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2019-2020年人教版高中物理選修3-1 第一章 第5節(jié) 電勢差 教案2 【教材分析】 本節(jié)內(nèi)容再次運(yùn)用類比的方法，把電勢差與高度差進(jìn)行類比引入電勢差的概念。同時(shí)，得出電勢差與電勢零點(diǎn)的選擇無關(guān)。在物理學(xué)中，特別是在技術(shù)應(yīng)用方面常用到的是電勢差的概念，電勢差往往比電勢更有意義。然后運(yùn)用理論探究的方法，由電場力做功和電勢能的關(guān)系導(dǎo)出電場力做功和電勢差的關(guān)系。使求靜電力做功的計(jì)算十分方便，不必考慮靜電力的大小和電荷移動(dòng)的路徑，特別是對(duì)于靜電力是變力時(shí)，就只能用WAB＝qUAB來計(jì)算。 【教學(xué)目標(biāo)】 （一）知識(shí)與技能 1、理解電勢差是描述電場的能的性質(zhì)的物理量 2、通過理論探究得到兩點(diǎn)間電勢差和電勢的關(guān)系表達(dá)式，知道兩點(diǎn)之間電勢差的正負(fù)號(hào)與這兩點(diǎn)的電勢高低之間的對(duì)應(yīng)關(guān)系，培養(yǎng)對(duì)比學(xué)習(xí)的學(xué)習(xí)方法，培養(yǎng)邏輯思維能力。 3、推導(dǎo)得出在電場中移動(dòng)電荷時(shí)靜電力做功與兩點(diǎn)間電勢差之間的關(guān)系，會(huì)應(yīng)用靜電力做功的公式進(jìn)行相關(guān)的計(jì)算。 （二）過程與方法 培養(yǎng)學(xué)生的分析能力，抽象思維的能力，綜合能力 （三）情感態(tài)度與價(jià)值觀 　 通過對(duì)原有知識(shí)的加工，對(duì)新舊知識(shí)的類比、概括，培養(yǎng)學(xué)生知識(shí)自我更新的能力． 【學(xué)情分析】 高二年級(jí)的學(xué)生已經(jīng)具備了一定的自主學(xué)習(xí)的能力，也接觸到了一些物理學(xué)常用的思維方法，所以，在教學(xué)中對(duì)電勢差概念的引入，采用類比的方法，以增強(qiáng)知識(shí)的可感知性，這有助于學(xué)生的理解，這樣使學(xué)生在已有知識(shí)中逐步理解，能幫助學(xué)生真正掌握電勢差的概念。其次，高二的學(xué)生已經(jīng)具備了一定的分析歸納的能力，他們能夠通過自主學(xué)習(xí)完成對(duì)靜電力做功與電勢差之間的關(guān)系的推導(dǎo)，所以在教學(xué)過程中，應(yīng)該從一個(gè)更高的全面的基準(zhǔn)點(diǎn)對(duì)已學(xué)知識(shí)進(jìn)行綜合，加強(qiáng)學(xué)生自身知識(shí)的再更新能力。 【學(xué)法分析】 首先在學(xué)生已有的基礎(chǔ)上引導(dǎo)學(xué)生為什么要提出電勢差概念，運(yùn)用比值法定義電勢差引入概念的教學(xué)，以加深對(duì)該比值式的理解，并學(xué)會(huì)熟練應(yīng)用靜電力做功的公式進(jìn)行相關(guān)的計(jì)算。通過理論探究找到兩點(diǎn)間電勢差和電勢的關(guān)系表達(dá)式，確定兩點(diǎn)之間電勢差的正負(fù)號(hào)與這兩點(diǎn)的電勢高低之間的對(duì)應(yīng)關(guān)系，并能夠理解電勢差的數(shù)值與零勢面的選取無關(guān)。讓學(xué)生明白為什么要學(xué)，怎樣學(xué)，學(xué)了有什么用，以此來突破教學(xué)的難點(diǎn)。 