4.電場(chǎng)力的功電勢(shì)能教學(xué)設(shè)計(jì)高中物理教科版2019必修第三冊(cè)-教科版2019授課內(nèi)容授課時(shí)數(shù)授課班級(jí)授課人數(shù)授課地點(diǎn)授課時(shí)間課程基本信息1.課程名稱：電場(chǎng)力的功電勢(shì)能教學(xué)設(shè)計(jì)

2.教學(xué)年級(jí)和班級(jí)：高中一年級(jí)全體學(xué)生

3.授課時(shí)間：2023年10月25日星期三上午第二節(jié)課

4.教學(xué)時(shí)數(shù)：1課時(shí)核心素養(yǎng)目標(biāo)培養(yǎng)學(xué)生運(yùn)用物理思維解決實(shí)際問題的能力，提高學(xué)生的科學(xué)探究素養(yǎng)。通過電場(chǎng)力做功和電勢(shì)能的概念學(xué)習(xí)，使學(xué)生理解能量轉(zhuǎn)化的物理過程，培養(yǎng)學(xué)生在實(shí)驗(yàn)中觀察、分析、推理和總結(jié)的能力。同時(shí)，引導(dǎo)學(xué)生體會(huì)物理規(guī)律在自然界和工程技術(shù)中的應(yīng)用，增強(qiáng)學(xué)生的科學(xué)精神和社會(huì)責(zé)任感。重點(diǎn)難點(diǎn)及解決辦法重點(diǎn)：

1.電場(chǎng)力做功的概念及其與電勢(shì)能變化的關(guān)系。

2.電勢(shì)能的計(jì)算方法和電勢(shì)能曲線的理解。

難點(diǎn)：

1.理解電場(chǎng)力做功的瞬時(shí)性和電勢(shì)能變化的累積性。

2.電勢(shì)能曲線在描述電場(chǎng)分布中的作用和局限性。

解決辦法：

1.通過實(shí)例分析，幫助學(xué)生理解電場(chǎng)力做功的連續(xù)性和電勢(shì)能變化的累積性。

2.利用直觀的動(dòng)畫或?qū)嵨锬Ｐ停瑤椭鷮W(xué)生建立電勢(shì)能曲線的幾何直觀印象。

3.通過小組討論和問題引導(dǎo)，讓學(xué)生在合作中探索電勢(shì)能曲線與電場(chǎng)分布的關(guān)系。

4.設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)，讓學(xué)生親自操作，觀察電勢(shì)能的變化，加深對(duì)概念的理解。教學(xué)資源準(zhǔn)備1.教材：確保每位學(xué)生都有《高中物理教科版2019必修第三冊(cè)》教材。

2.輔助材料：準(zhǔn)備電場(chǎng)力做功和電勢(shì)能相關(guān)的圖片、圖表、動(dòng)畫等多媒體資源，以增強(qiáng)直觀教學(xué)效果。

3.實(shí)驗(yàn)器材：準(zhǔn)備電場(chǎng)模擬器、電勢(shì)差計(jì)等實(shí)驗(yàn)器材，以驗(yàn)證電場(chǎng)力做功和電勢(shì)能的概念。

4.教室布置：設(shè)置分組討論區(qū)，便于學(xué)生互動(dòng)交流；在實(shí)驗(yàn)操作臺(tái)布置實(shí)驗(yàn)器材，確保實(shí)驗(yàn)環(huán)境安全。教學(xué)流程1.導(dǎo)入新課（5分鐘）

詳細(xì)內(nèi)容：

-利用生活中的實(shí)例，如靜電除塵器的工作原理，引出電場(chǎng)力做功的概念。

-通過提問，引導(dǎo)學(xué)生思考：在電場(chǎng)中，電荷如何運(yùn)動(dòng)？電荷在電場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)時(shí)會(huì)發(fā)生什么變化？

-提出本節(jié)課的學(xué)習(xí)目標(biāo)：理解電場(chǎng)力做功與電勢(shì)能的關(guān)系，掌握電勢(shì)能的計(jì)算方法。

2.新課講授（15分鐘）

2.1電場(chǎng)力做功的概念（5分鐘）

-通過實(shí)例分析，如電荷在勻強(qiáng)電場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)，講解電場(chǎng)力做功的定義。

