静电场教材分析与教学建议课件

《静电场》

教材分析与教学建议一、2018课程标准要求1.通过实验了解静电现象，能用原子结构模型和电荷守恒的知识分析静电现象。2.知道点电荷模型，知道两个电荷间相互作用的规律，体会探究库伦定律过程中的科学思想和方法。3.知道电场是一种物质，了解电场强度，会用物理量之比定义新物理量的方法，会用电场线描述电场。4.了解生产生活中关于静电的利用和防护。5.知道静电场中的电荷具有电势能，了解电势能，电势和电势差的含义，知道匀强电场中电势差和电场强度的关系，能分析带电粒子在电场中的运动情况，能解释相关的物理现象。6.观察常见的电容器，了解电容器的电容，观察电容器的充放电现象，能举例说明电容器的应用。【教学提示】本模块通过静电场，引导学生了解场的物质性，学会建立点电荷、电场线等物理模型，体会物理模型在研究具体问题中的重要作用，让学生了解应用物理量之比定义新物理量的办法，了解电场强度、电势等物理量的含义，并体会其定义方法，重视发挥物理学史的教育功能，让学生了解库仑定律的探索历程，体会库仑扭秤实验设计的实验方法和思想。【学业要求】能用电场强度、电势等物理量描述电场的性质，会用库仑定律分析电荷之间的相互作用，能用点电荷模型，研究电荷间的相互作用，能用物理量之比定义电场强度，电势等物理量，进一步了解物理量之比，定义物理量的方法，能用电场线分析电场中比较简单的问题，并得出结论，在分析和论证的过程中，能使用证据说明自己的观点。二、2018江苏高考的考试说明要求内容要求说明静电现象Ⅰ

电荷，电荷守恒定律Ⅰ

点电荷，库仑定律Ⅰ

静电场，电场线，电势能，电势，等势面Ⅰ

电场强度，点电荷的场强，电势差Ⅱ电场强度的计算，最多考虑两个电场的叠加匀强电场中电势差和电场强度的关系Ⅰ

带电粒子在匀强电场中的运动Ⅱ计算限于带电粒子进入电场时，速度平行或垂直场强的情况电容，电容器Ⅰ

近五年高考考考点统计年份题号题型考点分值难度系数20174单选电容器30.68多选电势电场强度电势能40.720163单选电场强度、电势30.715计算带电粒子在组合场中运动160.420152单选静电现象30.98多选电场线、场强、电势40.715计算带电粒子在组合场中运动160.420144单选带电圆环轴线上场强和电势40.720133单选带电圆环中心的电场强度30.86多选电场线、场强、电势40.815计算带电粒子在复合场中运动160.4近5年高考题高考题特征汇总：（1）情景比较创新；应对策略——提炼模型，推理分析。（2）图景图像呈现较多；应对策略——深究原理，实时分析。（3）经典模型变式考查；应对策略——模型训练，优化方法，强化推理。三、全章教材分析本章是高中物理电磁学的起始章节，可以说本章将学生引入另一个新的学习领域；本章教学是整个电磁学教学的基础，对后续的电磁学的教学将产生深远的影响。《电场》章节的知识特点：（1）新概念多且抽象不易直接感知；（2）综合性强、跨度大；（3）包含有丰富的物理思维方法。教材结构表：递进关系单元节次课题基础部分一、从力的角度看电场1电荷及其守恒定律2库仑定律3电场强度提高部分

二、从能的角度看电场4电势能和电势5电势差6电势差与电场强度的关系

应用部分

三、实践和应用7静电现象的应用8电容器的电容9带电粒子在电场中的运动逻辑结构图：电势能电场力的功电势电场力电场强度电势差电场力做功与路径无关试探电荷在场中某点受的电场力与电荷量的比值跟试探电荷无关E＝F/q和重力与重力势能类比WAB＝EpA－EpB试探电荷在电场中某点的电势能与电荷量的比值跟试探电荷无关φ＝Ep/q电场中两点电势之差叫电势差UAB＝φA－φBE数值等于沿场强方向单位距离的电势差E＝U/d规律公式串：①②四、总体教学建议：1、加强演示实验和生活经验在教学中的形象思维支撑，促进学生获得正确的知识表象；2、不失时机地、及时地进行宏观和微观的联系，突出学生对电荷运动及电相互作用中的微观机理理解；3、注意物理概念的辨析，防止相似概念混淆；4、突出类比思维方法的应用，促进知识的有效建构；5、加强力电知识综合，提高大幅度迁移和应用知识的能力；6、通过对易混淆的概念和规律比较和归纳，加深对重要概念和规律的理解；

