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1、2022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,得出電勢差與電勢零點的選擇無關(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算十分方便,不必考慮靜電力的大小和電荷移動的路徑,特別是對于靜電力是變力時,就只能用WAB=qUAB來計算。
【教學(xué)目標(biāo)】
(一)知識與技能
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
2、間電勢差和電勢的關(guān)系表達(dá)式,知道兩點之間電勢差的正負(fù)號與這兩點的電勢高低之間的對應(yīng)關(guān)系,培養(yǎng)對比學(xué)習(xí)的學(xué)習(xí)方法,培養(yǎng)邏輯思維能力。
3、推導(dǎo)得出在電場中移動電荷時靜電力做功與兩點間電勢差之間的關(guān)系,會應(yīng)用靜電力做功的公式進(jìn)行相關(guān)的計算。
(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)度與價值觀
通過對原有知識的加工,對新舊知識的類比、概括,培養(yǎng)學(xué)生知識自我更新的能力.
【學(xué)情分析】
高二年級的學(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)中對電勢差概念的引入,采用類比的方法,以增強知識的可感知性,這有助于學(xué)生
3、的理解,這樣使學(xué)生在已有知識中逐步理解,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)該從一個更高的全面的基準(zhǔn)點對已學(xué)知識進(jìn)行綜合,加強學(xué)生自身知識的再更新能力。?
【?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,運用比值法定義電勢差引入概念的教學(xué),以加深對該比值式的理解,并學(xué)會熟練應(yīng)用靜電力做功的公式進(jìn)行相關(guān)的計算。通過理論探究找到兩點間電勢差和電勢的關(guān)系表達(dá)式,確定兩點之間電勢差的正負(fù)號與這兩點的電勢高低之間的對應(yīng)關(guān)系,并能夠理解電勢差的數(shù)值與零勢面
4、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。
基于以上分析本節(jié)課采用:類比法、演示法、講授法、啟學(xué)互動法教學(xué)。
【教學(xué)重點難點】
重點: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:靜電力做功公式中正負(fù)號的應(yīng)用與正負(fù)號的物理意義。
【課前準(zhǔn)備】
教學(xué)媒體
多媒體課件、實物投影儀,U型連通器(自制)、燈泡、開關(guān)、電池、導(dǎo)線。
知識準(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、高度差和零勢點的選取無關(guān)。
學(xué)生活動設(shè)計
電勢差概念抽象,
5、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)歸納知識的形式過程。
【課時安排】一課時
?
【教學(xué)過程】
教師活動
學(xué)生活動
設(shè)計意圖
(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(或兩類)研究對象進(jìn)行對比,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
6、點的高度
某點的電勢
兩點間的高度差
???
?
?
?學(xué)生代表分享自己關(guān)于重力場與電場對的結(jié)果,其余學(xué)生聆聽并補
充。
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?
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?
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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:對比水位差體會電勢差概念
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點的電勢為,B點的電勢為
則有
7、
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)值與零電勢點的選取有關(guān),電勢差的數(shù)值與零電勢點的選取有關(guān)嗎?這與力學(xué)中學(xué)過的哪個概念相似?
8、
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,電場中某點電勢的數(shù)值也會改變,但電場中某兩點間的電荷的電勢差卻保持不變。
過渡:引出本節(jié)第二個內(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點移到B點,靜電力做功與電勢差的關(guān)系。
WAB= EpA-EpB = qφA— qφB = = WAB=q(φA-φB)
即
9、 WAB=qUAB
或 UAB=
完成典型例題
例2. 電場中A、B兩點的電勢是A=800 V, B= -200 V,把電荷q= -1.5×10-8C由A點移到B點,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?
10、
?
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,小組互相核對結(jié)果。?
學(xué)生代表板書:?
