第十章 静电场中的能量 教案- 高二上学期物理人教版（2019）必修第三册.docx

《第十章 静电场中的能量》教案 学情分析 学生通过前一章的学习，了解了静电场的力的性质。本单元将进一步加深学生对静电场的理解，丰富学生的能量观念。 　　（一）认知基础 　　学生在初中简单接触了电学，建立了电荷的概念。通过前面的学习，学生初步从相互作用观的角度理解电场，会对身边生活中常见的静电现象与应用进行解释，会用电场强度描述电场，知道利用库伦定律计算点电荷的电场力，但相关概念对于学生而言较为抽象，理解不透彻。 　　学生通过对动能定理和机械能守恒定律的学习，已经建立了能量观，理解做功是能量转化的量度，知道重力做功与路径无关，知道重力做功等于重力势能的减少量。这有助于学生类比重力场学习电场，从能量观的角度理解电场力做功特点、电势能等概念。 　　在方法及能力上，学生对模型建构、类比迁移等科学思维方法掌握较好，具备一定的抽象思维能力，但是空间思维、逻辑推理、数形结合等科学推理能力，与新课标要求存在差距。 　　（二）学科前概念 　　在学生头脑中，对重力场的内涵理解是不全面的。比如：重力是学生最熟悉的力，是从相互作用观理解重力场；物体由于被举高而具有重力势能，是从能量观理解重力场。但是学生并没有学习过关于“势”的概念，在关联学习电势概念时具有一定的难度。 　　学生对于重力势能的理解是物体的质量为正值，高度越高，重力势能越大。电荷具有正负电性，电性的不同会导致电势能截然相反，例如：对于正电荷，电势越高，电势能越大；对于负电荷，电势越高，电势能反而越小，由于学生的生活体验中没有质量为负值的物体，所以在理解电势能的相关概念及内涵时没有重力势能那么容易。 　　（三）认知关键点 　　对“电势”概念的理解存在困难。学生没有建立重力势的概念，不知道重力势能与重力势的关系，也没有相关的生活经验参考，尽管本章已经利用比值定义法从电势能的角度定义电势，避免涉及电势的物理意义，但是电势的概念依然非常抽象，部分学生仍理解困难。 　　在理解电势能、电势与电荷量三者关系时，由于学生认知的局限性，对电势能、电势、电荷量三者的符号关系容易困惑，将“正电荷所处电势越高，电势能越高”的理解迁移至“负电荷所处电势越低，电势能越高”有一定难度。 　　学生易将“定义式”和“决定式”混淆，认为定义式中的物理量是决定因素，例如：认为电势是有试探电荷的电势能决定的，认为电容是由电容器所带电荷量决定的。 教学目标与重难点分析 （一）学习目标 　　1.理解静电力做功跟路径无关的特点。通过类比重力势能理解电势能的概念，体会能量观点是分析物理问题的重要方法。理解电势能的变化与静电力做功的关系。 　　2.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。通过类比等高线理解等势面的概念。 　　3.知道电势差的概念。知道两点之间电势差与这两点电势之间的对应关系。理解静电力做功与电势差的关系式，能应用静电力做功的公式进行计算。 　　4.会推导匀强电场中电势差与电场强度的关系式U=Ed，能应用关系式进行有关计算。 　　5.认识常见的电容器，通过实验感知电容器的充、放电现象。理解电容的概念及定义方法，知道电容的单位。通过实验探究影响平行板电容器大小的因素，了解平行板电容器的电容公式。 　　6.通过解决带电粒子在电场中加速和偏转的问题，加深对从牛顿运动定律和功能关系两个角度分析物体运动的认识，以及将曲线运动分解为两个方向上的直线运动来处理的思路的认识。了解示波管的构造和基本原理。 　　（二）重点和难点及分析：电势能 电势 带电粒子在电场中的运动 　　1.电势能与电势是本章的重点，也是难点。说它是重点的原因是：第一，电势是描述电场两个核心概念之一（前一个是电场强度），电势是描述电场能量性质的物理量。第二，建立电势概念与建立电场强度概念都采用了用物理量之比定义新物理量的方法，有利于学生体会科学研究方法。之所以是难点的原因是：第一，经过《普通高中教科书物理必修第二册》功和能的关系问题学习，对学生来说，能量虽然是熟知的概念，但是电势能的概念抽象，需要类比重力势，电势和电势差概念相对更抽象。第二，学生学习重力势能时没有接触与电势相对应的物理量，如“重力势”，所以教科书通过类似电场强度的定义过程来定义电势。 　　2.带电粒子在电场中的运动要求学生会从运动和力的关系的角度、从做功和能量变化的关系的角度进行分析解决问题，并能对偏移距离、偏转角度、离开电场时的速度等物理量进行分析与计算。由于力学和电学知识的综合应用程度逐渐提高以及微观带电粒子运动的抽象性，学生在学习这部分内容时会出现困难，所以确定为本单元重点和难点。 　　（三）重难点的突破策略 　　本章教学中要善于采用类比的策略发展前认知中有利的概念，创设基于真实的概念前的物理情境，采取循序渐进、实验、归纳、演绎等教学策略建构新概