2024-2025学年高中物理 第1章 4 电势能 电势与电势差教学实录 教科版选修3-1

2024-2025学年高中物理第1章4电势能电势与电势差教学实录教科版选修3-1课题：科目：班级：课时：计划1课时教师：单位：一、设计意图本节课旨在帮助学生理解电势能、电势与电势差的概念，建立电场中电势能分布的直观形象，掌握电势差与电场强度的关系，为后续学习电场力做功和电势能变化打下基础。通过实际操作和实例分析，提高学生运用物理知识解决实际问题的能力。二、核心素养目标分析培养学生科学思维，通过电势能与电势差的物理意义，引导学生理解抽象概念与实际现象的联系。增强学生科学探究能力，通过实验探究电势差与电场强度的关系，培养学生提出问题、设计实验、分析数据和得出结论的能力。提升学生科学态度与责任，使学生认识到物理学在技术发展中的应用，激发对科学的兴趣和责任感。三、学情分析本节课面对的是高中一年级的学生，他们在进入物理学习之前已经具备了一定的数学基础和科学素养。在知识层面，学生对基础的物理概念如力、运动等有一定的了解，但对于电学部分，尤其是电势能、电势与电势差等概念，可能较为陌生。在能力方面，学生能够进行基本的物理实验操作，但分析问题和解决问题的能力还有待提高。在素质方面，学生的好奇心和学习兴趣较高，但部分学生可能存在对物理学科的学习信心不足的情况。

行为习惯上，学生普遍能够按时完成作业，但在课堂参与度和讨论积极性上存在差异。部分学生可能对抽象概念理解困难，需要教师通过多种教学手段和实例来帮助他们建立直观形象。对课程学习的影响主要体现在以下方面：

1.学生对电学概念的理解程度将直接影响后续课程的学习，如电场、电路等。

2.学生在实验操作中的观察、记录和分析能力对于理解电势能、电势与电势差等概念至关重要。

3.学生在学习过程中形成的科学思维和探究能力将对他们的整体物理学习产生长远影响。

4.学生对物理学科的兴趣和信心将对他们的学习态度和学习效果产生积极影响。因此，教师需要关注学生的个体差异，采取针对性的教学方法，以提高教学效果。四、教学资源准备1.教材：确保每位学生都有本节课所需的教材或学习资料，特别是教科版选修3-1中的相关章节。

2.辅助材料：准备与教学内容相关的图片、图表、视频等多媒体资源，如电场线、电势分布图等，以增强直观理解。

3.实验器材：如果涉及实验，确保实验器材的完整性和安全性，如电势差计、电压表、电池等。

4.教室布置：根据教学需要，布置教室环境，如设置分组讨论区，以便学生进行合作学习和实验操作。五、教学流程1.导入新课（用时5分钟）

-教师通过提问：“同学们，你们知道什么是重力势能吗？它在生活中有哪些应用？”来激发学生的兴趣。

-引导学生回顾重力势能的概念，引出类比电势能的概念，提出问题：“电势能是什么？它与重力势能有什么异同？”

-通过展示图片或视频，展示电场中带电粒子的运动，引导学生思考电势能的变化。

2.新课讲授（用时20分钟）

-第一条：介绍电势能的概念，通过实例分析电场中电荷所具有的能量，强调电势能是相对的。

-第二条：讲解电势的概念，通过电场强度与电势差的关系，引导学生理解电势是描述电场性质的一个物理量。

-第三条：阐述电势差的概念，通过实例说明电势差在电路中的应用，强调电势差与电场强度之间的关系。

3.实践活动（用时10分钟）

-第一条：学生分组进行实验，通过测量电势差，观察电势差与电场强度的关系。

-第二条：学生分组讨论，根据实验数据，分析电势差与电场强度之间的关系。

-第三条：学生分组展示实验结果，教师引导学生总结实验结论，强调电势差与电场强度的线性关系。

4.学生小组讨论（用时10分钟）

-第一方面：讨论电势能、电势与电势差的物理意义，举例回答：“电势能是电荷在电场中具有的势能，电势是描述电场性质的物理量，电势差是两点间电势之差。”

-第二方面：讨论电势能与电势差的关系，举例回答：“电势能与电势差成正比，电势差越大，电势能变化越大。”

-第三方面：讨论电势差在电路中的应用，举例回答：“电势差是电路中形成电流的原因，电路中的电压就是电势差。”