-利用動(dòng)畫演示，展示電場(chǎng)力做功的過程，幫助學(xué)生建立直觀印象。

2.2電勢(shì)能的概念（5分鐘）

-引入電勢(shì)能的概念，講解其與電場(chǎng)力做功的關(guān)系。

-通過實(shí)例，如電荷在電場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)，分析電勢(shì)能的變化。

2.3電勢(shì)能的計(jì)算方法（5分鐘）

-講解電勢(shì)能的計(jì)算公式，并通過實(shí)例講解公式的應(yīng)用。

-引導(dǎo)學(xué)生分析電勢(shì)能曲線，理解電勢(shì)能的分布。

3.實(shí)踐活動(dòng)（15分鐘）

3.1實(shí)驗(yàn)演示（5分鐘）

-利用電場(chǎng)模擬器，演示電荷在電場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)的過程，觀察電勢(shì)能的變化。

-引導(dǎo)學(xué)生觀察實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象，分析電場(chǎng)力做功與電勢(shì)能的關(guān)系。

3.2課堂練習(xí)（5分鐘）

-分發(fā)練習(xí)題，讓學(xué)生獨(dú)立完成，鞏固所學(xué)知識(shí)。

-針對(duì)學(xué)生的回答，進(jìn)行點(diǎn)評(píng)和講解。

3.3小組討論（5分鐘）

-將學(xué)生分成小組，討論以下問題：

-電場(chǎng)力做功與電勢(shì)能的關(guān)系；

-電勢(shì)能的計(jì)算方法；

-電勢(shì)能曲線的特點(diǎn)。

4.學(xué)生小組討論（10分鐘）

4.1電場(chǎng)力做功與電勢(shì)能的關(guān)系（3分鐘）

-舉例回答：在勻強(qiáng)電場(chǎng)中，正電荷沿電場(chǎng)方向運(yùn)動(dòng)，電場(chǎng)力做正功，電勢(shì)能減小；沿垂直電場(chǎng)方向運(yùn)動(dòng)，電場(chǎng)力不做功，電勢(shì)能不變。

4.2電勢(shì)能的計(jì)算方法（3分鐘）

-舉例回答：根據(jù)電勢(shì)能的計(jì)算公式，計(jì)算電荷在電場(chǎng)中某點(diǎn)的電勢(shì)能。

4.3電勢(shì)能曲線的特點(diǎn)（4分鐘）

-舉例回答：電勢(shì)能曲線的斜率表示電場(chǎng)力的大小，曲線的形狀表示電勢(shì)能的分布。

5.總結(jié)回顧（5分鐘）

內(nèi)容：

-回顧本節(jié)課所學(xué)內(nèi)容，強(qiáng)調(diào)電場(chǎng)力做功與電勢(shì)能的關(guān)系。

-總結(jié)電勢(shì)能的計(jì)算方法，強(qiáng)調(diào)其在實(shí)際問題中的應(yīng)用。

-鼓勵(lì)學(xué)生在課后繼續(xù)探究電場(chǎng)力做功與電勢(shì)能的其他相關(guān)性質(zhì)。

用時(shí)：45分鐘學(xué)生學(xué)習(xí)效果學(xué)生學(xué)習(xí)效果是衡量教學(xué)成功與否的重要指標(biāo)。在本節(jié)課的學(xué)習(xí)后，學(xué)生應(yīng)在以下方面取得顯著的效果：

1.理解電場(chǎng)力做功的概念

-學(xué)生能夠準(zhǔn)確描述電場(chǎng)力做功的定義，即在電場(chǎng)中，電荷移動(dòng)過程中電場(chǎng)力所做的功。

-學(xué)生能夠區(qū)分電場(chǎng)力做正功和負(fù)功的情況，并能夠根據(jù)電荷的移動(dòng)方向判斷電場(chǎng)力做功的正負(fù)。