课时建议：序号内容课时1电荷及其守恒定律1课时2库仑定律1+1课时3电场强度2课时4电势能和电势2课时5电势差1课时6电势差和电场强度的关系1课时7静电现象的应用1课时8电容器的电容1+1课时9带电粒子在电场中的运动2+1课时五、深度思维教学认识为什么开展思维教学：思维能力是所有能力的核心；教学专家研究结果；深化实施新课程的需求;学生学科素养提升的需求。高中是开展思维教学的最佳时期：学生的思维从经验性思维向理论性思维过渡，高二基本完成。五、深度思维教学认识对《静电场》一章实施物理思维教学的条件认识（1）主要是以看不见、摸不着的场为研究对象，较为抽象；（2）教学内容中含有丰富的进行物理思维教学的素材（集束性、显性化教学途径：点拨、概括、习题教学）；（3）本章知识的综合与牵移度大，是提升学生思维品质的良机。物理思维教学选例1、库仑扭秤实验实验原理探究教学；教学中的普遍问题：思维运动的水平停留在卡文迪许实验；物理思维教学选例2、电场强度概念的建立概念教学的思维特点：从大量的现象中抽象出普遍、本质因素；教学难点：如何通过有限的操作，揭示其普遍和本质的特征——比值反映电场力的属性。物理思维教学选例1、目标：描写力的属性的物理量的数学特征；2、力与力的属性的联系及区别；3、每一次比值操作的结果分析；揭示概念的本质；Qq1、q2、-q3A比值：BCDE物理思维教学选例物理思维教学选例3、通过类比思维方法，研究电势能与电势教学难点：概念多、抽象、学生接受度不好教学阶段性设计：（1）介绍类比思想方法及其思维操作程序；物理思维教学选例问题1：什么是类比思维？问题2：使用类比思维研究未知问题的思路和方法是什么?已知的和熟悉的事物甲未知的和陌生的事物乙具有A、B性质或特征也有A、B性质或特征另有C、D性质相似性也具有C、D性质类比思维物理思维教学选例物理思维教学选例2、类比思维的运作程序：将两个互有联系的事物进行比较，其中一个是熟知的，另一个是陌生的；以两事物部分相似或全同为推理的基点；抓住熟知事物另一些特征运用类比推广到陌生事物，得到结论；检验结论。物理思维教学选例（2）在预习的基础上，学生发现，教师引导提炼：本节哪些内容的学习可以采用类比思维方法进行学习：重力做功与电场力做功类比；重力势能与电势能类比；机械能守恒定律与机械能+电势能守恒类比；电场线与等势面类比。比较项目重力做功电场力做功相似性通过类比从已知推向未知重力和万有引力都是保守力；存在重力势能和引力势能；W重=-EP=EP1-EP2做功与路径无关,只与起点和终点的位置有关匀强电场——重力场；点电荷电场——引力场1、电场力也是保守力2、可以引入电势能；3、W电=-EP=EP1-EP2物理思维教学选例提醒：类比思维是非本质思维，其对思维有启发和导向作用，但需要进一步论证；总结一节课有用的结论：1、电场力是保守力，做功与路径无关，只与起点和终点的位置有关。因此可以引入电势能。2、电势能与电场力做功的关系：W电=-EP=EP1-EP23、机械能守恒定律的推广：如果只有重力、弹力、电场力做功，机械能+电势能的总和守恒4、电势是描述电场能的属性的物理量，它也是由比值定义法定义的：=Ep/q，电势和电势能都与零势点的选取有关：通常对点电荷或点电荷组，我们取无限远为零势能点；在工程上，我们选地球为零势能点（接地），电场线指向电势降低的方向。5、等势面与电场线共同形象化地描绘电场的分布，等势面与电场线垂直。物理思维教学选例4、形象思维与抽象思维协同作用实施思维教学物理教学必须以形象思维为起点和基础，但又不能仅仅停留在形象思维阶段，必须及时提升，提高形象思维的概括性，促进形象思维与抽象思维的协同作用。这在《静电场》这章的教学尤为突出。具体做法为：（1）创造一切条件，多做实验、做好实验，丰富学生的经历与体验；注重观察后实验描述、结论概括和推广；（2）有意识地进行数形结合，加强数与形之间转化的灵活性，如电场线和等势面的应用，物理图象的应用，利用仿真物理实验室对带电粒子在电场中（复合场）中运动进行研究等；举例：尖端放电物理思维教学选例尖端导体周围的等势面：物理思维教学选例六、各部分具体教学建议【第一部分电荷库仑定律】基本内容：电的相互作用（同性相斥、异性相吸）、各种起电的方法（摩擦起电、接触起电、感应起电）、电荷守恒定律、元电荷、库仑定律地位作用：库仑定律是最简单的电的相互作用力的计算，是进一步研究电场性质，引进电场强度等概念的基础。【第一部分电荷库仑定律】教学建议：（1）尽可能地用多种方式从实验的角度开展教学，做好静电感应的演示实验，同时不失时机地穿插对实验现象的微观解释；（2）建立电荷是量子化的概念，认识元电荷；（3）演示课本实验，定性地分析电荷间的相互作用力与哪些物理量有关，注意介绍库仑扭秤实验的原理、技巧（库仑在未知电荷单位的情况下，巧妙地应用对称法解决电荷分割问题等）和库仑定律的发现过程，讲清库仑定律各量的物理意义、适用范围、符号规则等；（4）有意识地比较电相互作用力和引力，为今后忽略引力（或重力）的理想化思维方法的应用埋下伏笔；（5）突出点电荷间相互作用的力学研究。【第一部分电荷库仑定律】启疑导学：（1）有哪几种常见的起电方法？每一种起电方法需要什么条件，又具体如何操作？每一种起电方法的实验操作得