大學(xué)物理教學(xué)設(shè)計：環(huán)路定理電勢6頁

1、教學(xué)設(shè)計5：場強環(huán)路定理 電勢【授課內(nèi)容】：場強環(huán)路定理 電勢【所在章節(jié)】：第七章：靜電場 第3節(jié)：場強環(huán)路定理 電勢【授課對象】：學(xué)校理工科專業(yè)本科學(xué)生（一年級下學(xué)期）【教學(xué)學(xué)時】：2學(xué)時一、學(xué)情分析（一）教材內(nèi)容分析本節(jié)段內(nèi)容是大學(xué)物理教材第七章靜電場中的內(nèi)容，是整個電學(xué)部分兩個基本定理之一，在本節(jié)之前，已經(jīng)學(xué)習(xí)通過閉合曲面電通量和曲面內(nèi)電荷關(guān)系的高斯定理，場強環(huán)路定理研究電場強度的環(huán)路積分。電場的對外的兩個特性一個是對電荷有力的作用，二是電荷在電場中運動電場力對電荷做功電荷具有一定的能，用電場強度和電勢兩個物理量描述這兩個性質(zhì)。前面第一節(jié)我們已經(jīng)學(xué)習(xí)了電場強度，對于電勢我們類比的方法來研

2、究。（二）學(xué)生特征分析本節(jié)課授課對象是大學(xué)一年級學(xué)生，開設(shè)時間為大一下學(xué)期，前節(jié)內(nèi)容學(xué)生在學(xué)習(xí)本節(jié)之前，已掌握了利用庫侖定律 求解真空中靜止點電荷周圍的電場強度，體會到利用該定律求解對數(shù)學(xué)尤其是積分計算靜電場，在教學(xué)中以原有知識為基礎(chǔ)，運用對比的方法來學(xué)習(xí)新內(nèi)容，以微積分為手段，全方位進行授課教育。二、教學(xué)目標設(shè)計 （一）知識與技能1、深刻理解電場力的做功特點；2、具備從高斯定理和場強環(huán)路定理兩條定理結(jié)合起來分析靜電場性質(zhì)的能力；3、掌握靜電場電勢的概念和電勢疊加原理，能計算一些特殊帶電體的電勢；4、培養(yǎng)學(xué)生運用對比的方法分析問題能力。（二）過程與方法通過現(xiàn)象觀察、知識回顧、課件演示等形式，培

3、養(yǎng)學(xué)生知識理解運用和創(chuàng)新提高的能力。（三）情感與價值觀1、通過本節(jié)學(xué)習(xí)，特別是定理的得出過程，培養(yǎng)學(xué)生認真學(xué)習(xí)的態(tài)度、科學(xué)嚴謹推導(dǎo)的學(xué)習(xí)習(xí)慣， 讓班級形成善于思考、不斷發(fā)現(xiàn)問題和積極解決問 題的學(xué)習(xí)氛圍2、學(xué)生可以運用對比分析學(xué)到的科學(xué)方法和研究能力，分析和解決以后學(xué)習(xí)、工作和生活中遇到的問題三、教學(xué)內(nèi)容設(shè)計（一）內(nèi)容綱要1、電場力做功2、電場環(huán)路定理3、電勢（二）教學(xué)重點1、電勢概念；2.場強環(huán)路定理的理解（三）教學(xué)難點1、電勢概念的理解；2、電勢的計算四、教學(xué)策略分析（一）教學(xué)策略方法1、板書標示教學(xué)法在板書推導(dǎo)的過程中，加深學(xué)生對知識的理解和掌握。3、遷移教學(xué)法由于電勢高中物理中已學(xué)，所

4、以對于概念的基本表述和理解學(xué)生都有一定的知識構(gòu)架和基礎(chǔ)。在授課的過程中，要重點做好學(xué)生知識的遷移，在高中知識的基礎(chǔ)上進一步延伸。（二）教學(xué)手段1、課堂講授對重點和難點問題通過公式推導(dǎo)分析、物理意義對比來說明問題，注重課堂氣氛的調(diào)節(jié)和學(xué)生學(xué)習(xí)興趣的培養(yǎng)。2、多媒體輔助利用多媒體課件（PPT）進行視頻、動畫的展示，將復(fù)雜問題現(xiàn)象更形象的展示給學(xué)生。3、板書本節(jié)課有重要概念和公式的講授和理解，結(jié)合授課過程中重點和難點，進行板書公式的推導(dǎo)和講解，進一步促進學(xué)生對相關(guān)知識的理解。五、教學(xué)過程設(shè)計（一）教學(xué)過程索引師生活動教學(xué)內(nèi)容設(shè)計意圖一、 導(dǎo)入新課 復(fù)習(xí)前面相關(guān)知識。提出問題：是什么轉(zhuǎn)化為試

