教學(xué)設(shè)計課題電勢能和電勢課型新授課R章/單元復(fù)習(xí)課□專題復(fù)習(xí)課□實驗探究課□習(xí)題/試卷講評課□課題研究課□學(xué)科實踐活動課□其他□教學(xué)內(nèi)容分析前一章已經(jīng)就電場“力的性質(zhì)”進(jìn)行了分析。本章主要從電場“能的性質(zhì)”分析電場，類比法貫穿本章的整個教學(xué)過程。本節(jié)中用到的物理思維方法較多，類比法尤為突出。本節(jié)從靜電力做功電勢能電勢的線索設(shè)計教學(xué)內(nèi)容，突出通過做功研究能量變化的科學(xué)思想。有利于培養(yǎng)學(xué)生能量的物理觀念。教材首先論證靜電力做功與路徑無關(guān)，接著通過類比法得出了電勢能的概念，靜電力做的功等于電勢能的減少量，電勢能具有相對性。學(xué)情分析學(xué)生對于看不見摸不著的電場還是很好奇的，電荷在電場中會有力的作用，會不會也具有能量？靜電力大的地方是不是能量也多？這些都是學(xué)生迫切想知道的。在知識層面上，學(xué)生已經(jīng)學(xué)習(xí)過重力做功特點，知道用微元法分析曲線軌跡做功方法，理解重力做功等于重力勢能的減少量，了解重力勢能的系統(tǒng)性、相對性等。有利于通過類比方法，幫助學(xué)生理解靜電力做功特點，電荷在電場中具有能量—電勢能。與重力做功和重力勢能變化量關(guān)系類似，靜電力做功等于電勢能的減少量。學(xué)生熟悉勻強(qiáng)電場的概念，能判斷正電荷和負(fù)電荷在勻強(qiáng)電場中受力方向，計算靜電力做功，結(jié)合動能定理和能量守恒有助于學(xué)生理解靜電力做功與電勢能變化關(guān)系。學(xué)習(xí)目標(biāo)1.通過復(fù)習(xí)重力做功推導(dǎo)過程，類比計算在勻強(qiáng)電場中靜電力對電荷做功，認(rèn)識靜電力做功與路徑無關(guān)的特點。（科學(xué)思維、科學(xué)探究）2.通過類比重力勢能引入電勢能，體會類比法在科學(xué)研究中的重要作用。（物理觀念、科學(xué)思維、科學(xué)探究）3.通過教學(xué)各環(huán)節(jié)中對問題串的思考，并與組內(nèi)同學(xué)交流，培養(yǎng)實事求是，科學(xué)嚴(yán)謹(jǐn)?shù)目茖W(xué)態(tài)度。（科學(xué)態(tài)度與責(zé)任）教學(xué)重點難點教學(xué)重點：靜電力做功特點、靜電力做功與電勢能變化量的關(guān)系、電勢概念的建立教學(xué)難點：電勢能相對性的理解，電勢概念的建立教學(xué)輔助支持智慧黑板感應(yīng)起電機(jī)、平行板電容器、錫紙小球、紙板、導(dǎo)線教學(xué)活動設(shè)計過程學(xué)習(xí)內(nèi)容與教師活動學(xué)生任務(wù)/活動設(shè)計設(shè)計意圖及對應(yīng)目標(biāo)達(dá)成環(huán)節(jié)一探究電場力做功的特點教師活動1生活中的類比：牛黃、珍珠課件展示如下情景，情景一：如圖所示,質(zhì)量為m的物體在重力場中,分別：（1）自由落體（2）沿折線從A運動到B（3）沿直線從A運動到B（4）沿曲線從A運動到B提問1：重力分別做多少功？提問2：重力做功有什么特點？提問3：重力做功與重力勢能的關(guān)系是什么？問題4：如何得出重力勢能的概念？學(xué)生活動2復(fù)習(xí)重力做功的特點，重力做功與重力勢能變化的關(guān)系，重力勢能概念的得出過程?