对这些问题进行讲解和辅导。

-针对课后作业：教师对学生的作业完成情况进行评价，对作业质量较高的学生给予表扬，对作业中存在的问题进行个别辅导，帮助学生提高作业质量。

-教师通过定期与学生交流，了解学生的学习需求和困惑，及时调整教学策略，确保教学效果。内容逻辑关系①本文重点知识点：

-电势差的定义：电场力做功与电荷量的比值。

-电势差的计算方法：\(U=\frac{W}{q}\)，其中U为电势差，W为电场力做功，q为电荷量。

-电场强度与电势差的关系：\(E=\frac{U}{d}\)，其中E为电场强度，U为电势差，d为两点间距离。

②关键词：

-电势差

-电场力

-做功

-电荷量

-电场强度

-距离

③重点句子：

-“电势差是描述电场中两点间电势能差的物理量。”

-“电势差的大小与电场力做功的多少成正比，与电荷量的多少成反比。”

-“在匀强电场中，电场强度与电势差成正比，与距离成反比。”典型例题讲解例题1：

在匀强电场中，一个带电粒子从电场中的A点移动到B点，电场力对粒子做了100J的功，粒子所带的电荷量为2C。求A、B两点间的电势差。

解答：

根据电势差的定义，我们有：

\[U=\frac{W}{q}\]

代入已知数据，得：

\[U=\frac{100J}{2C}=50V\]

所以，A、B两点间的电势差为50V。

例题2：

一个电容器由两块平行板组成，两板间距为d，电场强度为E。求电容器两板间的电势差。

解答：

在匀强电场中，电势差与电场强度和距离的关系为：

\[U=E\cdotd\]

代入已知数据，得：

\[U=E\cdotd\]

所以，电容器两板间的电势差为E乘以d。

例题3：

一个正电荷在电场中从A点移动到B点，电场力对电荷做了200J的功，电荷移动的距离为0.5m。若电荷的电量为0.1C，求A、B两点间的电势差。

解答：

根据电势差的定义，我们有：

\[U=\frac{W}{q}\]

代入已知数据，得：

\[U=\frac{200J}{0.1C}=2000V\]

所以，A、B两点间的电势差为2000V。

例题4：

在电场中，一个负电荷从高电势点移动到低电势点，电场力对电荷做了-300J的功。若电荷的电量为-0.5C，求电荷移动的距离。

解答：

根据电势差的定义，我们有：

\[U=\frac{W}{q}\]

代入已知数据，得：

\[U=\frac{-300J}{-0.5C}=600V\]

由于电势差是电场力做功与电荷量的比值，且电场力做功为负，说明电荷移动的方向与电场力方向相反，即电荷是从高电势移动到低电势。因此，电荷移动的距离为：

\[d=\frac{U}{E}\]

由于题目中没有给出电场强度E，我们需要使用电场强度与电势差的关系来求解：

\[E=\frac{U}{d}\]

代入已知数据，得：

\[d=\frac{600V}{E}\]

由于没有电场强度E的具体值，我们无法直接计算距离d，但可以得出结论：电荷移动的距离与电场强度E成反比。

例题5：

在一个匀强电场中，一个带电粒子从静止开始释放，粒子移动了5m后速度达到10m/s。若粒子的电荷量为2C，求电场强度。

解答：

首先，我们需要计算粒子在电场中受到的电场力：

\[F=qE\]

由于粒子从静止开始释放，我们可以使用动能定理来计算电场力做的功：

\[W=\frac{1}{2}mv^2\]

其中m为粒子的质量，v为粒子的最终速度。由于电场力做的功等