《第04節(jié)電勢(shì)和電勢(shì)差》教學(xué)設(shè)計(jì)(部級(jí)優(yōu)課)x-物理教案

高中物理選修3—1第一章第04節(jié)第二課時(shí)《電勢(shì)差》教學(xué)設(shè)計(jì)浙江省桐廬中學(xué)張華【設(shè)計(jì)思路】為了讓學(xué)生對(duì)電勢(shì)差這個(gè)抽象的概念有一個(gè)直觀的認(rèn)識(shí)，首先用演示實(shí)驗(yàn)“模擬電場(chǎng)線”激發(fā)學(xué)習(xí)熱情和求知欲望，同時(shí)為后面的探究實(shí)驗(yàn)提供依據(jù)。探索之旅從熟悉的電場(chǎng)線開(kāi)始，在描述兩點(diǎn)電勢(shì)高低關(guān)系時(shí)自然的引入電勢(shì)差這個(gè)概念。再設(shè)計(jì)學(xué)生實(shí)驗(yàn)，探究電場(chǎng)中某點(diǎn)電勢(shì)的特點(diǎn)；電場(chǎng)中某兩點(diǎn)電勢(shì)之差的性質(zhì)；不同電場(chǎng)中相同兩點(diǎn)電勢(shì)差的特性。學(xué)生的親身參與，教師適時(shí)引導(dǎo)，將研究的方向?qū)嶒?yàn)探究電勢(shì)差的特性指向靜電力做功與電勢(shì)差的關(guān)系。從實(shí)驗(yàn)探究到理論推導(dǎo)，學(xué)生一步步接近電勢(shì)差的本質(zhì)?！緦W(xué)情分析】本章的前四節(jié)，學(xué)生已經(jīng)認(rèn)識(shí)了電荷、電荷之間相互作用的規(guī)律，也學(xué)習(xí)了描述電場(chǎng)性質(zhì)的幾個(gè)物理量：電場(chǎng)強(qiáng)度、電勢(shì)能、電勢(shì)等，靜電力做功的特點(diǎn)，電場(chǎng)線與等勢(shì)線，以及定義場(chǎng)強(qiáng)的方法，這些知識(shí)都為學(xué)習(xí)本節(jié)打下基礎(chǔ)。【教學(xué)目標(biāo)】1、理解電勢(shì)差的概念，知道電勢(shì)差與零電勢(shì)的選取無(wú)關(guān)。2、掌握兩點(diǎn)間電勢(shì)差的表達(dá)式，知道電勢(shì)差的正負(fù)號(hào)的意義，理解電勢(shì)差的決定因素。3、知道在電場(chǎng)中移動(dòng)電荷時(shí)靜電力做功與兩點(diǎn)間電勢(shì)差的關(guān)系，會(huì)應(yīng)用公式進(jìn)行相關(guān)的計(jì)算。4、通過(guò)演示實(shí)驗(yàn)直觀感受電場(chǎng)線，培養(yǎng)學(xué)生的觀察能力，增加學(xué)生學(xué)習(xí)物理的興趣。5、學(xué)生分組實(shí)驗(yàn)使學(xué)生親身經(jīng)歷科學(xué)探究過(guò)程，提升實(shí)驗(yàn)操作能力和科學(xué)素養(yǎng)以及協(xié)作精神和實(shí)事求是的科學(xué)態(tài)度?！窘虒W(xué)重點(diǎn)難點(diǎn)】重點(diǎn)：1、電勢(shì)差的表達(dá)式，及電勢(shì)差與零電勢(shì)的關(guān)系。2、靜電力做功與電勢(shì)差的關(guān)系。難點(diǎn)：1、正負(fù)號(hào)的理解。2、靜電力做功與電勢(shì)差的關(guān)系的應(yīng)用。【教學(xué)過(guò)程】一、引入實(shí)驗(yàn)演示：教材選修3-1第13頁(yè)“模擬電場(chǎng)線”電場(chǎng)線的形狀可以用實(shí)驗(yàn)來(lái)模擬，把頭發(fā)屑懸浮在蓖麻油中，給兩個(gè)極柱接上直流電源，微屑就按照電場(chǎng)強(qiáng)度的方向排列起來(lái)，顯示電場(chǎng)線的分布情況?！粳F(xiàn)場(chǎng)演示，用手機(jī)同屏。為照顧學(xué)生觀看，將課前錄好的實(shí)驗(yàn)過(guò)程和現(xiàn)象拍攝成微課，效果更加】說(shuō)明給兩個(gè)極柱接穩(wěn)定的直流電源，可以模擬出等量異種電荷周?chē)碾妶?chǎng)分布。（為接下來(lái)的學(xué)生實(shí)驗(yàn)探究的科學(xué)性奠定有力依據(jù)）二、新課教學(xué)實(shí)驗(yàn)探究：將導(dǎo)電紙平鋪在帶電極的實(shí)驗(yàn)板上，接上可調(diào)電壓的直流電源，模擬出等量異種電荷周?chē)碾妶?chǎng)，并在導(dǎo)電紙上任意確定A、B、C、D、E幾點(diǎn)，用連接電壓傳感器的表筆對(duì)導(dǎo)電紙上確定的點(diǎn)進(jìn)行測(cè)量，并從電腦上讀出電壓傳感器的示數(shù)記錄在表格中?！