；仡櫼褜W(xué)知識，類比重力做功，重力做功與重力勢能變化的關(guān)系，重力勢能的得出過程，來類比分析電場力做功特點，電場力做功與電勢能變化的關(guān)系及電勢能概念的得出。教師活動3從受力角度考慮，電荷放在電場中會受到靜電力的作用；物體在重力場中會受到重力的作用，是否可以認(rèn)為，這個特征兩者是相似的？提出問題：1.物體在重力場中具有重力勢能，電荷在靜電場中也有勢能嗎？重力做功與路徑無關(guān)，靜電力做功也與路徑無關(guān)嗎？結(jié)合下圖分析試探電荷q在電場強(qiáng)度為E的勻強(qiáng)電場中沿不同路徑從A運動到B電場力做功的情況。（1）q沿直線從A到B（2）q沿折線從A到M、再從M到B（3）q沿任意曲線從A到B提問1：求解三種運動情況下電場力所做的功；提問2：比較三種情況電場力做功的結(jié)果，分析電場力做功的特點。學(xué)生活動3逐步解決問題，逐層深入，小組討論加自我思考，運用類比方法分析求證：就簡單的直線利用功的定義求的靜電力做的功，然后擴(kuò)展為折線靜電力做功結(jié)果與直線對比，最后再回到最普遍的曲線情況，利用微元法分析結(jié)論與之前對比尋找規(guī)律。證明在勻強(qiáng)電場中，靜電力移動電荷所做的功，只與始末兩點的位置有關(guān)，而與電荷的運動路徑無關(guān)。對電場力做功的一系列問題的提出由淺入深，學(xué)生運用所學(xué)知識對問題提出見解，通過討論和證明驗證自己的預(yù)測，在整個過程中，學(xué)生可以體會到成功的喜悅，有利于達(dá)成課堂教學(xué)中的情感目標(biāo)，同時，還有利于培養(yǎng)學(xué)生理論聯(lián)系實際的科學(xué)思維方法，對于過難的問題老師的適當(dāng)引導(dǎo)也讓學(xué)生運用所學(xué)知識解決問題的能力有所提升。體現(xiàn)類比方法在學(xué)習(xí)中的重要作用。環(huán)節(jié)二探究電場力做功與電勢能變化的關(guān)系教師活動4情境：正點電荷q在勻強(qiáng)電場中由A點從靜止釋放。問題1：電荷受到的靜電力方向指向哪里？靜電力對電荷做哪種功？問題2：電荷動能如何變化？問題3：根據(jù)能量守恒，類比重力做功來回答：增加的動能是由什么能轉(zhuǎn)化的？問題4：功是能量變化的量度。類比重力勢能變化與重力做功的關(guān)系，總結(jié)靜電力做功與電勢能變化的關(guān)系。學(xué)生活動4求證靜電力做功與路徑無關(guān)后順勢得出與靜電力做功對應(yīng)的勢能---電勢能，類比重力做功與重力勢能的關(guān)系，依據(jù)能量守恒定律得出電勢能變化與靜電力做功的關(guān)系。進(jìn)一步加深對電勢能的理解，再次體會類比方法在物理學(xué)習(xí)中發(fā)揮的重要作用，強(qiáng)化功能關(guān)系的和諧統(tǒng)一。教師活動5：學(xué)以致用電場強(qiáng)度為E=3000N/C，AB的連線長度為d=0.1m,正電荷的電荷量為q=1.0×10-9C。問題1：求電荷從A到B，電場力做多少功？問題2：分析電荷由A到B過程電勢能如何變化？問題3：根據(jù)靜電力做功能得出電勢能的變化，請思考如何得到電荷在A點的電勢能呢？問題4：類比重力場中重力勢能、電勢的大小有關(guān)因素，總結(jié)電勢能、電勢大小的計算方法。學(xué)生活動5討論：類比重力做功等于重力勢能的變化，重力勢能和電勢的得出過程，討論得出靜電力做功只確定電勢能的變化量，只有把某點電勢能規(guī)定為0，才能確定其它點的電勢能，可見電勢能也具有相對性?？偨Y(jié)得出電場力做多少功，電勢能就改變多少。電場力做正功，電勢能就減少，電場力做負(fù)功，電勢能就增加。