2023-2024學(xué)年高二物理競賽教學(xué)設(shè)計(jì)：電場和電場強(qiáng)度

2023-2024學(xué)年高二物理競賽教學(xué)設(shè)計(jì)：電場和電場強(qiáng)度科目授課時(shí)間節(jié)次--年—月—日（星期——）第—節(jié)指導(dǎo)教師授課班級、授課課時(shí)授課題目（包括教材及章節(jié)名稱）2023-2024學(xué)年高二物理競賽教學(xué)設(shè)計(jì)：電場和電場強(qiáng)度教學(xué)內(nèi)容分析本節(jié)課的主要教學(xué)內(nèi)容是電場和電場強(qiáng)度。這部分內(nèi)容涉及到電場的定義、電場線的繪制、電場強(qiáng)度的計(jì)算等。教學(xué)內(nèi)容與學(xué)生已有知識的聯(lián)系包括：

1.電場的定義：電場是電荷周圍空間中存在的一種特殊物質(zhì)，它對放入其中的電荷產(chǎn)生力的作用。這與學(xué)生已學(xué)的力學(xué)中的場概念相似，可以幫助學(xué)生理解電場的概念。

2.電場線的繪制：電場線是用來表示電場分布的一種圖示方法。學(xué)生已經(jīng)學(xué)習(xí)了圖示方法，可以通過類比的方式理解電場線的繪制方法和規(guī)則。

3.電場強(qiáng)度的計(jì)算：電場強(qiáng)度是描述電場強(qiáng)度的物理量，它與電荷所受的力和電荷的電量有關(guān)。學(xué)生已經(jīng)學(xué)習(xí)了力與加速度的關(guān)系，可以通過類比的方式理解電場強(qiáng)度的計(jì)算方法。核心素養(yǎng)目標(biāo)分析本節(jié)課的核心素養(yǎng)目標(biāo)主要包括科學(xué)思維、科學(xué)探究和科學(xué)態(tài)度。

1.科學(xué)思維：通過學(xué)習(xí)電場和電場強(qiáng)度，學(xué)生需要掌握電場的概念、電場線的繪制方法以及電場強(qiáng)度的計(jì)算方法，培養(yǎng)學(xué)生的邏輯思維和分析問題的能力。

2.科學(xué)探究：學(xué)生將通過實(shí)驗(yàn)和觀察來驗(yàn)證電場的存在和電場線的行為，通過實(shí)踐探究培養(yǎng)學(xué)生的觀察能力、實(shí)驗(yàn)?zāi)芰蛦栴}解決能力。

3.科學(xué)態(tài)度：在學(xué)習(xí)電場和電場強(qiáng)度的過程中，學(xué)生需要培養(yǎng)對科學(xué)的興趣和好奇心，以及對結(jié)果的嚴(yán)謹(jǐn)態(tài)度，培養(yǎng)學(xué)生的科學(xué)態(tài)度和價(jià)值觀。學(xué)習(xí)者分析1.學(xué)生已經(jīng)掌握了相關(guān)知識：在學(xué)習(xí)電場和電場強(qiáng)度之前，學(xué)生應(yīng)該已經(jīng)掌握了電荷、力的概念，以及一些基本的數(shù)學(xué)計(jì)算能力。他們可能已經(jīng)學(xué)習(xí)了力學(xué)中的場概念，這有助于他們理解電場的概念。

2.學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣、能力和學(xué)習(xí)風(fēng)格：高二的學(xué)生對物理學(xué)科有一定的興趣和熱情，他們具有較強(qiáng)的邏輯思維能力和分析問題的能力。在學(xué)習(xí)風(fēng)格上，他們更傾向于通過實(shí)驗(yàn)和實(shí)際操作來理解抽象的概念。

3.學(xué)生可能遇到的困難和挑戰(zhàn)：電場和電場強(qiáng)度是一個(gè)相對抽象的概念，學(xué)生可能難以理解電場的存在和電場線的繪制。此外，電場強(qiáng)度的計(jì)算也可能對他們來說是一個(gè)挑戰(zhàn)，需要他們理解和掌握相關(guān)的數(shù)學(xué)計(jì)算方法。學(xué)生可能還需要適應(yīng)從宏觀的力學(xué)到微觀的電場的學(xué)習(xí)轉(zhuǎn)變，這可能需要他們付出額外的努力和時(shí)間。教學(xué)方法與手段1.教學(xué)方法：

