2024-2025学年新教材高中物理 第十章 静电场中的能量 第一节 电势能和电势教案 新人教版必修3

2024-2025学年新教材高中物理第十章静电场中的能量第一节电势能和电势教案新人教版必修3授课内容授课时数授课班级授课人数授课地点授课时间课程基本信息1.课程名称：电势能和电势

2.教学年级和班级：高中二年级，物理班级

3.授课时间：2024年11月10日，第4节课

4.教学时数：45分钟

本节课将围绕新人教版必修3的教材内容，深入探讨静电场中的能量，特别是电势能和电势的概念、计算及其应用。通过讲解、实例分析和课堂练习，使学生掌握电势能和电势的基本知识，并能运用相关理论解决实际问题。核心素养目标1.科学思维：培养学生运用物理概念和原理，分析静电场中电势能和电势问题的能力，提高逻辑思维和推理能力。

2.科学探究：通过课堂实验和实例分析，指导学生主动探索电势能和电势的关系，培养观察、实验、总结的科学探究能力。

3.科学态度：激发学生对静电场知识的好奇心，培养严谨、客观的科学态度，树立正确的价值观。

4.科学责任：使学生认识到物理知识在生活中的应用，增强社会责任感和使命感，为我国科技创新贡献力量。学情分析高中二年级学生在知识层面，已掌握了电场的基本概念、库仑定律等基础知识，具备了一定的物理逻辑思维。但在能力方面，对于电势能和电势的理解尚处于初级阶段，缺乏将理论知识应用于解决实际问题的能力。在素质方面，学生的科学探究能力和团队合作意识有待提高。

此外，学生在行为习惯上存在一定差异，部分学生习惯于被动接受知识，缺乏主动思考和质疑的精神。这对课程学习产生影响，可能会导致在学习电势能和电势这一章节时，学生难以深入理解物理概念，课堂参与度不高。

因此，在本节课的教学过程中，教师应关注学生的个体差异，采用启发式教学，引导学生主动探究，提高学生的课堂参与度。同时，注重培养学生的动手能力和团队协作精神，使学生在实践中掌握电势能和电势的知识。教学资源1.硬件资源：多媒体教学设备、实验器材（电压表、电荷分布板等）。

2.软件资源：物理教学软件、PPT演示文稿。

3.课程平台：校园网络教学平台、班级学习群。

4.信息化资源：电子教材、教学视频、动画模拟电场变化。

5.教学手段：讲授法、实验演示、小组讨论、案例分析、互动提问、课后作业。教学过程1.导入新课

同学们，上节课我们学习了静电场的基本概念和库仑定律。今天我们将进一步探讨静电场中的能量——电势能和电势。首先，我想请大家回忆一下，电场力做功与电势能之间有什么关系？

（学生回答）

很好，电场力做功等于电势能的减少。那么，电势能和电势之间又有什么联系呢？这就是我们这节课要学习的内容。

2.知识讲解

首先，我们来了解一下电势能的概念。电势能是指电荷在电场中由于位置的变化而具有的能量。电势能的大小与电荷的电量、电场的强度以及电荷在电场中的位置有关。

电势能和电势之间的关系可以用公式表示：电势能E_p=qV，其中E_p表示电势能，q表示电荷的电量，V表示电势。

3.实验演示

现在，我将通过实验来演示电势能和电势的关系。请大家注意观察电压表的变化。

（进行实验演示）

4.课堂讨论

下面，请同学们分组讨论一下，如何计算电势能和电势？

（学生讨论）

（学生回答）

很好，我们可以根据电场力做功和电荷的电量来计算电势能，再根据电势能和电荷的电量来计算电势。

5.知识应用

现在，我们来解决一个问题。假设有一个点电荷q，电量为+2C，它在电场中某点的电势为5V，求该点的电势能。

（学生解答）

正确，该点的电势能是10J。

6.总结全文

7.课后作业

请大家课后完成以下作业：

（1）根据电势能和电势的公式，计算一个电荷在电场中的电势能和电势。

（2）思考电势能和电势在生活中的应用，举例说明。

8.课堂小结

今天我们学习了电势能和电势，这两个概念是静电场中能量的核心内容。希望大家能够掌握它们之间的关系，并在实际问题中运用所学知识。下节课，我们将继续学习静电场中的其他能量形式。同学们，加油！学生学习效果1.知识掌握：学生掌握了电势能和电势的概念，理解了它们之间的联系，能够运用公式计算电势能和电势，并对电场中的能量转换有了更深入的认识。