基于以上分析本節(jié)課采用：類比法、演示法、講授法、啟學(xué)互動(dòng)法教學(xué)。 【教學(xué)重點(diǎn)難點(diǎn)】 重點(diǎn)：電勢差的概念； 靜電力做功公式的推導(dǎo)和該公式的具體應(yīng)用。 難點(diǎn)：靜電力做功公式中正負(fù)號(hào)的應(yīng)用與正負(fù)號(hào)的物理意義。 【課前準(zhǔn)備】 教學(xué)媒體　　　　　 多媒體課件、實(shí)物投影儀，U型連通器(自制)、燈泡、開關(guān)、電池、導(dǎo)線。 知識(shí)準(zhǔn)備　　　　　 復(fù)習(xí)電場力做功和電勢能的關(guān)系式，電勢和電勢能關(guān)系式。復(fù)習(xí)高度和高度差的概念、高度差和零勢點(diǎn)的選取無關(guān)。 學(xué)生活動(dòng)設(shè)計(jì)　　　　　 電勢差概念抽象，本課前通過學(xué)練稿預(yù)習(xí)案的形式讓學(xué)生通過采用類比方法體會(huì)電勢差的概念。 靜電力做功與電勢差的關(guān)系，主要安排學(xué)生討論、思考，要求學(xué)生能推導(dǎo)歸納知識(shí)的形式過程。 【課時(shí)安排】一課時(shí) 【教學(xué)過程】 教師活動(dòng) 學(xué)生活動(dòng) 設(shè)計(jì)意圖 （一）預(yù)習(xí)檢查 1、你知道什么叫“類比”嗎？ 所謂類比，就是將兩個(gè)（或兩類）研究對(duì)象進(jìn)行對(duì)比，根據(jù)它們在某些方面有相同或相似的屬性，進(jìn)一步推斷它們在其他方面 也可能有相同或類似的屬性?！邦惐取狈ㄊ且环N科學(xué)的研究方法。 2、類比： 重力場 電場 重力 電場力 重力勢能 電勢能 重力做功 電場力做功 某點(diǎn)的高度 某點(diǎn)的電勢 兩點(diǎn)間的高度差 ？？？ 學(xué)生代表分享自己關(guān)于重力場與電場對(duì)的結(jié)果，其余學(xué)生聆聽并補(bǔ) 充。 通過類比，加深學(xué)生的電勢差這一抽象概念的感知。 （二）情景引入、展示目標(biāo) 引入：對(duì)比水位差體會(huì)電勢差概念 教師演示：（1）高度差是形成水流的原因 教師演示：（2）電勢差是形成電流的原因 （三）合作探究、精講點(diǎn)播 因此在物理學(xué)中，電池兩端的電壓也稱之為電勢差。 定義：電場中兩點(diǎn)間電勢的差值，也叫電壓 一、電勢差與電勢之間的關(guān)系 設(shè)電場中A點(diǎn)的電勢為，B點(diǎn)的電勢為 則有 或表示為 顯然 典型例題 例1.如圖所示為某電場中的等勢面，則 UAC＝____________， UBC＝____________，UCA＝____________，UAB＝____________. 思考：若已知UAC、UBC如何求解UAB？ 討論與交流： （1）、電勢差可以是正值也可以是負(fù)值，電勢差的正負(fù)表示什么意義？ （2）、電勢的數(shù)值與零電勢點(diǎn)的選取有關(guān)，電勢差的數(shù)值與零電勢點(diǎn)的選取有關(guān)嗎？這與力學(xué)中學(xué)過的哪個(gè)概念相似？ 引領(lǐng)學(xué)生討論與交流 在重力場中零勢能參考平面不同，樓的高度是一定的 在電場中選擇不同的位置作為電勢零點(diǎn)，電場中某點(diǎn)電勢的數(shù)值也會(huì)改變，但電場中某兩點(diǎn)間的電荷的電勢差卻保持不變。 