（1）講授法：通過講解電場和電場強(qiáng)度的基本概念、原理和計(jì)算方法，幫助學(xué)生建立知識框架。

（2）討論法：組織學(xué)生進(jìn)行小組討論，分享對電場線繪制方法的理解和實(shí)驗(yàn)觀察結(jié)果，促進(jìn)學(xué)生之間的交流和思維碰撞。

（3）實(shí)驗(yàn)法：安排實(shí)驗(yàn)活動(dòng)，讓學(xué)生親身體驗(yàn)電場的存在和電場線的行為，增強(qiáng)學(xué)生的實(shí)證能力和科學(xué)思維。

2.教學(xué)手段：

（1）多媒體設(shè)備：利用PPT、動(dòng)畫等多媒體材料，生動(dòng)展示電場的概念和電場線的繪制，幫助學(xué)生形象理解抽象概念。

（2）教學(xué)軟件：運(yùn)用物理模擬軟件，讓學(xué)生互動(dòng)探索電場和電場強(qiáng)度的計(jì)算，提高學(xué)生的實(shí)踐操作能力和問題解決能力。

（3）實(shí)物演示：使用靜電發(fā)生器等實(shí)物設(shè)備，直觀展示電場的現(xiàn)象，增強(qiáng)學(xué)生的直觀感受和興趣。教學(xué)實(shí)施過程1.課前自主探索

教師活動(dòng)：

-發(fā)布預(yù)習(xí)任務(wù)：通過在線平臺(tái)或班級微信群，發(fā)布預(yù)習(xí)資料（如PPT、視頻、文檔等），明確預(yù)習(xí)目標(biāo)和要求。

-設(shè)計(jì)預(yù)習(xí)問題：圍繞“電場和電場強(qiáng)度”課題，設(shè)計(jì)一系列具有啟發(fā)性和探究性的問題，引導(dǎo)學(xué)生自主思考。

-監(jiān)控預(yù)習(xí)進(jìn)度：利用平臺(tái)功能或?qū)W生反饋，監(jiān)控學(xué)生的預(yù)習(xí)進(jìn)度，確保預(yù)習(xí)效果。

學(xué)生活動(dòng)：

-自主閱讀預(yù)習(xí)資料：按照預(yù)習(xí)要求，自主閱讀預(yù)習(xí)資料，理解電場和電場強(qiáng)度的基本概念。

-思考預(yù)習(xí)問題：針對預(yù)習(xí)問題，進(jìn)行獨(dú)立思考，記錄自己的理解和疑問。

-提交預(yù)習(xí)成果：將預(yù)習(xí)成果（如筆記、思維導(dǎo)圖、問題等）提交至平臺(tái)或老師處。

教學(xué)方法/手段/資源：

-自主學(xué)習(xí)法：引導(dǎo)學(xué)生自主思考，培養(yǎng)自主學(xué)習(xí)能力。

-信息技術(shù)手段：利用在線平臺(tái)、微信群等，實(shí)現(xiàn)預(yù)習(xí)資源的共享和監(jiān)控。

作用與目的：

-幫助學(xué)生提前了解“電場和電場強(qiáng)度”課題，為課堂學(xué)習(xí)做好準(zhǔn)備。

-培養(yǎng)學(xué)生的自主學(xué)習(xí)能力和獨(dú)立思考能力。

2.課中強(qiáng)化技能

教師活動(dòng)：

-導(dǎo)入新課：通過故事、案例或視頻等方式，引出“電場和電場強(qiáng)度”課題，激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣。

-講解知識點(diǎn)：詳細(xì)講解電場和電場強(qiáng)度的基本概念、原理和計(jì)算方法，結(jié)合實(shí)例幫助學(xué)生理解。

-組織課堂活動(dòng)：設(shè)計(jì)小組討論、角色扮演、實(shí)驗(yàn)等活動(dòng)，讓學(xué)生在實(shí)踐中掌握電場強(qiáng)度的計(jì)算方法。

-解答疑問：針對學(xué)生在學(xué)習(xí)中產(chǎn)生的疑問，進(jìn)行及時(shí)解答和指導(dǎo)。

學(xué)生活動(dòng)：

-聽講并思考：認(rèn)真聽講，積極思考老師提出的問題。

-參與課堂活動(dòng)：積極參與小組討論、角色扮演、實(shí)驗(yàn)等活動(dòng)，體驗(yàn)電場和電場強(qiáng)度的應(yīng)用。

