2024-2025学年高中物理 第一章 静电场 4 电势能 电势与电势差教学实录 教科版选修3-1

2024-2025学年高中物理第一章静电场4电势能电势与电势差教学实录教科版选修3-1主备人备课成员设计意图本节课以“电势能、电势与电势差”为主题，通过实例分析帮助学生理解电势能、电势和电势差的概念，结合实验和习题，提升学生的物理思维能力，为后续学习打下坚实基础。核心素养目标分析培养学生物理思维，通过电势能、电势与电势差的学习，发展科学探究能力，强化数学建模意识，提升科学态度与责任，使学生能够在实际情境中运用物理知识解决简单问题，增强对自然现象的理解和科学素养。学情分析本节课面向高中一年级学生，学生经过初中物理的学习，对基本的物理概念和规律有一定的了解，具备一定的逻辑思维和抽象思维能力。然而，由于高中物理内容相较于初中物理更为深入和抽象，学生在理解电势能、电势和电势差等概念时可能会遇到困难。

知识方面，学生已经掌握了电场强度和电场力等概念，但电势能、电势和电势差等概念相对较为抽象，需要通过具体实例和数学工具来辅助理解。学生在数学应用方面具备一定的基础，但对于物理中的数学建模和推导过程可能还需要进一步的指导。

能力方面，学生的实验操作能力较强，能够熟练使用物理实验器材。但在分析问题和解决问题时，部分学生可能缺乏深度思考，需要引导他们从多个角度思考问题，培养他们的分析能力和创新思维。

素质方面，学生的学习习惯良好，能够按时完成作业，但在课堂讨论和合作学习中，部分学生可能较为被动，需要激发他们的参与积极性。

对课程学习的影响：学生的知识基础和思维能力对电势能、电势和电势差的学习有直接影响。因此，教学中需要注重实例讲解，结合数学工具，引导学生进行深度思考，同时鼓励学生积极参与课堂讨论，以提高他们的学习效果。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、计算机）、实验室电势差计、电源、导线、电阻等实验器材。

2.课程平台：教科书《物理》（选修3-1）、电子教学平台（用于发布学习资料、作业和测试）。

3.信息化资源：电势能、电势与电势差的相关动画演示、物理概念图解、习题解答视频等。

4.教学手段：板书、实物演示、课堂讨论、小组合作学习。教学过程设计（一）导入环节（5分钟）

1.创设情境：播放一段关于静电现象的视频，如静电吸引纸张、静电导致头发飘起等，引导学生思考静电产生的条件及其在生活中的应用。

2.提出问题：引导学生思考静电现象的本质是什么？如何描述静电场中的能量变化？

3.引导学生回顾电场强度、电场力等概念，为电势能、电势和电势差的学习做好铺垫。

（二）讲授新课（25分钟）

1.电势能概念讲解：

-以电荷在电场中运动为例，讲解电势能的定义和计算公式。

-通过实例分析，让学生理解电势能的大小与电荷量、电场强度和电荷所处位置的关系。

-使用多媒体展示电势能变化的动画，帮助学生直观理解电势能的变化过程。

2.电势概念讲解：

-以电场中的某一点为例，讲解电势的定义和计算公式。

-分析电势与电场强度、电荷量的关系，强调电势是电场强度的积分形式。

-结合实例，让学生理解电势在电场中的分布特点。

3.电势差概念讲解：

-以电场中两点间的电势差为例，讲解电势差的定义和计算公式。

-分析电势差与电场强度、两点间距离的关系，强调电势差是电场强度与距离的乘积。

-通过实例，让学生理解电势差在电场中的应用。

（三）巩固练习（15分钟）

1.课堂练习：

-学生独立完成课本中的例题，巩固对电势能、电势和电势差的理解。

-教师巡视指导，解答学生疑问。

2.小组讨论：

-将学生分成小组，讨论以下问题：

-电势能、电势和电势差之间的关系；

-如何根据电场强度和电荷量计算电势能、电势和电势差；

-如何在电场中找到电势能最小的位置。

-小组汇报讨论成果，教师点评。

（四）课堂提问（5分钟）

1.教师提问：

-根据课堂讲授内容，提问学生以下问题：

-电势能、电势和电势差的概念是什么？

-如何计算电势能、电势和电势差？

-电势能、电势和电势差在电场中的分布特点是什么？

-学生回答问题，教师点评。

2.学生提问：

-学生针对课堂所学内容，提出自己的疑问，教师解答。

（五）课堂小结（5分钟）

1.教师总结：

-回顾本节课所学的电势能、电势和电势差的概念、计算公式及应用。

-强调电势能、电势和电势差在电场中的重要性。

2.学生反馈：

-学生对本节课的学习内容进行反馈，教师根据反馈调整教学策略。

整个教学过程共计45分钟，教师应密切关注学生的学习状态，适时调整教学节奏，确保教学效果。在教学过程中，注重师生互动，激发学生的学习兴趣，培养学生的物理思维和核心素养。教学资源拓展1.拓展资源：