5、探電荷的動能？1靜電力，電場強度概念，指出前面我們從力的性質(zhì)研究電場，從本節(jié)起將從能量的角度研究電場。2復(fù)習(xí)功和能量的關(guān)系：從靜電場中靜電力做功使試探電荷獲得動能入手， 通過復(fù)習(xí)舊內(nèi)容引發(fā)學(xué)生思考，并通過現(xiàn)象去總結(jié)問題，進而構(gòu)建物理模型導(dǎo)入新課內(nèi)容，此舉有利于促進學(xué)生對現(xiàn)象的觀察，提高對課程的興趣。二、內(nèi)容推演 靜電場力所作的功靜電場的另一重要性質(zhì)就是在靜電場中，電場力做功與電荷移動靜電力做功的特點讓試探電荷q在點電荷電場任意路徑從A點運動到B點，我們來計算這幾種情況下靜電力對電荷所做的功。點電荷電場 2）靜止的點電荷系、電荷連續(xù)分布帶電體電場力對試探電荷所作的功為： 學(xué)生是學(xué)習(xí)的主體，引入課

6、堂內(nèi)容后，引導(dǎo)學(xué)生提出問題，促使學(xué)生對進一步學(xué)習(xí)的內(nèi)容進行思考。講解相關(guān)知識。分析做功的數(shù)據(jù)結(jié)果，結(jié)合具體的問題情景，從中找到共同點和不同點，聯(lián)系前面所學(xué)的知識，歸納得出相關(guān)的物理知識。從中發(fā)現(xiàn)問題和知識結(jié)論。三、內(nèi)容精講 靜電場的環(huán)路定理 單位正試驗電荷沿閉合路徑單位正試驗電荷沿閉合路徑acbfa 移動回到出發(fā)點時，電場力所作的功為:上式左項是場強沿閉合路徑的線積分，稱為靜電場場強的環(huán)流。即在靜電場中，場強沿閉合路徑的線積分等于零。也稱為場強環(huán)流定理。 說明：運動電荷的場不是保守場，而是非保守場，將在磁場部分討論。消化所學(xué)新知識四、 概念 知識應(yīng)用我們通過靜電力的研究認識了電場強度，現(xiàn)在要通

7、過電勢能的研究來認識另一個物理量電勢。它同樣是表征電場性質(zhì)的重要物理量度。電勢能：電荷在電場中也具有勢能，這種勢能我們叫做電勢能。電勢能用Ep表示。WAB （EpBEpA）EpAEPB電勢定義：EP/q 勢能零點的選擇 得出結(jié)論后，引導(dǎo)學(xué)生類比電場的得來過程，提出新的物理量電勢。以上結(jié)論由學(xué)生得出，自己能用所學(xué)知識進行簡單的描敘，培養(yǎng)相關(guān)應(yīng)用歸納知識的能力。五、知識拓展 帶電體電場的電勢計算取無限遠處作為電勢零點。由電勢的定義，可得P點的電勢為 1. 點電荷系電場的電勢 表明，點電荷系所激發(fā)的電場中某點的電勢，等于各點電荷單獨存在時在該點的電勢的代數(shù)和。 2. 連續(xù)分布電荷電場的電勢 電荷連續(xù)

8、分布的帶電體可看作由無限多個電荷元組成，每一個電荷元在電場中場點建立的電勢為：，則該點的電勢為這些電荷元電勢的疊加，即知識進行類比，從前面的結(jié)論中領(lǐng)會到知識的相通性，能對知識進行類比應(yīng)用。同時能正確認識到在分析問題時還應(yīng)該思考問題的不同側(cè)面，達到對問題的全面解決。六、課后思考 夯實知識給學(xué)生布置一定的練習(xí)題和思考題，對課堂內(nèi)容進行練習(xí)總結(jié)，及時解答學(xué)生遇到的問題。思考1：均勻帶點球面電勢分布思考2：均勻帶點球體電勢分布課堂講解內(nèi)容爭取當堂讓學(xué)生吸收消化，但是仍需要課后的練習(xí)加深對知識的鞏固。（二）教學(xué)板書設(shè)計7.3場強環(huán)路定理 電勢一、靜電力做功的特點結(jié)論：靜電力做的功只與電荷的起始位置和終點位置有關(guān)，與電荷經(jīng)過的路徑無關(guān)。二、場強環(huán)路定理三、電勢能：電荷在電場中也具有勢能，這種勢能我們叫做電勢能。電勢能用Ep表示。WAB （EpBEpA）EpAEPB四、電勢定義：EP/q 電勢是標量，它只有大小沒有方向，但有正負。六、教學(xué)反思通過實踐教學(xué)，重在讓學(xué)生有對比的觀點去學(xué)習(xí)物理知識。課中多次用到類比的物理思想，讓學(xué)生對知識有更多的牽連，能對前面的知識達到靈