寫成公式就是：利用問題串引發(fā)學(xué)生的主動思考，深入學(xué)習(xí)，類比重力勢能，使學(xué)生理解電勢能的相對性。知道必須先選取零勢能點，進(jìn)而才能確定電場中某點的電勢能，為下面電勢的分析做好準(zhǔn)備，再一次體會類比法的重要作用。環(huán)節(jié)三探究電勢的意義與定義式教師活動5：演示實驗實驗一:物體自由下落問:不考慮空氣阻力,大家想一想物體的動能為什么增大?實驗二:鐵架臺上用塑料線拴住一個泡沫小球,用帶電橡膠棒靠近小球。實驗三：讓錫紙小球靜止在兩塊平行板電容器之間，給平行板電容器帶電，小球就從平行板的一端運動到另外一端。問:從能量的角度分析小球的動能為什么會增加?學(xué)生活動5：學(xué)生觀察實驗，思考：物體的動能為什么增大?學(xué)生通過觀察實驗?zāi)軌蛑庇^感受到錫紙小球在靜電力的作用下從靜止變?yōu)檫\動，從能量的角度分析，增加的動能是由電場力對小球做功，電勢能轉(zhuǎn)化為動能。環(huán)節(jié)5探究電勢的性質(zhì)教師活動6：從影響勢能的因素類比：1.問題:(1)重力場中重力勢能與什么有關(guān)?(2)靜電場中電勢能與什么有關(guān)系?2.電勢能是相對的，具體數(shù)值與零勢能面的選取有關(guān)。從場力做功與能量的關(guān)系類比：電場中，電場力：電荷之間的作用力重力勢能和電勢能類比電場中，電場力：電荷之間的作用力重力場中，重力：地球和物體之間存在的吸引力重力場中，重力：地球和物體之間存在的吸引力有電場力就有相應(yīng)的能，叫電勢能EP有電場力就有相應(yīng)的能，叫電勢能EP有重力就有重力勢能Ep=mghEPEP由電荷間的相對位置決定Ep由物體和地面間的相對位置決定重力做功，重力勢能改變重力做功，重力勢能改變重力做功，重力勢能改變重力做功，重力勢能改變重力做正功，重力勢能就減少重力做負(fù)功，重力勢能就增加重力做正功，重力勢能就減少重力做正功，重力勢能就減少W重=EW重=EP1-EP2W電=EPA-EPB重力做負(fù)功，重力勢能就增加WW重=EP1-EP2學(xué)生活動6：學(xué)生根據(jù)問題串進(jìn)行重力勢能和電勢能的比較。創(chuàng)設(shè)情境，利用問題串引導(dǎo)學(xué)生用類比法理解電勢能和重力勢能。。課堂小結(jié)試探電荷在電場中某點的電勢能與電荷量之比跟試探電荷無關(guān)。試探電荷在電場中某點的電勢能與電荷量之比跟試探電荷無關(guān)。電勢電場中兩點電勢之差叫做電勢差。電勢電場中兩點電勢之差叫做電勢差。和“重力與重力勢能”類比電勢差電勢能和“重力與重力勢能”類比電勢差電勢能電場強(qiáng)度數(shù)值等于沿電場方向單位距離的電勢差。電場強(qiáng)度數(shù)值等于沿電場方向單位距離的電勢差。電場強(qiáng)度靜電力的功電場強(qiáng)度靜電力的功靜電力做功與路徑無關(guān)。靜電力試探電荷在電場中某點所受的靜電力與其他電荷量之比跟試探電荷無關(guān)靜電力做功與路徑無關(guān)。靜電力試探電荷在電場中某點所受的靜電力與其他電荷量之比跟試探電荷無關(guān)板書設(shè)計10.1電勢能和電勢重力場靜電場從場力做功特點：與初末位置有關(guān)，與初末位置有關(guān)，與運動路徑無關(guān)。與運動路徑無關(guān)。從影響勢能因素：相對性、標(biāo)量、系統(tǒng)性相對性、標(biāo)量、系統(tǒng)性從場力做功與勢能關(guān)系：WAB=EPA-EPB=-?EPWAB=EPA-EPB=-?EP作業(yè)與拓展學(xué)習(xí)設(shè)計（一）基礎(chǔ)類作業(yè)1.