2.实验操作能力：学生在实验演示环节，观察到了电势能和电势的变化，提高了实验操作能力，学会了如何使用电压表等实验器材。

3.逻辑思维与分析能力：通过课堂讨论和问题解答，学生锻炼了逻辑思维和分析问题的能力，能够运用所学知识解决实际问题。

4.团队协作能力：在小组讨论环节，学生学会了与他人合作，共同探讨问题，提高了团队协作能力。

5.科学态度与价值观：学生认识到物理知识在生活中的重要性，激发了学习物理的兴趣，培养了严谨、客观的科学态度和正确的价值观。

6.知识运用：学生能够将所学的电势能和电势知识运用到实际生活中，例如分析静电现象、解释电器工作原理等。

1.电势能的概念：学生理解了电势能的定义，知道它是由电荷在电场中位置变化所具有的能量。

2.电势的概念：学生掌握了电势的定义，了解到电势是描述电场中某点能量状态的特征量。

3.电势能与电势的关系：学生能够运用公式E_p=qV，计算电势能和电势，并理解它们之间的联系。

4.实验操作：学生通过实验演示，学会了使用电压表测量电势，观察电势能与电势的关系。

5.问题解答：学生能够根据所学知识，解答关于电势能和电势的问题，如计算电荷在电场中的电势能和电势。

6.生活应用：学生能够将电势能和电势知识应用于解释生活中的静电现象，如摩擦起电、电荷感应等。板书设计①重点知识点：

1.电势能：电荷在电场中因位置变化具有的能量。

2.电势：描述电场中某点能量状态的特征量。

3.关系式：E_p=qV

②关键词：

1.静电场

2.电势能

3.电势

4.能量转换

③重点句子：

1.电场力做功等于电势能的减少。

2.电势能和电势之间的关系：E_p=qV。

3.电势能和电势在生活中的应用。

板书设计示例：

```

静电场中的能量

├──电势能

│└──E_p=qV

└──电势

└──V

```

板书设计要求简洁明了，突出重点，同时具有一定的艺术性和趣味性，激发学生的学习兴趣。通过直观的板书，学生可以更好地理解和记忆电势能和电势的概念及其关系。典型例题讲解例题1：

已知电荷量为+3C的点电荷在电场中某点的电势为20V，求该点的电势能。

解答：

根据电势能的公式E_p=qV，将已知数据代入得：

E_p=3C×20V=60J

所以，该点的电势能是60J。

例题2：

一个电场中，电荷量为+5C和-5C的两个点电荷分别位于电势为10V和-10V的两点，求两电荷之间的电势差。

解答：

电势差ΔV=V2-V1，将已知数据代入得：

ΔV=(-10V)-(10V)=-20V

所以，两电荷之间的电势差为-20V。

例题3：

在电场中，一个电荷量为+2C的点电荷从电势为30V的位置移动到电势为10V的位置，求电场力做的功。

解答：

电场力做功W=qΔV，将已知数据代入得：

W=2C×(10V-30V)=2C×(-20V)=-40J

所以，电场力做的功为-40J。

例题4：

一个电荷量为+4C的点电荷在电场中移动，电场力做的功为-100J，求电荷移动前后的电势差。

解答：

电场力做功W=qΔV，将已知数据代入得：

-100J=4C×ΔV

ΔV=-100J/4C=-25V

所以，电荷移动前后的电势差为-25V。

例题5：

在电场中，一个电荷量为+1C的点电荷从电势为5V的位置移动到电势为-5V的位置，然后返