高中物理电场教学设计实施与案例研讨01专题

第一篇：高中物理电场教学设计实施与案例研讨01专题

高中物理电场教学设计实施与案例研讨---课程拓展资源

作者： 物理课程专家团队 评论数/浏览数： 5 / 9 发表日期： 2011-06-23 15:39:39

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任何作功与路径无关的力场，”叫做保守力场，或位场，在这类场中可以引进“位能”的概念。例如，在力学中，重力场作功与路径无关，所以重力场是个保守力场，我们可以引进“重力位能”的概念。上述定理表明，静电场也是保守力场，从而我们可引进“电位能”的概念。----电磁学【赵凯华】

●为什么把电荷守恒定律单列一节？

各种守恒定律都是物理学的基本定律，它们不是在盲目摸索中得来的副产品，它是物理学家追求的目标。新教科书突出了守恒的思想，例如，力学中学习功和能的时候就是从“追寻守恒量”开始的。这里把电荷守恒定律作为一节，目的就在于此。

过去常把摩擦起电和感应起电作为单独的两个知识点来处理，新书中它们从属于电荷守恒定律。编者要通过对这两个现象的分析，使学生想到：电荷可能是守恒的。

对于元电荷的概念，最重要的是把握电荷量子化的思想，这是学生第一次接触“量子化”，要为以后的学习做铺垫。

●静电计与验电器有什么区别？

这章的第1节给出了验电器和静电计的照片。静电计实际上就是具有导电外壳的验电器。静电计的外壳与中间的金属杆构成了一个电容器，它们是电容器的两个极板。与验电器一样，指针（或金属箔）张开的大小表示带电的多少；对于电容器来说，带电多少正比于两板的电势差，所以当它们分别与两个导体相连时，可以由静电计指针的张角判断它们的电势差。外壳是否接地对于显示电势差没有影响，但有时可以增加实验现象的稳定性。

由于静电计这个“电容器”的两个极板太简陋，受外界影响太大，极板间的电势差与板上电荷量的关系比较复杂，所以静电计只能用来定性地估计电势差。

●为什么没有说“库仑定律是由大量实验归纳得到的”？

科学定律的建立需要实验事实，也需要归纳，但不一定符合“大量数据—→归纳—→结论”这样简单的模式。科学家以广泛的知识和深刻的洞察力为基础进行的猜想，才是最有创造力的思维活动。

在18世纪中叶，库仑定律发现的前夕，对万有引力的研究已经相当深入，人们已经知道了反平方力的各种表现，例如，把质点放到均匀物质球壳中的任何一点，球壳对它的引力都是零。18世纪60年代，富兰克林做了一个实验：把一个带电的软木球吊在带电的罐头盒中，软木球不受任何力的作用。另一位物理学家爱普里斯特利据此猜测静电力也与万有引力一样具有反平方的性质。这里只能说是猜测，因为实验条件并不一样：罐头盒并不是均匀带电的球壳。在此同时，还有其他人由于不同事实的启发，也在推测静电力的反平方规律。

库仑是在这样的背景下进行他的扭秤实验的。也就是说，实验前他已经对结果有了预测。现代人看他的原始资料，实验数据与反平方规律之间有很大的差距，根据这样的数据写出静电力的表达式，的确需要“勇气”。

出于这样的考虑，教科书用的语言是，库仑“通过研究确认”了现在周知的库仑定律。

●为什么本章没有强调电场的物质性？

以现代物理学的观点看，场是一种物质，但以数学的观点看，如果某量是空间各点的函数，这个空间也可以定义为一个场。例如，某空间区域的各点都对应一个矢量，那么这个空间就是一个矢量场。这个矢量场可以不涉及任何物质实体。

定义电场的思路是这样的：在一个电荷附近的任何一点，检验电荷会受力，力与电荷量的比值与电荷量无关，说明比值反映了空间的某种性质，于是就定义了电场。这样定义的电场，可能是一种物质实体，也可能根本就是一个数学工具，我们无法区分。因此，在这里可以提一提电场的物质性，不必强调。我们没有说服学生的理由，过于强求反而给人不说理的印象。只有在变化的电磁场中，也就是在研究了电磁波的能量流动，特别是研究了电磁波的动量之后，我们才有充分的理由说，电磁场是一种物质。

第三章关于磁场的物质性也是这样处理的。

●为什么要讨论静电力做功的特点？

各种势能都是空间点的函数，即一个点对应一个确定的值，如果做不到，就不可能定义某种势能。例如，在有摩擦的平面上把一个物体从基点O移到某点A，沿不同路径运动时摩擦力做的功不一样，这种情况下就不能在A点定义所谓的“摩擦势能”。分析某种力做功的特点，就能知道是否“一个点对应一个确定的（势能）值”。强调这些，目的是使学生对于势能有个清晰的认识。学习重力势能时教科书这样做了，学习电势能时还要这样做。教科书在这里以自己的行动渗透了科学态度的教育：说话、做事要讲道理，要合乎逻辑。

