2024-2025學(xué)年新教材高中物理 第9章 靜電場及其應(yīng)用 3 電場 電場強(qiáng)度教案 新人教版必修第三冊

2024-2025學(xué)年新教材高中物理第9章靜電場及其應(yīng)用3電場電場強(qiáng)度教案新人教版必修第三冊科目授課時間節(jié)次--年—月—日（星期——）第—節(jié)指導(dǎo)教師授課班級、授課課時授課題目（包括教材及章節(jié)名稱）2024-2025學(xué)年新教材高中物理第9章靜電場及其應(yīng)用3電場電場強(qiáng)度教案新人教版必修第三冊教學(xué)內(nèi)容本節(jié)課的教學(xué)內(nèi)容選自2024-2025學(xué)年新教材高中物理第9章靜電場及其應(yīng)用，具體包括3.1節(jié)電場概念的建立，3.2節(jié)電場強(qiáng)度的定義及其計(jì)算，3.3節(jié)電場線的概念及其應(yīng)用，以及3.4節(jié)電場強(qiáng)度的疊加原理。教學(xué)內(nèi)容圍繞電場強(qiáng)度的基本概念、計(jì)算方法及其應(yīng)用展開，旨在幫助學(xué)生理解電場強(qiáng)度的物理意義，掌握電場強(qiáng)度計(jì)算的基本方法，并能運(yùn)用電場線等工具分析實(shí)際問題。通過本節(jié)課的學(xué)習(xí)，學(xué)生將能夠?qū)﹄妶鰪?qiáng)度有一個全面而深刻的理解，為后續(xù)靜電能、電容器等內(nèi)容的深入學(xué)習(xí)打下堅(jiān)實(shí)基礎(chǔ)。核心素養(yǎng)目標(biāo)本節(jié)課的核心素養(yǎng)目標(biāo)主要聚焦在培養(yǎng)學(xué)生的物理學(xué)科核心素養(yǎng)，具體包括：

1.理解電場強(qiáng)度的物理意義，掌握電場強(qiáng)度計(jì)算的基本方法，并能運(yùn)用電場線等工具分析實(shí)際問題。

2.運(yùn)用電場強(qiáng)度概念解釋靜電現(xiàn)象，培養(yǎng)學(xué)生的科學(xué)思維能力和科學(xué)探究能力。

3.通過分析電場強(qiáng)度的疊加原理，提高學(xué)生的邏輯思維能力和解決復(fù)雜物理問題的能力。

4.培養(yǎng)學(xué)生運(yùn)用所學(xué)知識解決實(shí)際問題的能力，提升學(xué)生的實(shí)踐創(chuàng)新能力。

5.培養(yǎng)學(xué)生運(yùn)用數(shù)學(xué)工具描述物理現(xiàn)象，發(fā)展學(xué)生的數(shù)學(xué)建模能力。

6.培養(yǎng)學(xué)生合作交流的意識，提高團(tuán)隊(duì)合作能力。教學(xué)難點(diǎn)與重點(diǎn)1.教學(xué)重點(diǎn)

-電場強(qiáng)度的定義及其計(jì)算公式：電場強(qiáng)度是描述電場中某一點(diǎn)電場力作用強(qiáng)度的物理量，其計(jì)算公式為E=F/q。學(xué)生需要理解電場強(qiáng)度的概念，掌握電場強(qiáng)度的計(jì)算方法。

-電場線的概念及其應(yīng)用：電場線是描述電場分布的一種圖示方法，學(xué)生需要理解電場線的物理意義，能夠通過電場線分析電場的分布情況。

-電場強(qiáng)度的疊加原理：電場強(qiáng)度滿足疊加原理，即多個電荷產(chǎn)生的電場可以疊加。學(xué)生需要理解電場疊加原理，能夠計(jì)算多個電荷產(chǎn)生的電場強(qiáng)度。

2.教學(xué)難點(diǎn)

-電場強(qiáng)度的計(jì)算：學(xué)生需要掌握電場強(qiáng)度的計(jì)算公式，能夠根據(jù)電荷分布計(jì)算出電場強(qiáng)度的大小和方向。難點(diǎn)在于如何根據(jù)電荷分布確定電場強(qiáng)度的計(jì)算范圍和邊界條件。

-電場線的理解：學(xué)生需要理解電場線的物理意義，能夠根據(jù)電場線分析電場的分布情況。難點(diǎn)在于如何根據(jù)電場線判斷電場的方向和強(qiáng)度。

-電場疊加原理的應(yīng)用：學(xué)生需要理解電場疊加原理，能夠計(jì)算多個電荷產(chǎn)生的電場強(qiáng)度。難點(diǎn)在于如何確定各個電荷產(chǎn)生的電場對總電場的影響，以及如何處理電場的疊加。教學(xué)方法與手段1.教學(xué)方法：