2.掌握電勢(shì)能的計(jì)算

-學(xué)生能夠運(yùn)用電勢(shì)能的公式計(jì)算電荷在電場(chǎng)中的電勢(shì)能。

-學(xué)生能夠理解電勢(shì)能與電場(chǎng)力做功之間的關(guān)系，即電場(chǎng)力做功等于電勢(shì)能的減少量。

3.分析電勢(shì)能曲線

-學(xué)生能夠繪制和解釋電勢(shì)能曲線，理解曲線的斜率代表電場(chǎng)強(qiáng)度，曲線的形狀代表電勢(shì)能的分布。

-學(xué)生能夠從電勢(shì)能曲線中識(shí)別出電勢(shì)能的極值點(diǎn)，并能夠解釋這些點(diǎn)在電場(chǎng)中的物理意義。

4.應(yīng)用電場(chǎng)力做功和電勢(shì)能知識(shí)解決實(shí)際問題

-學(xué)生能夠?qū)㈦妶?chǎng)力做功和電勢(shì)能的概念應(yīng)用于解釋現(xiàn)實(shí)生活中的物理現(xiàn)象，如電荷在電場(chǎng)中的運(yùn)動(dòng)、電容器的儲(chǔ)能等。

-學(xué)生能夠設(shè)計(jì)簡(jiǎn)單的實(shí)驗(yàn)來驗(yàn)證電場(chǎng)力做功與電勢(shì)能的關(guān)系，如測(cè)量不同位置的電勢(shì)能，并分析數(shù)據(jù)。

5.提高科學(xué)探究能力

-學(xué)生通過實(shí)驗(yàn)和討論，提高了觀察、分析、推理和總結(jié)的能力。

-學(xué)生能夠運(yùn)用科學(xué)方法對(duì)電場(chǎng)力做功和電勢(shì)能的概念進(jìn)行探究，培養(yǎng)了科學(xué)探究的精神。

6.增強(qiáng)物理思維和邏輯推理能力

-學(xué)生在理解電場(chǎng)力做功和電勢(shì)能的過程中，鍛煉了物理思維和邏輯推理能力。

-學(xué)生能夠運(yùn)用物理定律和公式進(jìn)行邏輯推導(dǎo)，解決復(fù)雜的物理問題。

7.提升合作學(xué)習(xí)和交流能力

-通過小組討論和合作實(shí)驗(yàn)，學(xué)生提高了團(tuán)隊(duì)協(xié)作和交流的能力。

-學(xué)生能夠有效地表達(dá)自己的觀點(diǎn)，傾聽他人的意見，并在此基礎(chǔ)上形成共識(shí)。課堂小結(jié)，當(dāng)堂檢測(cè)課堂小結(jié)：

1.回顧電場(chǎng)力做功的概念：在電場(chǎng)中，電荷移動(dòng)過程中電場(chǎng)力所做的功稱為電場(chǎng)力做功。

2.強(qiáng)調(diào)電勢(shì)能的計(jì)算公式及其應(yīng)用：電勢(shì)能的計(jì)算公式為\(W=q\DeltaV\)，其中\(zhòng)(W\)是電場(chǎng)力做功，\(q\)是電荷量，\(\DeltaV\)是電勢(shì)差。

3.總結(jié)電勢(shì)能曲線的特點(diǎn)：電勢(shì)能曲線的斜率表示電場(chǎng)強(qiáng)度，曲線的形狀表示電勢(shì)能的分布。

4.討論電場(chǎng)力做功與電勢(shì)能的關(guān)系：電場(chǎng)力做功等于電勢(shì)能的減少量，即\(W=-\DeltaU\)，其中\(zhòng)(U\)是電勢(shì)能。