過渡：引出本節(jié)第二個(gè)內(nèi)容 二、靜電力做功與電勢差的關(guān)系 推導(dǎo)：電荷q從電場中A點(diǎn)移到B點(diǎn)，靜電力做功與電勢差的關(guān)系。 WAB= EpA－EpB = qφA— qφB = = WAB＝q(φA－φB) 即 WAB＝qUAB 或 UAB＝ 完成典型例題 例2. 電場中A、B兩點(diǎn)的電勢是A=800 V， B= -200 V，把電荷q= -1.510-8C由A點(diǎn)移到B點(diǎn)，電場力做了多少功？電勢能是增加還是減少，增加或者減少多少？ 討論與交流： (1)、UAB由什么決定？跟WAB、q有關(guān)嗎？ (2)、WAB跟q、UAB有關(guān)嗎？ 觀察、思考、 形式持續(xù)水流的原因---高度差 形成持續(xù)電流的原因—電勢差 教師引領(lǐng)學(xué)生推導(dǎo)，學(xué)生思考，觀察。 思考并完成題目，小組互相核對(duì)結(jié)果。 學(xué)生代表板書： UAB=UAC+UCB=UAC-UCB 通過對(duì)比例題1分析、思考，學(xué)生代表回答： 1、電勢差的正負(fù)表示兩點(diǎn)電勢高低 2、電勢差的數(shù)值與零電勢點(diǎn)的選取無關(guān) 。 這與力學(xué)中學(xué)過高度差相似。 將本章學(xué)過的電場能的性質(zhì)的物理量做一個(gè)簡單的知識(shí)鏈 學(xué)生自主推導(dǎo)，小組核對(duì)結(jié)果，教師投影。 自主完成，小組核對(duì)。 思考、討論 理解、回答 通過實(shí)驗(yàn)類比，加深學(xué)生對(duì)電勢差的感知。 培養(yǎng)學(xué)生的推理、歸納能力 加深學(xué)生對(duì)概念的理解，并引出思考討論的問題 加深學(xué)生對(duì)電勢正負(fù)的理解，進(jìn)一步理解電勢差的物理意義。 再次通過類比使學(xué)生理解電勢差的數(shù)值與零電勢點(diǎn)的選取無關(guān) 。 幫去學(xué)生建立知識(shí)網(wǎng)路體系。 培養(yǎng)學(xué)生的歸納演繹能力，以及利用所學(xué)的知識(shí)推導(dǎo)新知的能力。 加深學(xué)生對(duì)關(guān)系式的理解，培養(yǎng)學(xué)生靈活應(yīng)用所學(xué)知識(shí)的能力。 三、典型習(xí)題 例3: 在勻強(qiáng)電場中把2.010-9C的正電荷從A點(diǎn)移到B點(diǎn)，靜電力做功410-7J．再把這個(gè)電荷從B點(diǎn)移到C點(diǎn)，靜電力做功-6.010-7J．求： （1）A、B、C三點(diǎn)中哪點(diǎn)電勢最高？哪點(diǎn)電勢最低？ （2）A、B間，B、C間，A、C間的電勢差各是多大？ （3）把-1.510-9C的電荷從A點(diǎn)移到C，靜電力做多少功？ （4）根據(jù)以上所得結(jié)果，定性畫出電場分布的示意圖，標(biāo)出A.B.C.三點(diǎn)可能的位置。 分析、回答 小組核對(duì)， 教師投影解決學(xué)生存在的共性問題。 培養(yǎng)學(xué)生的思維能力和分析問題的能力 總結(jié)提升： 應(yīng)用公式 φ＝ , UAB＝ 時(shí)應(yīng)注意各物理量都有符號(hào) 計(jì)算時(shí)可代入符號(hào)進(jìn)行運(yùn)算,結(jié)果的正負(fù)就說明所求物理量的大小高低和正負(fù),也可將各物理量均取絕對(duì)值代入,然后再由題意分析判斷兩點(diǎn)間的電勢高低關(guān)系或其他問題. 