-講授法：教師通過講解、示范等方式傳授知識，幫助學(xué)生理解電場強(qiáng)度的概念、計(jì)算方法及其應(yīng)用。

-討論法：組織學(xué)生進(jìn)行小組討論，讓學(xué)生在討論中互相交流、互相啟發(fā)，共同探討電場強(qiáng)度相關(guān)的問題。

-實(shí)驗(yàn)法：安排學(xué)生進(jìn)行電場強(qiáng)度的測量實(shí)驗(yàn)，讓學(xué)生通過實(shí)際操作來觀察和驗(yàn)證電場強(qiáng)度的存在及其大小。

2.教學(xué)手段：

-多媒體設(shè)備：利用多媒體設(shè)備展示電場線、電場強(qiáng)度分布圖等，幫助學(xué)生直觀地理解電場強(qiáng)度的概念及其分布情況。

-教學(xué)軟件：利用教學(xué)軟件模擬電場的分布和變化，讓學(xué)生通過軟件操作來感受電場強(qiáng)度的變化及其影響因素。

-實(shí)驗(yàn)器材：提供電場強(qiáng)度測量實(shí)驗(yàn)所需的器材，如電荷源、電場強(qiáng)度計(jì)等，讓學(xué)生通過實(shí)際操作來觀察和驗(yàn)證電場強(qiáng)度的存在及其大小。教學(xué)實(shí)施過程1.課前自主探索

教師活動：

-發(fā)布預(yù)習(xí)任務(wù)：通過在線平臺或班級微信群，發(fā)布預(yù)習(xí)資料（如PPT、視頻、文檔等），明確預(yù)習(xí)目標(biāo)和要求。

-設(shè)計(jì)預(yù)習(xí)問題：圍繞電場強(qiáng)度課題，設(shè)計(jì)一系列具有啟發(fā)性和探究性的問題，引導(dǎo)學(xué)生自主思考。

-監(jiān)控預(yù)習(xí)進(jìn)度：利用平臺功能或?qū)W生反饋，監(jiān)控學(xué)生的預(yù)習(xí)進(jìn)度，確保預(yù)習(xí)效果。

學(xué)生活動：

-自主閱讀預(yù)習(xí)資料：按照預(yù)習(xí)要求，自主閱讀預(yù)習(xí)資料，理解電場強(qiáng)度知識點(diǎn)。

-思考預(yù)習(xí)問題：針對預(yù)習(xí)問題，進(jìn)行獨(dú)立思考，記錄自己的理解和疑問。

-提交預(yù)習(xí)成果：將預(yù)習(xí)成果（如筆記、思維導(dǎo)圖、問題等）提交至平臺或老師處。

教學(xué)方法/手段/資源：

-自主學(xué)習(xí)法：引導(dǎo)學(xué)生自主思考，培養(yǎng)自主學(xué)習(xí)能力。

-信息技術(shù)手段：利用在線平臺、微信群等，實(shí)現(xiàn)預(yù)習(xí)資源的共享和監(jiān)控。

作用與目的：

-幫助學(xué)生提前了解電場強(qiáng)度課題，為課堂學(xué)習(xí)做好準(zhǔn)備。

-培養(yǎng)學(xué)生的自主學(xué)習(xí)能力和獨(dú)立思考能力。

2.課中強(qiáng)化技能

教師活動：

-導(dǎo)入新課：通過故事、案例或視頻等方式，引出電場強(qiáng)度課題，激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣。