-静电场中的电势能分布：介绍静电场中电势能的分布规律，包括等势面、电势能最小值等概念。

-电势能的应用实例：探讨电势能在实际生活中的应用，如静电除尘、静电喷涂等。

-电势差的计算方法：介绍电势差的计算方法，包括直接计算和间接计算两种方式。

-电势差在电路中的应用：分析电势差在电路中的作用，如电压、电动势等概念。

2.拓展建议：

-阅读相关科普文章：推荐学生阅读关于静电场、电势能、电势差等概念的科普文章，以增强对知识的理解。

-观看物理教学视频：推荐学生观看与静电场、电势能、电势差相关的物理教学视频，通过直观演示加深对知识的印象。

-参与物理实验：鼓励学生参与静电场、电势能、电势差等物理实验，通过实际操作加深对知识的理解。

-查阅物理教材附录：推荐学生查阅物理教材附录中的静电场、电势能、电势差等概念的详细解释和公式。

-交流学习心得：鼓励学生之间交流学习心得，共同探讨静电场、电势能、电势差等概念的理解和应用。

-拓展课外阅读：推荐学生阅读与静电场、电势能、电势差相关的课外书籍，如《静电学》、《电学基础》等，以拓宽知识面。

-参加物理竞赛：鼓励学生参加物理竞赛，通过竞赛提高对静电场、电势能、电势差等概念的理解和应用能力。板书设计①本文重点知识点：

-电势能：电荷在电场中由于位置不同而具有的能量。

-电势：电场中某点的电势能与电荷量的比值。

-电势差：电场中两点间电势的差值。

②重点词句：

-电势能（U）：U=qφ

-电势（φ）：φ=U/q

-电势差（Δφ）：Δφ=φ2-φ1

③电势能、电势与电势差的关系：

-电势能与电势的关系：电势能等于电荷量乘以电势。

-电势与电势差的关系：电势差等于电势之差。

-电势能与电势差的关系：电势能的变化等于电荷量乘以电势差。课后作业1.作业内容：

一正电荷在电场中从A点移动到B点，电场力做功为10J，电荷的电量为2C。求A、B两点间的电势差。

答案：电势差Δφ=W/q=10J/2C=5V

2.作业内容：

在一个匀强电场中，一个电子从电场中的P点移动到Q点，电场力做功为-2eV。求P、Q两点间的电势差。

答案：电势差Δφ=W/q=-2eV/(-e)=2V

3.作业内容：

一个电荷量为3μC的粒子在电势差为12V的电场中从A点移动到B点，求粒子在电场中获得的电势能。

答案：电势能U=qΔφ=3μC×12V=36μJ

4.作业内容：

在一个电势差为5V的电场中，一个电荷量为-4C的粒子从A点移动到B点，求粒子在电场中电势能的变化。

答案：电势能变化ΔU=qΔφ=-4C×5V=-20J

5.作业内容：

在一个电势差为8V的电场中，一个电荷量为-6μC的粒子从A点移动到B点，求粒子在电场中电势能的变化。

答案：电势能变化ΔU=qΔφ=-6μC×8V=-48μJ

补充说明和举例：

1.电势能与电势差的关系：

-当电荷在电场中移动时，电场力对电荷做功，导致电势能的变化。电势能的变化等于电荷量乘以电势差。

-举例：一个电荷量为2C的粒子在电势差为5V的电场中移动，电势能的变化为10J。

2.电势差的计算：

-电势差是电场中两点间电势的差值，可以通过电场力做功和电荷量来计算。

-举例：一个电荷量为3C的粒子在电场中从A点移动到B点，电场力做功为-9J，求A、B两点间的电势差。

3.电势能的计算：

-电势能是电荷在电场中由于位置不同而具有的能量，可以通过电荷量乘以电势来计算。

-举例：一个电荷量为4μC的粒子在电势为-6V的电场中，求粒子的电势能。

4.电势能的变化：

-电势能的变化是电荷在电场中移动时电势能的变化量，可以通过电荷量乘以电势差来计算。

-举例：一个电荷量为5C的粒子在电势差为-3V的电场中移动，求粒子在电场中电势能的变化。

5.电势差的分布：

-在匀强电场中，电势差与电场强度和距离成正比。

-举例：在一个匀强电场中，电场强度为2V/m，一个电荷量为3C的粒子从A点移动到B点，距离为5m，求A、B两点间的电势差。电势差Δφ=E×d=2V/m×5m=10V课堂1.课堂评价：

1.1提问评价：通过课堂提问，了解学生对电势能、电势和电势差概念的理解程度。提问方式包括选择题、简答题和计算题，旨在检验学生对基础知识的掌握。

1.2观察评价：观察学生在课堂上的参与度、思维活跃度以及解决问题的能力。通过学生的课堂表现，评估他们对知识的吸收和应用情况。

1.3测试评价：在课程结束后，进行小测验或随堂测试，以检验学生对本节课知识点的掌握情况。测试题目涵盖概念理解、公式应用和问题解决等方面。

2.作业评价：

2.1作业批改：对学生的课后作业进行认真批改，确保作业的准确性和完整性。批改内容包括计算题、应用题和思考题等。

2.2作业点评：在作业批改过程中，对学生的错误进行详细分析，指出错误原因，并提供正确的解题思路和方法。同时，对学生的优点进行肯定，鼓励他们在今后的学习中继续保持。

2.3作业反馈：及时将作业批改结果反馈给学生，让他们了解自己的学习情况。对于作业中的问题，可以安排课堂时间进行讲解和讨论，帮助学生解决疑惑。

2.4作业激励：通过作业评价，对表现优秀的学生给予表扬和奖励，激发学生的学习兴趣和积极性。对于进步较大的学生，给予肯定和鼓励，帮助他们树立信心。

3.教学反思：

3.1教学效果评估：根据课堂评价和作业评价的结果，对教学效果进行评估。分析学生在哪些方面存在困难，调整教学