《電勢差及其與電場強度的關系》教學設計

粵教版—物理—必修3第一章第五節(jié)《電勢差及其與電場強度的關系》教學設計教學目標：物理概念在本節(jié)課的學習中，學生需要深入理解電勢差的概念，并學習如何通過計算求得電勢差。同時，學生還需了解靜電力做功與電勢差之間的關系，掌握電場強度和電勢差之間的相關知識。此外，為更加深入地理解電勢差及其在電場中的應用，建議學生學習具體實例或者案例分析，為理論知識帶來更豐富的實際情景，形成物理觀念?？茖W思維在學習物理時，引導學生深入理解并精確定義物理概念在物理學中的重要性非常關鍵。學生需要全面地了解每個概念的含義、基本特征和表達方式，從而可以更加清晰地掌握所學知識，有助于建立扎實的物理基礎。通過分析推理，導出電勢差等于電場力做的功與移動電荷的電量之比，體會比值定義法的意義。同時，在學習物理時，也需要著重強調如何運用所學的物理知識來分析和解決實際問題。這涉及到學生尋找現(xiàn)實世界中出現(xiàn)的物理問題并使用所學的理論知識進行分析、預測和設計。因此，深入理解并精確定義物理概念，以及能夠將所學知識應用于實際問題的能力，都是學生在學習物理時不可忽視的重要方面?？茖W探究引導學生進行思考并探究電勢差與電場強度之間的關系。這需要學生對電荷、電場及電勢等物理概念有相應的基礎認識，并進行科學合理的分析和推理。同時，通過探究靜電力做功與電勢差之間的關系，可以深入理解電勢和電場在本質上的含義與區(qū)別?？茖W態(tài)度與責任在學習電場力做功、電勢差和電場強度等概念的過程中，學生不僅可以掌握這些物理量之間的關系，更重要的是能夠深入理解它們在物理學中的科學本質。電場力做功、電勢差和電場強度等概念都是研究電學現(xiàn)象的基礎性概念，理解這些概念有助于學生更好地理解和應用相關知識，同時提高自己的綜合素質和科學素養(yǎng)。教材內容與體系安排本節(jié)內容是《靜電場的描述》這一章的最后一節(jié)，是緊隨著上一節(jié)《電勢能和電勢》之后的關鍵部分。主要涵蓋了靜電力做功與電勢差之間的關系、以及電場強度與電勢差的聯(lián)系等方面。通過學習本節(jié)課程，學生不僅可以對整個靜電場的知識有一個更加全面的把握，還為學習下一章《靜電場的應用》奠定重要的基礎。同時，在本節(jié)課中，物理思維方法得到了廣泛運用，尤其是類比思維的應用，幫助學生探索新的知識點，并將具體的物理概念轉化并應用到實際問題中，從而有效地推進了學科教學的深入發(fā)展。學情分析認知層面電場是一個比較抽象的概念，因此在本章《靜電場的描述》的最后一節(jié)中，我們需要更加注重培養(yǎng)學生的抽象思維能力和空間想象力。在前面幾個部分的學習中，學生已經獲得了一定的相關知識，這些將有助于他們更好地理解和掌握本節(jié)課程的內容。能力層面學生具備一定的自學能力和類比分析能力，已經學習掌握了電勢能、電勢、等勢面等知識。因此，他們可以深入探究靜電力做功與電勢差之間的關系，并掌握電場強度和電勢差之間的相關知識。但是，考慮到學生在分析問題方面存在一定的限制，為了更好地提高學生對于本課程的理解與掌握，教師需要在問題設計方面花費更多心思并進行有效引導，從而降低難度，并使學生更好地融入課程中。思維層面本章《靜電場的描述》的最后一節(jié)內容旨在讓學生理解電場力和能的性質，并將電場的知識點融為一體。同時，通過本節(jié)課程的學習，可以培養(yǎng)學生的類比能力，以及問題分析與推理能力。學生的理論探究不僅有助于提高他們解決問題的能力，還能夠促進他們對于物理概念和規(guī)律的深入理解。