-提問與討論：針對不懂的問題或新的想法，勇敢提問并參與討論。

教學(xué)方法/手段/資源：

-講授法：通過詳細(xì)講解，幫助學(xué)生理解電場和電場強(qiáng)度的基本概念。

-實(shí)踐活動(dòng)法：設(shè)計(jì)實(shí)踐活動(dòng)，讓學(xué)生在實(shí)踐中掌握電場強(qiáng)度的計(jì)算方法。

-合作學(xué)習(xí)法：通過小組討論等活動(dòng)，培養(yǎng)學(xué)生的團(tuán)隊(duì)合作意識和溝通能力。

作用與目的：

-幫助學(xué)生深入理解電場和電場強(qiáng)度的基本概念，掌握電場強(qiáng)度的計(jì)算方法。

-通過實(shí)踐活動(dòng)，培養(yǎng)學(xué)生的動(dòng)手能力和解決問題的能力。

-通過合作學(xué)習(xí)，培養(yǎng)學(xué)生的團(tuán)隊(duì)合作意識和溝通能力。

3.課后拓展應(yīng)用

教師活動(dòng)：

-布置作業(yè)：根據(jù)“電場和電場強(qiáng)度”課題，布置適量的課后作業(yè)，鞏固學(xué)習(xí)效果。

-提供拓展資源：提供與“電場和電場強(qiáng)度”課題相關(guān)的拓展資源（如書籍、網(wǎng)站、視頻等），供學(xué)生進(jìn)一步學(xué)習(xí)。

-反饋?zhàn)鳂I(yè)情況：及時(shí)批改作業(yè)，給予學(xué)生反饋和指導(dǎo)。

學(xué)生活動(dòng)：

-完成作業(yè)：認(rèn)真完成老師布置的課后作業(yè)，鞏固學(xué)習(xí)效果。

-拓展學(xué)習(xí)：利用老師提供的拓展資源，進(jìn)行進(jìn)一步的學(xué)習(xí)和思考。

-反思總結(jié)：對自己的學(xué)習(xí)過程和成果進(jìn)行反思和總結(jié)，提出改進(jìn)建議。

教學(xué)方法/手段/資源：

-自主學(xué)習(xí)法：引導(dǎo)學(xué)生自主完成作業(yè)和拓展學(xué)習(xí)。

-反思總結(jié)法：引導(dǎo)學(xué)生對自己的學(xué)習(xí)過程和成果進(jìn)行反思和總結(jié)。

作用與目的：

-鞏固學(xué)生在課堂上學(xué)到的電場和電場強(qiáng)度知識點(diǎn)和技能。

-通過拓展學(xué)習(xí)，拓寬學(xué)生的知識視野和思維方式。

-通過反思總結(jié)，幫助學(xué)生發(fā)現(xiàn)自己的不足并提出改進(jìn)建議，促進(jìn)自我提升。知識點(diǎn)梳理1.電場的概念

