2024-2025學(xué)年新教材高中物理 第十章 靜電場中的能量 第一節(jié) 電勢能和電勢教案 新人教版必修3

2024-2025學(xué)年新教材高中物理第十章靜電場中的能量第一節(jié)電勢能和電勢教案新人教版必修3授課內(nèi)容授課時數(shù)授課班級授課人數(shù)授課地點授課時間課程基本信息1.課程名稱：電勢能和電勢

2.教學(xué)年級和班級：高中二年級，物理班級

3.授課時間：2024年11月10日，第4節(jié)課

4.教學(xué)時數(shù)：45分鐘

本節(jié)課將圍繞新人教版必修3的教材內(nèi)容，深入探討靜電場中的能量，特別是電勢能和電勢的概念、計算及其應(yīng)用。通過講解、實例分析和課堂練習(xí)，使學(xué)生掌握電勢能和電勢的基本知識，并能運(yùn)用相關(guān)理論解決實際問題。核心素養(yǎng)目標(biāo)1.科學(xué)思維：培養(yǎng)學(xué)生運(yùn)用物理概念和原理，分析靜電場中電勢能和電勢問題的能力，提高邏輯思維和推理能力。

2.科學(xué)探究：通過課堂實驗和實例分析，指導(dǎo)學(xué)生主動探索電勢能和電勢的關(guān)系，培養(yǎng)觀察、實驗、總結(jié)的科學(xué)探究能力。

3.科學(xué)態(tài)度：激發(fā)學(xué)生對靜電場知識的好奇心，培養(yǎng)嚴(yán)謹(jǐn)、客觀的科學(xué)態(tài)度，樹立正確的價值觀。

4.科學(xué)責(zé)任：使學(xué)生認(rèn)識到物理知識在生活中的應(yīng)用，增強(qiáng)社會責(zé)任感和使命感，為我國科技創(chuàng)新貢獻(xiàn)力量。學(xué)情分析高中二年級學(xué)生在知識層面，已掌握了電場的基本概念、庫侖定律等基礎(chǔ)知識，具備了一定的物理邏輯思維。但在能力方面，對于電勢能和電勢的理解尚處于初級階段，缺乏將理論知識應(yīng)用于解決實際問題的能力。在素質(zhì)方面，學(xué)生的科學(xué)探究能力和團(tuán)隊合作意識有待提高。

此外，學(xué)生在行為習(xí)慣上存在一定差異，部分學(xué)生習(xí)慣于被動接受知識，缺乏主動思考和質(zhì)疑的精神。這對課程學(xué)習(xí)產(chǎn)生影響，可能會導(dǎo)致在學(xué)習(xí)電勢能和電勢這一章節(jié)時，學(xué)生難以深入理解物理概念，課堂參與度不高。

因此，在本節(jié)課的教學(xué)過程中，教師應(yīng)關(guān)注學(xué)生的個體差異，采用啟發(fā)式教學(xué)，引導(dǎo)學(xué)生主動探究，提高學(xué)生的課堂參與度。同時，注重培養(yǎng)學(xué)生的動手能力和團(tuán)隊協(xié)作精神，使學(xué)生在實踐中掌握電勢能和電勢的知識。教學(xué)資源1.硬件資源：多媒體教學(xué)設(shè)備、實驗器材（電壓表、電荷分布板等）。

2.軟件資源：物理教學(xué)軟件、PPT演示文稿。

3.課程平臺：校園網(wǎng)絡(luò)教學(xué)平臺、班級學(xué)習(xí)群。

4.信息化資源：電子教材、教學(xué)視頻、動畫模擬電場變化。

5.教學(xué)手段：講授法、實驗演示、小組討論、案例分析、互動提問、課后作業(yè)。教學(xué)過程1.導(dǎo)入新課

同學(xué)們，上節(jié)課我們學(xué)習(xí)了靜電場的基本概念和庫侖定律。今天我們將進(jìn)一步探討靜電場中的能量——電勢能和電勢。首先，我想請大家回憶一下，電場力做功與電勢能之間有什么關(guān)系？

（學(xué)生回答）

很好，電場力做功等于電勢能的減少。那么，電勢能和電勢之間又有什么聯(lián)系呢？這就是我們這節(jié)課要學(xué)習(xí)的內(nèi)容。

2.知識講解

首先，我們來了解一下電勢能的概念。電勢能是指電荷在電場中由于位置的變化而具有的能量。電勢能的大小與電荷的電量、電場的強(qiáng)度以及電荷在電場中的位置有關(guān)。

電勢能和電勢之間的關(guān)系可以用公式表示：電勢能E_p=qV，其中E_p表示電勢能，q表示電荷的電量，V表示電勢。

3.實驗演示

現(xiàn)在，我將通過實驗來演示電勢能和電勢的關(guān)系。請大家注意觀察電壓表的變化。

（進(jìn)行實驗演示）

4.課堂討論

下面，請同學(xué)們分組討論一下，如何計算電勢能和電勢？

（學(xué)生討論）

（學(xué)生回答）

很好，我們可以根據(jù)電場力做功和電荷的電量來計算電勢能，再根據(jù)電勢能和電荷的電量來計算電勢。

5.知識應(yīng)用

現(xiàn)在，我們來解決一個問題。假設(shè)有一個點電荷q，電量為+2C，它在電場中某點的電勢為5V，求該點的電勢能。

（學(xué)生解答）

正確，該點的電勢能是10J。

6.總結(jié)全文

7.課后作業(yè)