径繙y(cè)量電場(chǎng)中某點(diǎn)的電勢(shì)、某些點(diǎn)之間的電勢(shì)差，用實(shí)際測(cè)量數(shù)據(jù)突破重點(diǎn)難點(diǎn)】【學(xué)生分組實(shí)驗(yàn)：用電壓傳感器測(cè)量電勢(shì)，直接從電腦上得到電壓確切數(shù)據(jù)，比電壓表測(cè)量更精確。小組成員分工協(xié)助，根據(jù)教師所提問(wèn)題進(jìn)行實(shí)驗(yàn)探究，每組通過(guò)隊(duì)具體數(shù)據(jù)的討論，得出結(jié)論并派代表發(fā)言】探究1：通過(guò)實(shí)驗(yàn)探究和定值測(cè)量，得出電場(chǎng)中A、B兩點(diǎn)的電勢(shì)有什么特點(diǎn)？探究2：通過(guò)實(shí)驗(yàn)探究和定值測(cè)量，得出AB兩點(diǎn)間電勢(shì)之差有什么性質(zhì)？探究3：通過(guò)實(shí)驗(yàn)探究和定值測(cè)量，得出不同電場(chǎng)中AB兩點(diǎn)間電勢(shì)之差與什么因素有關(guān)？根據(jù)實(shí)驗(yàn)探究填寫(xiě)一下表格：所加電壓選項(xiàng)以C點(diǎn)為零勢(shì)點(diǎn)以D點(diǎn)為零勢(shì)點(diǎn)以E點(diǎn)為零勢(shì)點(diǎn)兩極柱間加____V的直流電源，模擬等量異種電荷周?chē)妶?chǎng)A點(diǎn)電勢(shì)B點(diǎn)電勢(shì)結(jié)論1：UAB=φA-φBUBA=φB-φA結(jié)論:2：兩極柱間加____V的直流電源，模擬等量異種電荷周?chē)妶?chǎng)A點(diǎn)電勢(shì)B點(diǎn)電勢(shì)UAB=φA-φB結(jié)論3：結(jié)論1：選取不同的零勢(shì)點(diǎn)，電場(chǎng)中同一點(diǎn)電勢(shì)的值不相同。結(jié)論2：電勢(shì)差的大小與零電勢(shì)的選取無(wú)關(guān)；UAB=--UBA。結(jié)論3：電勢(shì)差的大小隨電場(chǎng)的變化而變化，由電場(chǎng)本身的性質(zhì)決定。理論推導(dǎo)：設(shè)WAB為將試探電荷q在電場(chǎng)中從A點(diǎn)移至B點(diǎn)電場(chǎng)力所做的功，φA、EPA為分別為A點(diǎn)的電勢(shì)和電勢(shì)能，φB、EPB為分別為B點(diǎn)的電勢(shì)和電勢(shì)能，UAB為A、B兩點(diǎn)間的電勢(shì)差，請(qǐng)根據(jù)所學(xué)知識(shí)推導(dǎo)出電場(chǎng)力做功WAB與電勢(shì)差UAB的關(guān)系？探究4：根據(jù)所學(xué)知識(shí)推導(dǎo)出電場(chǎng)力做功與電勢(shì)差的關(guān)系？推導(dǎo)過(guò)程依據(jù)【用手機(jī)同屏器現(xiàn)場(chǎng)展示，直接將學(xué)生答案拍攝并呈現(xiàn)在大屏幕上，并請(qǐng)學(xué)生上講臺(tái)講解】結(jié)論4：WAB=EPA-EPB，WAB=qφA-qφB，WAB=q(φA-φB)，WAB=qUAB或UAB=WAB/q。例題：在電場(chǎng)中把2.0×10-9C的正電荷從A點(diǎn)移到B點(diǎn)，靜電力做功1.5×10-7J。再把這個(gè)電荷從B點(diǎn)移到C點(diǎn)，靜電力做功-4.0×10-7J。(1)A、B、C三點(diǎn)中哪點(diǎn)電勢(shì)最高？哪點(diǎn)電勢(shì)最低？(2)A、B間，B、C間，A、C間的電勢(shì)差各是多少？(3)把-1.5×10-9C的電荷從A移到C點(diǎn)，靜電力做多少功？(4)根據(jù)以上所的結(jié)果，定性地畫(huà)出電場(chǎng)分布示意圖，標(biāo)出A、B、C三點(diǎn)可能的位置？【用手機(jī)同屏器現(xiàn)場(chǎng)展示，直接將學(xué)生答案拍攝并呈現(xiàn)在大屏幕上，逐一講解】解答：(1)C點(diǎn)電勢(shì)最高，A點(diǎn)次之，B點(diǎn)電勢(shì)最低。(2)UAB=75V，UBC=--200V，UAC=--125V。(3)WAC=1.875×10-7J。(4)三、課堂小結(jié)：學(xué)生當(dāng)堂檢測(cè)，小結(jié)本節(jié)課的主要內(nèi)容，填寫(xiě)完下面表格一、電勢(shì)差：（1）定義：電場(chǎng)中兩點(diǎn)間電勢(shì)的差值叫做電勢(shì)差，也叫電壓。（2）公式：或（3）性質(zhì)：與零勢(shì)點(diǎn)的選取無(wú)關(guān)，=-，正