有这样一个疑问：分析静电力做功的特点要用掉一些时间，尽管这样有利于科学方法和科学态度的教育，但是会不会影响学生解题的训练？

其实两者可以兼顾。分析做功特点时的主要运算是功的计算，还有就是“用不变的量代替变化的量”的方法。这些都是解题所需要的非常基本的技能，教学时不仅要想着目标──得到做功与路径无关的结论；更要想着过程──功的计算。

●为什么按电势能－电势－电势差的逻辑关系展开教学？

新教科书要突出科学思想，其中重要的一条是通过做功研究能量。分析了静电力做的功之后马上就会自然地得到电势能的概念，随后，由于电势能与检验电荷成正比，于是又得到了电势和电势差„„先学电势差则不便于落实“通过做功研究能量”的思想。

还有一个原因。对于现代的高中学生，能量已经是熟知的概念，电势和电势差则相对抽象，先学电势能再学电势差也符合从具体到抽象的原则。

电势能作为能量家族的新成员，不仅丰富了对能量概念的认识，而且为电现象与其他现象之间的联系提供了沟通的渠道。后面讲到的非静电力对电荷做功与电势能的转化就是一例。

●由极板面积S和极板间的距离d计算平行板电容器电容的两个公式 和 应该要求到什么程度？

在科学技术工作中，公式的作用不只是用来计算，它也用来反映物理量之间的关系，包括定性的关系。这两个公式在教科书中正是起这样的作用。影响电容的几个因素的不同作用，通过公式可以一目了然。课程标准没有要求这两个公式，教科书也没有这方面的练习题，不必让学生记忆，也不必利用它们进行运算。

●怎样处理“做一做”栏目中“用传感器观察电容器的充电和放电”这类实验？

师生可以自行决定是否学习“做一做”和“说一说”栏目中的内容。如果跳过去，对后续学习没有直接的影响。

用传感器做实验，这是一个方向，教科书写入这些内容，表示编者的导向。由于各校和各位老师的情况不同，编者没有把它们当做必学内容。但是，应该尽量创造条件做一两个这样的实验，至少可以在学生的兴趣小组中试做。

------------人教版普通高中物理课程标准实验教科书 选修3-1编写组 张颖（人民教育出版社物理室 100009

1、关于“静电现象”，课标中要求：“了解静电现象及其在生活和生产中的应用。用原子结构和电荷守恒的知识分析静电现象。例：了解存在可燃气体的环境中防止静电常用的措施。”、“活动建议：

1、通过查阅资料、阅读说明书、观察实物等方式，了解避雷针、静电除尘器、静电复印机等设施的基本原理，撰写一篇科学报告。

2、收集资料，综述静电的危害和预防方法。”可见，课标中关于“静电的利用与防止”的要求，用了很大的篇幅。而教材中没有此内容，只在习题中稍稍有浅显的体现（干燥季节摸门把手被电击一下），在“科学漫步”栏目中介绍了静电复印内容。山东版教材对此内容的体现，是占了很大篇幅的。

人教版老教材是专有一节此内容的，新教材为什么在正文中不提了，而在习题中和“科学漫步”中出现这个问题？我想是让学生在应用中自主的学习此内容。教师在教学中不要忽视此内容，把习题布置好，也可再设计几个题让学生做。

2、课标中对“电势能和电势”内容的要求较高，是本章的重点，同时也是一个难点，虽然可以和重力场对比，同时由于检验电荷分为正电荷和负电荷，所以同学们对电势和电势能的关系往往去对照高度与重力势能的关系，会出现电荷在高电势的地方电势能大的观点，而不是去分析电势能的变化与电场力做功的关系，有时还会去记忆一些不必要且容易混淆的结论，例如：“正检验电荷则正电荷的电场中电势能是正的，负检验电荷则正电荷的电场中电势能是正的”。其实只要建立这个位置与零电势的关系（即研究这点到无穷远的地方，电场力做功的正负，即可得到电势能的变化，即可得到该位置的电势能是正的还是负的。）所以在这里应该教会学生记住应该记住的，以及结合记住的结论分析实际问题，也就是物理的学习方法。

3、“带点粒子在电场中的运动”做为一节单独列出可以看出它的重要性，但是我觉得把该节作为一个综合应用内容，作为力学知识在电场里面的应有，作为电场知识与力学知识的一个综合习题课更为合适，教学中如果进行此内容，目的不在于学习此知识，而在于提高学生处理问题和分析问题的能力。教材中，根本没有任何新导出的公式，我们坚决反对要求学生背下里面推出的“加速后的速度”、“侧移”、“偏角”等表达式。如果把这些都是当作正式公式来处理的，对学生的发展，以及对会考、高考，不起任何作用，而且极为有害。此内容，要针对“示波器”进行。一定要把示波器的构造、原理明确体现出来。