請大家課后完成以下作業(yè)：

（1）根據(jù)電勢能和電勢的公式，計算一個電荷在電場中的電勢能和電勢。

（2）思考電勢能和電勢在生活中的應(yīng)用，舉例說明。

8.課堂小結(jié)

今天我們學(xué)習(xí)了電勢能和電勢，這兩個概念是靜電場中能量的核心內(nèi)容。希望大家能夠掌握它們之間的關(guān)系，并在實際問題中運(yùn)用所學(xué)知識。下節(jié)課，我們將繼續(xù)學(xué)習(xí)靜電場中的其他能量形式。同學(xué)們，加油！學(xué)生學(xué)習(xí)效果1.知識掌握：學(xué)生掌握了電勢能和電勢的概念，理解了它們之間的聯(lián)系，能夠運(yùn)用公式計算電勢能和電勢，并對電場中的能量轉(zhuǎn)換有了更深入的認(rèn)識。

2.實驗操作能力：學(xué)生在實驗演示環(huán)節(jié)，觀察到了電勢能和電勢的變化，提高了實驗操作能力，學(xué)會了如何使用電壓表等實驗器材。

3.邏輯思維與分析能力：通過課堂討論和問題解答，學(xué)生鍛煉了邏輯思維和分析問題的能力，能夠運(yùn)用所學(xué)知識解決實際問題。

4.團(tuán)隊協(xié)作能力：在小組討論環(huán)節(jié)，學(xué)生學(xué)會了與他人合作，共同探討問題，提高了團(tuán)隊協(xié)作能力。

5.科學(xué)態(tài)度與價值觀：學(xué)生認(rèn)識到物理知識在生活中的重要性，激發(fā)了學(xué)習(xí)物理的興趣，培養(yǎng)了嚴(yán)謹(jǐn)、客觀的科學(xué)態(tài)度和正確的價值觀。

6.知識運(yùn)用：學(xué)生能夠?qū)⑺鶎W(xué)的電勢能和電勢知識運(yùn)用到實際生活中，例如分析靜電現(xiàn)象、解釋電器工作原理等。

1.電勢能的概念：學(xué)生理解了電勢能的定義，知道它是由電荷在電場中位置變化所具有的能量。

2.電勢的概念：學(xué)生掌握了電勢的定義，了解到電勢是描述電場中某點能量狀態(tài)的特征量。

3.電勢能與電勢的關(guān)系：學(xué)生能夠運(yùn)用公式E_p=qV，計算電勢能和電勢，并理解它們之間的聯(lián)系。

4.實驗操作：學(xué)生通過實驗演示，學(xué)會了使用電壓表測量電勢，觀察電勢能與電勢的關(guān)系。

5.問題解答：學(xué)生能夠根據(jù)所學(xué)知識，解答關(guān)于電勢能和電勢的問題，如計算電荷在電場中的電勢能和電勢。

6.生活應(yīng)用：學(xué)生能夠?qū)㈦妱菽芎碗妱葜R應(yīng)用于解釋生活中的靜電現(xiàn)象，如摩擦起電、電荷感應(yīng)等。板書設(shè)計①重點知識點：

1.電勢能：電荷在電場中因位置變化具有的能量。

2.電勢：描述電場中某點能量狀態(tài)的特征量。

3.關(guān)系式：E_p=qV

②關(guān)鍵詞：

1.靜電場

2.電勢能

3.電勢

4.能量轉(zhuǎn)換

③重點句子：

1.電場力做功等于電勢能的減少。

2.電勢能和電勢之間的關(guān)系：E_p=qV。

3.電勢能和電勢在生活中的應(yīng)用。

板書設(shè)計示例：

```

靜電場中的能量

├──電勢能

│└──E_p=qV

└──電勢

└──V

```

板書設(shè)計要求簡潔明了，突出重點，同時具有一定的藝術(shù)性和趣味性，激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣。通過直觀的板書，學(xué)生可以更好地理解和記憶電勢能和電勢的概念及其關(guān)系。典型例題講解例題1：

已知電荷量為+3C的點電荷在電場中某點的電勢為20V，求該點的電勢能。

解答：

根據(jù)電勢能的公式E_p=qV，將已知數(shù)據(jù)代入得：

E_p=3C×20V=60J

所以，該點的電勢能是60J。

例題2：

一個電場中，電荷量為+5C和-5C的兩個點電荷分別位于電勢為10V和-10V的兩點，求兩電荷之間的電勢差。

解答：

電勢差ΔV=V2-V1，將已知數(shù)據(jù)代入得：

ΔV=(-10V)-(10V)=-20V

所以，兩電荷之間的電勢差為-20V。

例題3：

在電場中，一個電荷量為+2C的點電荷從電勢為30V的位置移動到電勢為10V的位置，求電場力做的功。

解答：

電場力做功W=qΔV，將已知數(shù)據(jù)代入得：

W=2C×(10V-30V)=2C×(-20V)=-40J

所以，電場力做的功為-40J。

例題4：

一個電荷量為+4C的點電荷在電場中移動，電場力做的功為-100J，求電荷移動前后的電勢差。

解答：

電場力做功W=qΔV，將已知數(shù)據(jù)代入得：

-100J=4C×ΔV

ΔV=-100J/4C=-25V

所以，電荷移動前后的電勢差為-25V。

例題5：

在電場中，一個電荷量為+1C的點電荷從電勢為5V的位置移動到電勢為-5V的位置，然后返