教学设计参
课题 电势能和电势
课型 新授课 章/单元复习课□ 专题复习课□ 实验探究课□ 习题/试卷讲评课□ 课题研究课□ 学科实践活动课□ 其他□
教学内容分析
《电势能和电势》是人教版高中物理必修第三册第十章第一节的内容。教材从力的角度介绍了电场的性质之后,本章开始从能的角度理解电场,对电场的理解进一步深入。本节按静电力做功-电势能-电势的线索进行编排,先论证静电力做功和路径无关,再类比重力做功,提出电势能的概念,最后从能量角度建立电势概念。降低了教学难度,有利于提高学生的思维品质、掌握科学方法。
学情分析
知识层次上,学生已经学习了重力做功的特点以及重力势能,知道功的计算。会用比值法求电场强度,知道电场强度是描述电场性质的物理量。 思维层次上,学生经过初中及高中的物理学习,基本上了解了探索新知的流程,即提出问题,分析问题,解决问题,但是对于如何发现提出问题,如何科学分析问题,如何有效解决问题的能力还有待进一步提高。
学习目标
(1)科学观念:通过计算在匀强电场中移动电荷静电力所做的功,认识静电力做功跟路径无关的特点。 (2)科学思维:通过类比重力势能引入电势能,体会能量观点是分析物理问题的重要方法,并进一步认识到物理学的和谐统一性。 (3)科学探究:理解电势能的变化与静电力做功的关系。知道常见的电势能零点的规定方法。 (4)科学态度与责任:通过建立电势概念的过程,理解电势是从能的角度描述电场的物理量。会判断电场中两点电势的高低。
学习重点难点
教学重点: 理解掌握电势能的概念及意义,理解静电力做功与电势能变化的关系,理解电势的定义方法。 教学难点: 掌握电势能与静电力做功的关系,并能用此解决相关问题,理解电势的概念。
教学活动设计
过程学习内容与教师活动学生任务/活动设计设计意图及对应目标达成引入思考1:匀强电场中一正电荷q仅在电场力的作用下由静止状态由A运动到B,此过程电场力做正功还是负功?电荷q的动能如何变化? 教师活动:(1)引发猜想,能量是守恒的,电荷q的动能增加,一定伴随着其他能量的减少,是哪种能量呢? 学生任务1.思考并回答 电场力做正功 电荷的动能增加 学生活动1:猜想电场中的电荷具备一种新的能量 引发思考激发兴趣 环 节 一 静 电 力 做 功 特 点思考2:将点电荷q从A点沿直线移动到B点,求电场力做的功。 思考3:将电荷q先延与电场线平行的方向移动到C点,再沿与电场线垂直方向移动到B点,求电场力在这个过程中做的功 教师活动(2):展示分析过程,订正计算结果 WAC = q E·lAC WCB =0 W =WAC +WCB=q E·lAC 思考4:将点电荷q从A点沿曲线移动到B点,电场力做功多少呢? 教师活动(3):引导学生用微元法解决问题,将轨迹分成无数小份,每一份近似看做直线运动,电场力做的功等于电场力与每一份位移沿电场方向投影的乘积。 教师活动(4):请学生依据以上分析得出电场力做功的结论,教师根据学生回答,汇总给出结论。 总结:在匀强电场中移动电荷时,静电力做的功与电荷的起始位置和终止位置有关,但与电荷经过的路径无关。(对于非匀强电场也适用) 例1:电荷q由A点到B点的三种颜色的路径,电场力做功大小情况? 学生任务2.根据已知量计算 W = F·lAB cosθ = q E·lAC 学生任务3.根据已知量计算 W = q E·lAC 学生活动2:发现两个过程电场力做功相同 学生思考计算方法 学生活动3:学生根据教师引导,计算验证结果 W1 = q E ·x1 W2 = q E ·x2 W3 = q E ·x3 Wn = q E ·xn x1 + x2 + x3 +…= W = W1 + W2 + W3 +… = q E·|AC| 学生活动4:学生根据示例结果说出自己的理解 学生活动5:根据已学内容回答问题让学生从计算中发现问题,提升自信心 感受科学推理方法 举一反三 环 节 二 电 势 能回顾:电场力做功特点与我们之前学过的哪种力做功类似? 教师活动(5):带领学生回顾重力做功特点 WG =mgΔh =mgh1- mgh2 重力做的功等于重力势能的减少量 引发猜想:电场力做功是否也伴随着某种能量的转化呢?结合微思考1,引导学生意识到电场中的电荷具有一种新的能量。 学生活动6:回顾思考,与重力做功相似,重力做功与路径无关 温故知新内容1:电势能:电荷在电场中具有的势能叫电势能,用符号EP表示。学生活动7:回顾思考,EP符号在学习哪个知识点的时候见过?类比分析内容2:电场力做的功等于电势能的减少量 WAB=EpA-EpB = -ΔEP 教师活动(6):类比重力做功与重力势能变化的特点,引导学生总结电场力做功与电势能变化的关系 学生总结 (1)当WAB>0,则EpA>EpB,表明电场力做正功,电势能减小; (2)当WAB<0,则EpA板书设计
电势能和电势 一、静电做功的特点 二、电势能 三、电势