在課程中，學生將會進行分析、思考和描述相關概念和規(guī)律，從而有效地提升他們運用物理語言進行思考和表述的能力。態(tài)度與責任層面本單元旨在讓學生通過運用物理原理和研究方法，解決與生產、生活相關的實際問題。此過程不僅有助于增強學生對于科學探索的價值觀，而且能夠通過知識類比和遷移，激發(fā)學生學習興趣，并培養(yǎng)其靈活運用知識和對科學的求知欲。教學重點：電勢差的概念。靜電力做功與電勢差的關系。教學難點：電勢差與電場強度的關系。教學方法：設置問題情境，引導學生進行理論探究，并進行探討與擴展。課時安排：1課時問題引入：分別選取地面和B所在的平面為參考平面，A、B兩點的高度差是否改變？選取不同的參考平面，從A到B重力做的功是否改變？影響重力做功大小的是A、B兩點的高度，還是A、B兩點之間高度差？【進行類比】某個電荷在確定的電場中由A點移動到B點，影響靜電力做功的因素是A點或B點的電勢值呢？還是A、B兩點之間電勢的差值呢？【提出問題】場強與電勢、電勢差有什么聯(lián)系？新課教學：電勢差概念：電場中兩點間電勢的差值叫作電勢差，也叫電壓，用符號“”表示。設電場中點A電勢為，點B電勢為，則兩點之間的電勢差或者：電勢差也叫電壓，單位是福特（V）。電勢差是標量，可以是正值，也可以是負值。描述電勢差時，必須指明是哪兩點的電勢差。電勢差與零電勢點的選取無關。電場中兩點間的電勢差，由電場本身的性質及初、末位置決定。電勢差的正負不表示方向，表示電場中兩點電勢的相對高低。電勢差的大小與試探電荷無關，電勢差由場源電荷和兩點的位置決定?！居懻撆c交流】當電量為的電荷從點A移至點B時，電場力做功為，而A、B兩點的電勢差為。如何借助電勢能作為“橋梁”，找出電場力做功與電勢差之間的關系呢？定義：電場力所做的功與所移動電荷的電量之比叫作電勢差。定義式：【思考】總結靜電力做功的方法例題1：如圖所示，已知勻強電場的方向與等腰直角△ABC所在的平面平行。將帶電量為6×10－6C的負點電荷從電場中的A點移到B點，克服電場力做了2.4×10－5J的功，再從B點移到C點，電場力做功1.2×10－5J。（1）求A、B兩點間的電勢差。（2）該負點電荷從A點移動到B點電勢能變化了多少？二、電勢差與電場強度的關系【思考】如圖所示是一勻強電場的電場線，勻強電場的場強大小為E，A、B兩點在同一條電場線上，它們之間的距離為d，電勢差為U。如何借助電場力所做的功W作為“橋梁”，找出電勢差U與場強E的關系呢？如果A、B不在同一條電場線上，電勢差與場強的關系是什么樣的？【結論】在勻強電場中任意兩點之間的電勢差等于場強與這兩點沿電場方向的距離的乘積。表達式：，變形：。場強的另一個單位：V/m。在勻強電場中，場強在數(shù)值上等于沿場強方向每單位距離上的電勢差。電場強度E的方向是電勢降低最快的方向?！舅伎肌咳鐖D所示為一不規(guī)則帶電體的電場線和等勢面，圖中每相鄰兩條等勢線之間的電勢差是相等的。為什么電場線密的地方等勢線也密，電場線稀疏的地方等勢線也稀疏？【拓展】點電荷周圍等勢面分布間距不相等。勻強電場中，沿電場線方向任意相等距離上的電勢差相等。在勻強電場中沿同一方向任意相等距離上的電勢差相等。在勻強電場中，兩條平行線段上相等距離的兩點間的電勢差相等。例題2：如圖所示，P、Q兩金屬板間的電勢差大小為50V，板間存在勻強電場，方向水平向左，板間的距離d＝10cm，其中Q板接地，兩板間的A點距P板4cm.求：P板及A點的電勢.保持兩板間的電勢差不變，而將Q板向左平移5cm，則A點的電勢將變?yōu)槎嗌伲坷}3：（1）某一電場的電場線和等勢面如圖甲所示，已知a點電勢為5