當(dāng)堂檢測(cè)：

1.單項(xiàng)選擇題：

-在勻強(qiáng)電場(chǎng)中，一個(gè)正電荷沿著電場(chǎng)方向移動(dòng)，下列說法正確的是：

A.電場(chǎng)力做負(fù)功

B.電勢(shì)能增加

C.電勢(shì)能減少

D.電場(chǎng)力不做功

2.判斷題：

-電場(chǎng)力做功的大小與電荷移動(dòng)的路徑無關(guān)。（）

3.填空題：

-在電場(chǎng)中，一個(gè)電荷從點(diǎn)A移動(dòng)到點(diǎn)B，如果電場(chǎng)力做功為正，則說明（）。

4.簡(jiǎn)答題：

-簡(jiǎn)述電勢(shì)能曲線在描述電場(chǎng)分布中的作用。

5.應(yīng)用題：

-一個(gè)電容器由兩個(gè)平行的金屬板構(gòu)成，板間距離為d，電荷量為q。若兩板間的電壓為V，求電容器的電容值。

檢測(cè)結(jié)束后，教師應(yīng)針對(duì)學(xué)生的回答進(jìn)行點(diǎn)評(píng)和講解，幫助學(xué)生鞏固所學(xué)知識(shí)，并指出學(xué)生在理解和應(yīng)用方面可能存在的錯(cuò)誤，以便在課后進(jìn)行針對(duì)性的復(fù)習(xí)。通過課堂小結(jié)和當(dāng)堂檢測(cè)，教師可以及時(shí)了解學(xué)生的學(xué)習(xí)效果，調(diào)整教學(xué)策略，確保教學(xué)目標(biāo)的達(dá)成。教學(xué)反思與改進(jìn)八、教學(xué)反思與改進(jìn)

這節(jié)課結(jié)束后，我進(jìn)行了一些反思，思考如何在未來的教學(xué)中更好地傳達(dá)電場(chǎng)力做功和電勢(shì)能的概念。

首先，我發(fā)現(xiàn)學(xué)生在理解電場(chǎng)力做功與電勢(shì)能的關(guān)系時(shí)存在一定的困難。雖然我通過實(shí)例和動(dòng)畫演示了這一過程，但有些學(xué)生似乎還是難以將抽象的概念與具體的物理現(xiàn)象聯(lián)系起來。為了改進(jìn)這一點(diǎn)，我計(jì)劃在接下來的教學(xué)中增加更多的生活實(shí)例，讓學(xué)生在實(shí)際情境中感受電場(chǎng)力做功和電勢(shì)能的變化。比如，我們可以討論靜電除塵器如何利用電場(chǎng)力做功來清除空氣中的塵埃，這樣既能激發(fā)學(xué)生的興趣，又能幫助他們更好地理解抽象概念。

其次，我發(fā)現(xiàn)部分學(xué)生在計(jì)算電勢(shì)能時(shí)容易出錯(cuò)。這可能是由于他們對(duì)公式理解不夠透徹，或者在實(shí)際應(yīng)用中缺乏練習(xí)。為了解決這個(gè)問題，我打算在課堂上設(shè)計(jì)更多的練習(xí)題，并且提供詳細(xì)的解答過程，讓學(xué)生在練習(xí)中加深對(duì)公式的理解。此外，我還會(huì)鼓勵(lì)學(xué)生互相批改作業(yè)，這樣他們可以在幫助他人的同時(shí)鞏固自己的知識(shí)。

再次，我發(fā)現(xiàn)課堂討論環(huán)節(jié)學(xué)生的參與度不夠高。有些學(xué)生可能因?yàn)楹π呋蛘卟蛔孕哦辉敢獍l(fā)表自己的觀點(diǎn)。為了提高學(xué)生的參與度，我計(jì)劃在未來的課堂上采用更多的互動(dòng)式教學(xué)方法，比如小組討論、角色扮演等，讓學(xué)生在輕松的氛圍中表達(dá)自己的想法。同時(shí)，我也會(huì)給予每個(gè)學(xué)生更多的機(jī)會(huì)，確保每個(gè)人都能參與到課堂討論中來。

此外，我還注意到，在實(shí)驗(yàn)演示環(huán)節(jié)，有些學(xué)生對(duì)于實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象的觀察不夠細(xì)致，導(dǎo)致對(duì)實(shí)驗(yàn)結(jié)果的分析不夠準(zhǔn)確。為了提高學(xué)生的實(shí)驗(yàn)技能，我打算在實(shí)驗(yàn)前提供更詳細(xì)的實(shí)驗(yàn)步驟和觀察要點(diǎn)，并在實(shí)驗(yàn)過程中進(jìn)行實(shí)時(shí)指導(dǎo)。同時(shí)，我還會(huì)鼓勵(lì)學(xué)生記錄實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，并引導(dǎo)他們?nèi)绾螐臄?shù)據(jù)中得出結(jié)論。

最后，我認(rèn)為課后反饋對(duì)于教學(xué)改進(jìn)至關(guān)重要。因此，我計(jì)劃在課后發(fā)放問卷調(diào)查，讓學(xué)生反饋他們對(duì)課堂內(nèi)容的理解程度、學(xué)習(xí)感受以及對(duì)教學(xué)方法的建議。這樣，我就可以根據(jù)學(xué)生的反饋調(diào)整教學(xué)策略，確保教學(xué)內(nèi)容更加貼近學(xué)生的實(shí)際需求。典型例題講解1.例題：