?UAB=UAC+UCB=UAC-UCB
通過對比例題1分析、思考,學(xué)生代表回答:
1、電勢差的正負(fù)表示兩點電勢高低
2、電勢差的數(shù)值與零電勢點的選取無關(guān) 。
這與力學(xué)中學(xué)過高度差相似。
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?
?
?
?
將本章學(xué)過的電場
11、能的性質(zhì)的物理量做一個簡單的知識鏈?
?
?
學(xué)生自主推導(dǎo),小組核對結(jié)果,教師投影。?
?
自主完成,小組核對。?
?
?
?
思考、討論
理解、回答
?
?
?
通過實驗類比,加深學(xué)生對電勢差的感知。?
?
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?
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?
?
培養(yǎng)學(xué)生的推理、歸納能力?
?
?
?
?
加深學(xué)生對概念的理解,并引出思考討論的問題
?
加深學(xué)生對電勢正負(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)值與零電勢點的選取無關(guān) 。
?
幫去學(xué)生建立知識網(wǎng)路體系。
培
12、養(yǎng)學(xué)生的歸納演繹能力,以及利用所學(xué)的知識推導(dǎo)新知的能力。
加深學(xué)生對關(guān)系式的理解,培養(yǎng)學(xué)生靈活應(yīng)用所學(xué)知識的能力。?
三、典型習(xí)題
例3: 在勻強電場中把2.0×10-9C的正電荷從A點移到B點,靜電力做功4×10-7J.再把這個電荷從B點移到C點,靜電力做功-6.0×10-7J.求:
(1)A、B、C三點中哪點電勢最高?哪點電勢最低?
(2)A、B間,B、C間,A、C間的電勢差各是多大?
(3)把-1.5×10-9C的電荷從A點移到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.三點可能的位置。
?
?
分析、回
13、答
小組核對,
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= 時應(yīng)注意各物理量都有符號
計算時可代入符號進(jìn)行運算,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值代入,然后再由題意分析判斷兩點間的電勢高低關(guān)系或其他問題.
例4:電子伏特是電學(xué)中常用的一個能量單位,1電子伏特表示電子在電壓為1V的兩點間移動時電場力所做的功,電子伏特簡稱電子伏,符號為eV。請算出電子伏和焦耳的關(guān)系。
對比自己所做習(xí)題的過程,體會教師總結(jié)提升的寓意。
學(xué)生完成
14、例4,并交流
?
?
?學(xué)會總結(jié)、反思。
?
體會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UAB=1 V的正確理解是( )
A.從A到B移動q C的正電荷,靜電力做功1 JB.從A到B移動1 C的正電荷,靜電力做功1 J
C.從B到A移動1 C的正電荷,靜電力做功1 JD.從A到B移動1 C的正電荷,靜電力做功-1 J
2.如圖所示, A、B兩點間電勢差UAB為20 V,電荷量q=-2×10-9 C,按圖中路徑由A點移動至B點,靜電力做的功是多少?
3.如圖所示的電場中,將2
15、C的正電荷分別由A、C兩點移動到B點時,靜電力所做的功分別是30J、-6J,如果取B點為零勢點,A、C兩點的電勢分別是φA=______,φC=______,AC間的電勢差UAC=______;如果取A為零電勢點,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)、對比電勢與電勢差
(2)、總結(jié)靜電力做功的求解方法
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?
?自主完成---小組核對—生生間互相解疑。
學(xué)生
16、回答教師問題:本節(jié)課學(xué)到哪些知識?
教師引領(lǐng)學(xué)生總結(jié)
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鞏固知識點,反饋知識的掌握程度,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)。
知識落實性習(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】
第五節(jié) 電勢差
電勢差:電場中兩點間電勢的差值,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)生運用類比重力場的方法引入電勢差的概念,激起學(xué)生對知識的親切感和關(guān)聯(lián)體驗。教學(xué)中讓學(xué)生盡量多地參與到課堂活動中來,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)系時多次利用類比的方法,通過理論與實驗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)用公式時不能很好的處理符號的問題。