-講解知識點(diǎn)：詳細(xì)講解電場強(qiáng)度知識點(diǎn)，結(jié)合實(shí)例幫助學(xué)生理解。

-組織課堂活動：設(shè)計(jì)小組討論、角色扮演、實(shí)驗(yàn)等活動，讓學(xué)生在實(shí)踐中掌握電場強(qiáng)度技能。

-解答疑問：針對學(xué)生在學(xué)習(xí)中產(chǎn)生的疑問，進(jìn)行及時解答和指導(dǎo)。

學(xué)生活動：

-聽講并思考：認(rèn)真聽講，積極思考老師提出的問題。

-參與課堂活動：積極參與小組討論、角色扮演、實(shí)驗(yàn)等活動，體驗(yàn)電場知識的應(yīng)用。

-提問與討論：針對不懂的問題或新的想法，勇敢提問并參與討論。

教學(xué)方法/手段/資源：

-講授法：通過詳細(xì)講解，幫助學(xué)生理解電場強(qiáng)度知識點(diǎn)。

-實(shí)踐活動法：設(shè)計(jì)實(shí)踐活動，讓學(xué)生在實(shí)踐中掌握電場強(qiáng)度技能。

-合作學(xué)習(xí)法：通過小組討論等活動，培養(yǎng)學(xué)生的團(tuán)隊(duì)合作意識和溝通能力。

作用與目的：

-幫助學(xué)生深入理解電場強(qiáng)度知識點(diǎn)，掌握電場強(qiáng)度技能。

-通過實(shí)踐活動，培養(yǎng)學(xué)生的動手能力和解決問題的能力。

-通過合作學(xué)習(xí)，培養(yǎng)學(xué)生的團(tuán)隊(duì)合作意識和溝通能力。

3.課后拓展應(yīng)用

教師活動：

-布置作業(yè)：根據(jù)電場強(qiáng)度課題，布置適量的課后作業(yè)，鞏固學(xué)習(xí)效果。

-提供拓展資源：提供與電場強(qiáng)度相關(guān)的拓展資源（如書籍、網(wǎng)站、視頻等），供學(xué)生進(jìn)一步學(xué)習(xí)。

-反饋?zhàn)鳂I(yè)情況：及時批改作業(yè)，給予學(xué)生反饋和指導(dǎo)。

學(xué)生活動：

-完成作業(yè)：認(rèn)真完成老師布置的課后作業(yè)，鞏固學(xué)習(xí)效果。

-拓展學(xué)習(xí)：利用老師提供的拓展資源，進(jìn)行進(jìn)一步的學(xué)習(xí)和思考。

-反思總結(jié)：對自己的學(xué)習(xí)過程和成果進(jìn)行反思和總結(jié)，提出改進(jìn)建議。

教學(xué)方法/手段/資源：

-自主學(xué)習(xí)法：引導(dǎo)學(xué)生自主完成作業(yè)和拓展學(xué)習(xí)。

-反思總結(jié)法：引導(dǎo)學(xué)生對自己的學(xué)習(xí)過程和成果進(jìn)行反思和總結(jié)。

作用與目的：

-鞏固學(xué)生在課堂上學(xué)到的電場強(qiáng)度知識點(diǎn)和技能。

-通過拓展學(xué)習(xí)，拓寬學(xué)生的知識視野和思維方式。

-通過反思總結(jié)，幫助學(xué)生發(fā)現(xiàn)自己的不足并提出改進(jìn)建議，促進(jìn)自我提升。教學(xué)資源拓展-電場強(qiáng)度的測量方法：介紹不同的電場強(qiáng)度測量方法，如電場強(qiáng)度計(jì)、電場探針等，以及它們的工作原理和特點(diǎn)。

-電場與電勢的關(guān)系：探討電場強(qiáng)度與電勢之間的關(guān)系，解釋電勢能的概念及其與電場強(qiáng)度的聯(lián)系。

-電場在日常生活中的應(yīng)用：介紹電場在靜電防護(hù)、電荷傳輸、電容器等方面的應(yīng)用，以及電場在這些應(yīng)用中的作用和原理。

-電場的生物學(xué)效應(yīng)：探討電場對生物體的影響，如電場對細(xì)胞膜電位的影響、電場在神經(jīng)傳導(dǎo)中的作用等。

-電場的環(huán)境效應(yīng)：介紹電場對環(huán)境的影響，如電場對生態(tài)系統(tǒng)的影響、電場對建筑物和設(shè)施的影響等。

2.拓展建議：

-閱讀相關(guān)書籍：推薦學(xué)生閱讀與電場相關(guān)的基礎(chǔ)物理書籍，如《電磁學(xué)》、《電動力學(xué)》等，以加深對電場知識的理解。

-參加科學(xué)實(shí)驗(yàn)：鼓勵學(xué)生參加學(xué)?；蛏鐓^(qū)的物理實(shí)驗(yàn)活動，親自動手測量電場強(qiáng)度，觀察電場的分布情況。

-參與學(xué)術(shù)討論：鼓勵學(xué)生參加學(xué)術(shù)討論會或小組討論，與同學(xué)和老師交流對電場知識的理解和疑問，共同探討電場的奧秘。

-做科研小項(xiàng)目：鼓勵學(xué)生開展與電場相關(guān)的科研小項(xiàng)目，如設(shè)計(jì)簡單的電場實(shí)驗(yàn)、制作電場模型等，培養(yǎng)學(xué)生的實(shí)踐能力和創(chuàng)新思維。

-觀看科普視頻：推薦學(xué)生觀看與電場相關(guān)的科普視頻，如電場實(shí)驗(yàn)、電場應(yīng)用等，以直觀的方式了解電場的原理和應(yīng)用。

-參加競賽和活動：鼓勵學(xué)生參加物理競賽或相關(guān)活動，如物理奧林匹克競賽、科學(xué)展覽等，展示自己的電場知識和技能。典型例題講解例題1：計(jì)算一個點(diǎn)電荷產(chǎn)生的電場強(qiáng)度