如圖1所示，實線是一組未標(biāo)明方向的由點電荷產(chǎn)生的電場線，虛線是某一帶電粒子通過該電場區(qū)域的運動軌跡，a、b是其軌跡上的兩點。若帶電粒子在運動中只受電場力作用，比較帶電粒子在a、b兩點的電勢能大小和速度大小的關(guān)系。圖12．在如圖2所示的勻強(qiáng)電場中，一電荷量q=+2.0×10-8C的點電荷所受電場力F=4.0×10-4N。沿電場線方向有A、B兩點，A、B兩點間的距離x=0.1m。求：(1)勻強(qiáng)電場場強(qiáng)E的大??；(2)將該點電荷從A點移至B點的過程中，電場力做的功。圖23.某市有20萬臺空調(diào)機(jī)，每臺空調(diào)機(jī)在夏季平均使用60天，每天耗電8kW·h。為了節(jié)約能源，該市政府建議大家都把室內(nèi)設(shè)定溫度提高1℃，這樣每臺空調(diào)機(jī)每天可節(jié)省6%的電能。那么這樣做能使該市在夏季節(jié)省多少電能？已知標(biāo)準(zhǔn)煤的熱值是2.92×107J/kg。發(fā)電廠的發(fā)電效率是30%。請計算一下，這項節(jié)能建議的實現(xiàn)能在1年內(nèi)節(jié)約多少噸標(biāo)準(zhǔn)煤？（結(jié)果均保留兩位有效數(shù)字）綜合類作業(yè)4．在圖4中，甲為勻強(qiáng)電場，電場強(qiáng)度為E，電場中沿電場線方向上有A、B兩點，距離為d，設(shè)A、B兩點間的電勢差為UAB。（1）一個點電荷q從A點移動到B點，請利用功的定義式以及電場力做功與電勢差的關(guān)系式證明：E=UAB/d。（2）圖乙是某一正點電荷周圍的電場線分布圖，M、N、P為其中一條電場線上的三點，N是MP的中點，請判斷電勢差UMN與UNP的大小關(guān)系。圖4拓展提升類作業(yè)5.如圖5（a）所示，一光滑絕緣細(xì)直長桿處于靜電場中，沿細(xì)桿建立坐標(biāo)軸x，細(xì)桿各處電場方向均沿x軸正方向，電場強(qiáng)度E隨x的分布如圖（b）所示。帶電的小環(huán)套在細(xì)桿上，其質(zhì)量、電荷量。小環(huán)受沿x軸正方向的恒力作用，從O點由靜止開始運動，，以O(shè)點為零電勢點。求：（1）O、A兩點間的電勢差；（2）小環(huán)在A點的電勢能；（3）當(dāng)小環(huán)到達(dá)B點時撤去恒力F，求小環(huán)向右運動到最遠(yuǎn)處的位置坐標(biāo)。圖5教學(xué)反思與改進(jìn)本節(jié)課的教學(xué)設(shè)計試圖在課堂教學(xué)過程中突出類比法的思維特征和思維過程，強(qiáng)調(diào)類比過程中的求證環(huán)節(jié)，希望學(xué)生在體驗類比法的優(yōu)越性的同時，掌握電勢能和電勢的有關(guān)知識。本節(jié)是為了讓學(xué)生運用已有的知識來獲取知識，即利用重力做功和重力勢能的有關(guān)知識認(rèn)識電勢能的有關(guān)規(guī)律，從而體會到科學(xué)探究的樂趣。學(xué)生認(rèn)識電勢能有關(guān)規(guī)律采用類比和理論探究的方法，讓學(xué)生獲得體驗，加深對知識的理解。本節(jié)讓學(xué)生對比分析，實際授課過程中發(fā)現(xiàn)學(xué)生對以往知識有所遺忘，獨立推導(dǎo)能力欠缺，需要老師引導(dǎo)和小組討論，另外在突破電勢能和電場力做功的難點時，學(xué)生接受起來沒有想象的那么好，特別是電場力做正功電勢能減小，反之變大的結(jié)論易記錯，不能類比到重力勢能。另