在一個(gè)勻強(qiáng)電場(chǎng)中，一個(gè)電荷從電場(chǎng)中的點(diǎn)A移動(dòng)到點(diǎn)B，電場(chǎng)力對(duì)電荷做了100J的功。如果電荷的電量為2C，求電勢(shì)差A(yù)B。

解答：

根據(jù)電勢(shì)能的計(jì)算公式\(W=q\DeltaV\)，其中\(zhòng)(W\)是電場(chǎng)力做功，\(q\)是電荷量，\(\DeltaV\)是電勢(shì)差。

已知\(W=100\)J，\(q=2\)C，代入公式得：

\[\DeltaV=\frac{W}{q}=\frac{100\text{J}}{2\text{C}}=50\text{V}\]

所以，電勢(shì)差A(yù)B為50V。

2.例題：

一個(gè)電荷在電場(chǎng)中從點(diǎn)P移動(dòng)到點(diǎn)Q，電場(chǎng)力對(duì)電荷做了-200J的功。如果電荷的電量為-4C，求電荷的電勢(shì)能變化。

解答：

根據(jù)電勢(shì)能的計(jì)算公式\(W=-\DeltaU\)，其中\(zhòng)(W\)是電場(chǎng)力做功，\(\DeltaU\)是電勢(shì)能的變化。

已知\(W=-200\)J，\(q=-4\)C，代入公式得：

\[\DeltaU=-W=-(-200\text{J})=200\text{J}\]

所以，電荷的電勢(shì)能增加了200J。

3.例題：

一個(gè)電容器由兩個(gè)平行的金屬板構(gòu)成，板間距離為0.01m，電荷量為2×10^-6C。若兩板間的電壓為500V，求電容器的電容值。

解答：

根據(jù)電容器的電容公式\(C=\frac{Q}{V}\)，其中\(zhòng)(C\)是電容，\(Q\)是電荷量，\(V\)是電壓。

已知\(Q=2\times10^{-6}\)C，\(V=500\)V，代入公式得：

\[C=\frac{2\times10^{-6}\text{C}}{500\text{V}}=4\times10^{-9}\text{F}\]

所以，電容器的電容值為4nF。

4.例題：

在一個(gè)勻強(qiáng)電場(chǎng)中，一個(gè)電荷從電場(chǎng)中的點(diǎn)A移動(dòng)到點(diǎn)B，電場(chǎng)力對(duì)電荷做了-300J的功。如果電荷的電量為-5C，求電荷在A點(diǎn)的電勢(shì)能。

解答：

根據(jù)電勢(shì)能的計(jì)算公式\(U_A=\frac{W_{AB}}{q}\)，其中\(zhòng)(U_A\)是A點(diǎn)的電勢(shì)能，\(W_{AB}\)是從A到B的電場(chǎng)力做功，\(q\)是電荷量。

已知\(W_{AB}=-300\)J，\(q=-5\)C，代入公式得：

\[U_A=\frac{-300\text{J}}{-5\text{C}}=60\text{V}\]

所以，電荷在A點(diǎn)的電勢(shì)能為60J。

5.例題：

一個(gè)電荷在電場(chǎng)中從點(diǎn)P移動(dòng)到點(diǎn)Q，電場(chǎng)力對(duì)電荷做了-400J的功。如果電荷在P點(diǎn)的電勢(shì)能為200J，求電荷在Q點(diǎn)的電勢(shì)能。

解答：

根據(jù)電勢(shì)能的計(jì)算公式\(W_{PQ}=U_P-U_Q\)，其中\(zhòng)(W_{PQ}\)是從P到Q的電場(chǎng)力做功，\(U_P\)是P點(diǎn)的電勢(shì)能，\(U_Q\)是Q點(diǎn)的電勢(shì)能。

已知\(W_{PQ}=-400\)J，\(U_P=200\)J，代入公式得：

\[-400\text{J}=200\text{J}-U_Q\]

\[U_Q=200\text{J}+400\text{J}=600\text{J}\]

所以，電荷在Q點(diǎn)的電勢(shì)能為600J。內(nèi)容邏輯關(guān)系①電場(chǎng)力做功的