題目：一個電荷量為+2C的點(diǎn)電荷放置在原點(diǎn)，求距離原點(diǎn)5m處的電場強(qiáng)度。

解答：根據(jù)庫侖定律，點(diǎn)電荷產(chǎn)生的電場強(qiáng)度公式為E=kQ/r^2，其中k為庫侖常數(shù)，Q為電荷量，r為距離。

代入數(shù)據(jù)：E=9×10^9N·m^2/C^2×2C/(5m)^2=7.2×10^9N/C

方向：由于電荷為正電荷，電場方向背離電荷，即指向負(fù)無窮遠(yuǎn)。

例題2：計(jì)算兩個點(diǎn)電荷產(chǎn)生的電場強(qiáng)度

題目：一個電荷量為+2C的點(diǎn)電荷放置在原點(diǎn)，另一個電荷量為-1C的點(diǎn)電荷放置在x軸上，距離原點(diǎn)10m處，求距離原點(diǎn)5m處的電場強(qiáng)度。

解答：電場強(qiáng)度滿足疊加原理，即E_total=E1+E2。

計(jì)算E1（+2C電荷產(chǎn)生的電場強(qiáng)度）：E1=kQ/r^2=9×10^9N·m^2/C^2×2C/(5m)^2=7.2×10^9N/C

計(jì)算E2（-1C電荷產(chǎn)生的電場強(qiáng)度）：E2=kQ/r^2=9×10^9N·m^2/C^2×(-1C)/(15m)^2=-2.4×10^9N/C

E_total=E1+E2=7.2×10^9N/C-2.4×10^9N/C=4.8×10^9N/C

方向：由于+2C電荷產(chǎn)生的電場方向背離電荷，即指向負(fù)無窮遠(yuǎn)，-1C電荷產(chǎn)生的電場方向指向電荷，即指向正無窮遠(yuǎn)。故E_total的方向指向負(fù)無窮遠(yuǎn)。

例題3：計(jì)算均勻帶電圓環(huán)產(chǎn)生的電場強(qiáng)度

題目：一個半徑為5cm的均勻帶電圓環(huán)，電荷量為+6C，求圓環(huán)中心處的電場強(qiáng)度。

解答：均勻帶電圓環(huán)產(chǎn)生的電場強(qiáng)度公式為E=kQ/r，其中r為圓環(huán)中心到圓環(huán)的距離。

代入數(shù)據(jù)：E=9×10^9N·m^2/C^2×6C/0.05m=1.08×10^11N/C

方向：由于電荷為正電荷，電場方向背離電荷，即指向圓環(huán)外。

例題4：計(jì)算均勻帶電圓盤產(chǎn)生的電場強(qiáng)度

題目：一個半徑為5cm的均勻帶電圓盤，電荷量為+6C，求圓盤中心處的電場強(qiáng)度。

解答：均勻帶電圓盤產(chǎn)生的電場強(qiáng)度公式為E=kQ/2ε0，其中ε0為真空的電容率。

代入數(shù)據(jù)：E=9×10^9N·m^2/C^2×6C/(2×8.85×10^-12C^2/N·m^2)=3.29×10^5N/C

方向：由于電荷為正電荷，電場方向背離電荷，即指向圓盤外。

例題5：計(jì)算無限長均勻帶電直導(dǎo)線產(chǎn)生的電場強(qiáng)度

題目：一根無限長均勻帶電直導(dǎo)線，電荷線密度為λ，求距離導(dǎo)線2m處的電場強(qiáng)度。

解答：無限長均勻帶電直導(dǎo)線產(chǎn)生的電場強(qiáng)度公式為E=kλ/2πr，其中λ為電荷線密度，r為距離導(dǎo)線的距離。

代入數(shù)據(jù)：E=9×10^9N·m^2/C^2×λ/(2π×2m)=1.42×10^9N/C/λ

方向：由于電荷為正電荷，電場方向背離電荷，即指向垂直于導(dǎo)線且指向無窮遠(yuǎn)處。

這些例題涵蓋了電場強(qiáng)度的基本計(jì)算方法，包括點(diǎn)電荷、多個電荷、均勻帶電圓環(huán)、均勻帶電圓盤和無限長均勻帶電直導(dǎo)線產(chǎn)生的電場強(qiáng)度。通過這些例題的練習(xí)，學(xué)生可以更好地理解和掌握電場強(qiáng)度的計(jì)算方法，并學(xué)會如何運(yùn)用電場強(qiáng)度的疊加原理。板書設(shè)計(jì)①重點(diǎn)知識點(diǎn)：

-電場強(qiáng)度的定義：E=F/q

-電場強(qiáng)度的計(jì)算公