-電場是電荷周圍空間中存在的一種特殊物質(zhì)，它對放入其中的電荷產(chǎn)生力的作用。

-電場的方向：從正電荷指向負(fù)電荷。

-電場的強(qiáng)度：描述電場力的大小，單位是牛頓每庫侖（N/C）。

2.電場線

-電場線是用來表示電場分布的一種圖示方法。

-電場線的繪制規(guī)則：從正電荷出發(fā)，指向負(fù)電荷，不閉合，不相交。

-電場線的密度：電場線越密集，表示電場強(qiáng)度越大。

3.電場強(qiáng)度

-電場強(qiáng)度是描述電場力對單位正電荷的作用力大小，單位是牛頓每庫侖（N/C）。

-電場強(qiáng)度的計(jì)算公式：E=F/Q，其中E表示電場強(qiáng)度，F(xiàn)表示電荷受到的力，Q表示電荷的電量。

-電場強(qiáng)度的計(jì)算方法：通過測量電荷受到的力和電荷的電量，計(jì)算得出電場強(qiáng)度。

4.電場力

-電場力是電荷在電場中受到的作用力。

-電場力的計(jì)算公式：F=QE，其中F表示電場力，Q表示電荷的電量，E表示電場強(qiáng)度。

-電場力的方向：與電場方向相同，對于正電荷；與電場方向相反，對于負(fù)電荷。

5.電勢

-電勢是描述電場能勢的一種物理量，單位是伏特（V）。

-電勢的計(jì)算公式：V=W/Q，其中V表示電勢，W表示電場對電荷做的功，Q表示電荷的電量。

-電勢差：兩點(diǎn)間的電勢差等于兩點(diǎn)電勢的差值，計(jì)算公式：ΔV=V1-V2。

6.電勢能

-電勢能是電荷在電場中由于位置的改變而具有的能量。

-電勢能的計(jì)算公式：U=qV，其中U表示電勢能，q表示電荷的電量，V表示電勢。

-電勢能的變化：電勢能的變化等于電荷在電場中移動(dòng)時(shí)電場力做的功。

7.電場中的導(dǎo)體和絕緣體

-導(dǎo)體：自由電荷較多的物質(zhì)，內(nèi)部電場強(qiáng)度分布不均勻。

-絕緣體：自由電荷較少的物質(zhì)，內(nèi)部電場強(qiáng)度分布均勻。

8.電場的應(yīng)用

-靜電：電荷的積累產(chǎn)生的電場現(xiàn)象，如靜電吸引、靜電放電。

-電場傳感器：利用電場對電荷的作用力來檢測和測量電場強(qiáng)度。

-電場應(yīng)用：如電場加速、電場聚焦等。課后作業(yè)1.電場強(qiáng)度的計(jì)算

（1）計(jì)算電場中某點(diǎn)的電場強(qiáng)度。已知電場中某點(diǎn)的電勢為3V，電勢能變化為1.5J，求該點(diǎn)的電場強(qiáng)度。

答案：電場強(qiáng)度E=ΔU/ΔQ=1.5J/Q。

（2）計(jì)算電場中某點(diǎn)的電場強(qiáng)度。已知電場中某點(diǎn)的電勢差為2V，電荷量為1C，求該點(diǎn)的電場強(qiáng)度。

答案：電場強(qiáng)度E=ΔV/Q=2V/1C=2V/C。

2.電場中的導(dǎo)體和絕緣體

（1）判斷下列物質(zhì)是否為導(dǎo)體。

答案：金屬、石墨、電解質(zhì)溶液為導(dǎo)體。

（2）判斷下列物質(zhì)是否為絕緣體。

答案：橡膠、玻璃、空氣為絕緣體。

3.電場力的應(yīng)用

（1）計(jì)算電場力對電荷的作用力。已知電場強(qiáng)度為5N/C，電荷量為2C，求電場力對電荷的作用力。

答案：電場力F=EQ=5N/C*2C=10N。

（2）計(jì)算電場力對電荷的作用力。已知電場強(qiáng)度為3N/C，電荷量為4C，求電場力對電荷的作用力。

答案：電場力F=EQ=3N/C*4C=12N。

4.電勢能的變化

（1）計(jì)算電勢能的變化。已知電勢差為1V，電荷量為2C，求電勢能的變化。

答案：電勢能變化ΔU=qΔV=2C*1V=2J。

（2）計(jì)算電勢能的變化。已知電勢差為2V，電荷量為3C，求電勢能的變化。

答案：電勢能變化ΔU=qΔV=3C*2V=6J。

5.電場的應(yīng)用

（1）判斷下列現(xiàn)象是否為電場應(yīng)用。

答案：靜電復(fù)印、靜電除塵、電泳分離為電場應(yīng)用。

（2）判斷下列現(xiàn)象是否為電場應(yīng)用。

答案：電磁爐、電焊、電動(dòng)機(jī)為電場應(yīng)用。課堂（1）提問：通過提問學(xué)生，了解他們對電場和電場強(qiáng)度的概念、原理和計(jì)算方法的理解程度。及時(shí)解答學(xué)生的疑問，確保學(xué)生對知識點(diǎn)有清晰的認(rèn)識。

（2）觀察：在課堂活動(dòng)中，觀察學(xué)生的參與情況和互動(dòng)表現(xiàn)，了解他們對電場和電場強(qiáng)度的應(yīng)用能力。及時(shí)給予指導(dǎo)，幫助學(xué)生掌握應(yīng)用技巧。

（3）測試：在課堂結(jié)束前，進(jìn)行簡單的測試，檢查學(xué)生對電場和電場強(qiáng)度的掌握情況。及時(shí)分析測試結(jié)果，針對學(xué)生的薄弱環(huán)節(jié)進(jìn)行針對性輔導(dǎo)。

2.作業(yè)評價(jià)

（1）批改作業(yè)：認(rèn)真批改學(xué)生的課后作業(yè)，檢查他們對電場和電場強(qiáng)度的計(jì)