5.总结回顾（用时5分钟）

-教师总结本节课的主要内容，强调电势能、电势与电势差的概念及其应用。

-回顾本节课的重难点，如电势能、电势与电势差的物理意义及其关系。

-布置课后作业，巩固学生对本节课内容的理解，如完成教材中的相关练习题。六、教学资源拓展1.拓展资源：

-电势能的微观解释：介绍电势能的量子力学解释，如电子在原子轨道中的电势能，以及电势能与量子态的关系。

-电势差与电场强度分布：探讨不同类型电场中的电势差分布，如点电荷电场、均匀电场等，以及如何通过电势差计算电场强度。

-电势能与电场力做功：分析电势能与电场力做功的关系，包括电场力做功的公式及其在电场中的应用。

-电势能的守恒定律：讨论电势能守恒定律在电场中的适用条件，以及如何应用该定律解决实际问题。

2.拓展建议：

-学生可以阅读有关电势能和电势差的科普文章，了解这些概念在科技领域的应用。

-建议学生通过在线教育平台或图书馆资源，查找关于电场理论的历史发展，了解物理学家的研究贡献。

-学生可以尝试自己设计简单的电场实验，如使用点电荷和电场线模型，来观察电势差和电场强度的分布。

-鼓励学生参与物理竞赛或科学展览，通过实际操作和展示，加深对电势能和电势差的理解。

-学生可以尝试将电势能和电势差的概念与日常生活联系起来，如分析家用电器中的电路设计，理解电压和电流的关系。

-建议学生阅读相关物理学家的传记，了解他们在电学领域的研究故事，激发对物理学的兴趣。

-学生可以通过参与物理俱乐部或研究小组，与同学一起讨论电势能和电势差的问题，互相学习，共同进步。

-鼓励学生观看与电学相关的纪录片或教学视频，通过视觉和听觉的结合，加深对电势能和电势差的理解。

-学生可以尝试自己制作电势差计，通过实际操作来测量不同位置的电势差，从而加深对电势差概念的理解。七、内容逻辑关系①电势能的概念与性质

-知识点：电势能、电场力、位置

-词语：电势能、电场力做功、位置变化

-句子：电势能是电荷在电场中由于其位置而具有的能量。

②电势的概念与计算

-知识点：电势、电势差、电场强度

-词语：电势、电势差、电场强度、电势能

-句子：电势是描述电场中某点电势能与电荷量的比值。

③电势差与电场强度关系

-知识点：电势差、电场强度、电场线

-词语：电势差、电场强度、电场线、等势面

-句子：电势差是电场中两点间的电势之差，与电场强度成正比。八、教学反思与总结今天这节课，我们学习了电势能、电势与电势差的相关内容。我觉得整体上，教学过程还算顺利，但也存在一些值得反思的地方。

首先，在教学方法上，我尝试了多种教学手段，比如通过实例引入概念，让学生通过实验观察现象，再结合理论讲解，这样既能激发学生的兴趣，也能帮助他们更好地理解抽象的概念。我发现，当我在讲解电势能时，通过展示电荷在电场中运动的情况，学生们的兴趣明显提高了。但是，在讲解电势差与电场强度关系时，我发现部分学生还是有些难以理解。这可能是因为电势差和电场强度之间的关系较为抽象，需要通过大量的实例和公式来帮助学生建立直观形象。

在教学策略上，我注重了学生的参与度，鼓励他们提问和讨论。在实践活动环节，学生们分组进行实验，这不仅能提高他们的动手能力，还能培养他们的团队协作精神。不过，我也注意到，在实验过程中，部分学生对于实验数据的处理和分析不够深入，这说明我在实验指导上还有待加强。

在课堂管理方面，我尽量保持课堂秩序，确保每个学生都能集中注意力。但是，在小组讨论环节，我发现有些学生参与度不高，可能是因为他们对某些概念的理解不够深入，或者是对讨论环节不感兴趣。今后，我会更加关注这些学生，尝试通过个别辅导或者调整讨论方式来提高他们的参与度。

当然，教学中也存在一些不足。比如，对于电势差与电场强度关系的讲解，部分学生还是感到困难。针对这个问题，我计划在今后的教学中，增加一些直观的教具，如电场线模型，帮助学生更好地理解电场强度的分布。同时，我也会加强个别辅导，针对学生的不同需求，提供个性化的学习支持。作业布置与反馈作业布置：

1.完成教材第1章第4节“电势能、电势与电势差”的相关练习题，特别是那些涉及电势能与电势差计算的题目。

2.设计一个小型实验，使用点电荷和电场线模型来验证电势差与电场强度之间的关系。记录实验数据，并撰写简短的实验报告，包括实验目的、方法、结果和结论。

3.阅读教材中关于电势能守恒定律的讨论，思考在哪些实际情境中电势能守恒定律适用，并举例说明。

作业反馈：

1.对于练习题，重点关注学生的计算过程和结果。对于计算错误，分析错误原因，是否是因为公式记忆不准确，还是因为计算过程中的细节疏忽。

2.对于实验报告，检查实验设计的合理性、数据的准确性以及结论的可靠性。对于实验结果与预期不符的情况，引导学生分析可能的原因，并提出改进建议。

3.针对阅读理解题，评估学生对电势能守恒定律的理解深度。对于理解有误的部分，提供清晰的解释和正确的信息，帮助学生纠正错误。

4.对作业中的亮点进行表扬，鼓励学生继续保持。对于表现出色的学生，可以考虑给予额外的奖励或挑战性的任务。

5.定期组织学生进行作业讨论会，让学生分享他们的解题思路和实验经验，通过集体讨论来提高解决问题的能力。

6.对于作业中的共性问题，准备讲评课，集中讲解难点和易错点，帮助学生巩固知识点。

7.对学生的作业给予及时的反馈，确保每个学生都能了解自己的学习状况，并知道如何改进。

8.对于需要个别辅导的学生，安排专门的辅导时间，提供针对性的帮助，确保所有学生都能跟上教学进度。课后作业1.作业题目：已知一个电场中某点的电势能为5J，电荷量为2C，求该点的电势。

答案：电势=电势能/电荷量=5J/2C=2.5V

2.作业题目：在电势差为10V的电场中，一个电荷量为3C的粒子从A点移动到B点，求粒子在电场力作用下所获得的电势能。

答案：电势能变化=电势差×电荷量=10V×3C=30J

3.作业题目：在一个匀强电场中，电场强度为200N/C，一个电荷量为-1C的粒子在电场中移动了0.1m，求电场力所做的功。

答案：功=电场力×位移=电荷量×电场强度×位移=-1C×200N/C×0.1m=-20J

4.作业题目：在一个电势差为15V的电场中，一个电子（电荷