例4：電子伏特是電學(xué)中常用的一個(gè)能量單位，1電子伏特表示電子在電壓為1V的兩點(diǎn)間移動(dòng)時(shí)電場力所做的功，電子伏特簡稱電子伏，符號(hào)為eV。請(qǐng)算出電子伏和焦耳的關(guān)系。 對(duì)比自己所做習(xí)題的過程，體會(huì)教師總結(jié)提升的寓意。 學(xué)生完成例4,并交流 學(xué)會(huì)總結(jié)、反思。 體會(huì)1ev =1.6 10-19J的物理含義 四、課堂反饋 習(xí)題設(shè)置具有梯度性又具有檢測性 1.對(duì)UAB＝1 V的正確理解是(　　) A．從A到B移動(dòng)q C的正電荷，靜電力做功1 JB．從A到B移動(dòng)1 C的正電荷，靜電力做功1 J C．從B到A移動(dòng)1 C的正電荷，靜電力做功1 JD．從A到B移動(dòng)1 C的正電荷，靜電力做功－1 J 2．如圖所示， A、B兩點(diǎn)間電勢差UAB為20 V，電荷量q＝－210－9 C，按圖中路徑由A點(diǎn)移動(dòng)至B點(diǎn)，靜電力做的功是多少？ 3.如圖所示的電場中，將2C的正電荷分別由A、C兩點(diǎn)移動(dòng)到B點(diǎn)時(shí)，靜電力所做的功分別是30J、-6J，如果取B點(diǎn)為零勢點(diǎn)，A、C兩點(diǎn)的電勢分別是φA=______，φC=______，AC間的電勢差UAC=______；如果取A為零電勢點(diǎn)，那么φB=______，φC=______，UAC=______． 五、課堂小結(jié) 六、作業(yè)布置 1、完成課本P22第1、3題。 2、課后思維拓展題： （1）、對(duì)比電勢與電勢差 （2）、總結(jié)靜電力做功的求解方法 自主完成---小組核對(duì)—生生間互相解疑。 學(xué)生回答教師問題：本節(jié)課學(xué)到哪些知識(shí)？ 教師引領(lǐng)學(xué)生總結(jié) 鞏固知識(shí)點(diǎn)，反饋知識(shí)的掌握程度，反饋課堂教學(xué)質(zhì)量。 培養(yǎng)學(xué)生總結(jié)的學(xué)習(xí)品質(zhì)。 知識(shí)落實(shí)性習(xí)題與思維開放行題目相結(jié)合，以期更好的培養(yǎng)學(xué)生的科學(xué)素養(yǎng)。 【板書設(shè)計(jì)】 第五節(jié) 電勢差 電勢差：電場中兩點(diǎn)間電勢的差值，也叫電壓 一、電勢差與電勢關(guān)系： 二、靜電力做功與電勢差關(guān)系 WAB＝qUAB 【教學(xué)反思】 本節(jié)課雖然作為電場一章中很簡短的一節(jié)，但起著承前啟后的重要作用。在教學(xué)中，引領(lǐng)學(xué)生運(yùn)用類比重力場的方法引入電勢差的概念，激起學(xué)生對(duì)知識(shí)的親切感和關(guān)聯(lián)體驗(yàn)。教學(xué)中讓學(xué)生盡量多地參與到課堂活動(dòng)中來，通過理論探究、討論分析等環(huán)節(jié)，靈活采用自主、探究、合作的學(xué)習(xí)方式，培養(yǎng)學(xué)生嚴(yán)密的邏輯思維能力和嚴(yán)謹(jǐn)?shù)闹螌W(xué)精神。 1、在講解電勢差和電勢的關(guān)系時(shí)多次利用類比的方法，通過理論與實(shí)驗(yàn)兩份面不斷滲透類比的思想，學(xué)生接受電勢差的概念還是比較容易的。 2、電場力做功與電勢能變化之間的關(guān)系，學(xué)生判斷較熟練，但是仍有少部分同學(xué)在應(yīng)用公式時(shí)不能很好的處理符號(hào)的問題。