4、关于“静电屏蔽”内容，课标中没有提，教材中也删掉了此内容。（后在第7节加上了）只是在“说一说”小栏目中“略微”的提了一下静电平衡，以及平衡时导体内电场如何，而且是让学生来“说一说”的，而不是老师说的。我理解，这是在回避知识点，是纯粹的“物理思维训练”。在“说一说”栏目中体现，意在看学生情况，“能说就说，不是必须说，能说到什么程度，就算什么程度”的。这种知识点的回避，并不是在回避“静电感应”和“电场的叠加”概念----因为前面有“感应起电”和“两个点电荷的电场”问题----而是在回避“由不平衡到平衡”动态问题的讨论过程，以及静电平衡时的导体表面电荷分布、导体表面附近处电场情况、内部有空腔时的讨论，以致过度到网状导体问题等系列复杂问题的讨论。所以这样的“现象简单，机理复杂”的问题，课标不要求了。建议在教学中要针对学生实际情况，学生基础好的，能力强的，可以进行此内容。

其实，此内容，是提高学生能力的很好的载体，但需要学生有良好的思维基础才行。在进行此内容中，要坚决反对死学知识的做法，而是要从中起到“提高能力”、“激发兴趣”的目的。这两个目的，有一个达不到，或者学生基础不够，硬去“拔苗助长”，都是不可取的做法，或者说是失败的。对一般的学生，建议还是不要进行此内容。我感觉，在过去老教材中都属于难点的问题，在新教材中不提了，只是在“说一说”栏目不足5行字的提到，而且只是提问题。这是在告诉：目的在于学生的个性拓展，不是全部学生必须掌握的知识点。

5、课标中涉及“过程与方法”要求的还有几处：

“知道点电荷，体会科学探究中的理想模型方法”

“通过静电力与万有引力的对比，体会自然规律的多样性与统一性”

“初步了解场是物质存在的形式之一”

“例：分析物理学中把无穷远处和大地作为电势零点的道理”

“举例说明电容器在技术中（照相机闪光灯）的应用”等等。

教材上有很多“做一做”的小栏目，这些，都是在体现培养学生的探究精神。探究精神（过程和方法），是课程标准中重要的教学目标。新教材，似乎在努力塑造“物理人”、“物理头脑”、“物理思维”，教师提高物理教学的境界，这些才是真谛。

教材上的“做一做”是尽量要做的，而“实验”，是必须做的。

一些象“科学漫步”、“科学足迹”等栏目，是学生自己看的，课堂上教师不一定去一一处理。这也是用好教材、灵活用教材的“思想”----照本宣科的照搬教材内容，是笨拙的，在正确思想的指导下去有自己个性和创造性的用教材，才是追求的教学目标。

6、情感、态度、价值观要求，是融于其中的，这在教材中，教师们可以体会到。教学中教师要给学生熏陶。

7、新教材对“电势差”教学的思路，有明显变化：

老教材：电势差（WAB=qUAB、UAB=WAB/q）→电场力的功的特点→电势→电势能→等势面。

老教材中，只有两个公式。在处理“电势”内容中，有式子的推到，但又唯唯诺诺的不给公式。对电势与电势差的关系，也不强调式子是公式。

新教材：电场力的功的特点（用到“微元法”）（WAB=EPA-EPB）→电势能（功能关系）→电势（φ=EP/q）→等势面→电势差（UAB=φA-φB、UAB=-UBA、WAB=qUAB、UAB=WAB/q）。

涉及到的这6个公式，我想，在以前老才教材下教师的教学中都是不可回避的、必须知其所以然的，以公式的形式出现，都是应该的。而且，每个式子，都含着物理的意义和思想，都是可用语言可叙述的重要的道理。

公式：公认的式子。能反应思想观念的、道理的、可去理解的。

老教材中把v=、Y=ql2U/2mv02d、tanφ=qlU/mv02d当作公式，这种式子，能反应什么意义？如果让学生去背这样的式子，是把学生往笨了教唆。学生有能力推出它，才是真正学会了物理，而不是背会它。

8、对“比值定义法”的思想方法，有了新的入手点： 在处理电场强度的概念上，新教材有变化：先得出F与q成正比，之后就列出表达式F=Eq，指出其中的E是与q无关而是电场所决定的比例常数（量）。之后指出，把q放入电场不同位置，这个比例常数不同，进而得出E是反应电场性质的。这个思维顺序，是很自然的，也很让学生容易接受。

在这个基础上，导出E=F/q，进一步讨论E的特点。书的旁边小字，介绍了比值定义法的思想方法。

这种处理问题的方法，教师要引起重视，同时也提示我们要特别加强思想方法的教学。后面对电容感念的处理，要和这个地方的处理方法联系起来。对思想方法的教学，要多对比、多联系、多次的反复渗透。

山东版的教材和人教版老教材一样。这里，教师究竟怎么处理，还要根据教师自己的喜好。按老方法也不是不行。

------------------《济南市教学研究室》

第二篇：高中物理电场教学设计实施与案例研讨

高中物理电场教学设计实施与案例研讨

北京教育学院 丁友福

一、本讲讨论的问题

本讲将结合案例探讨静电场一章的教学设计及其实施，包括新课程理念的落实、教学过程中易出现问题的解决等。

二、课标要求

选修模块选修3－1划分为以下三个二级主题 ·电场 ·电路 ·磁场

本讲属于主题“电场”下的内容，相关内容标准如下

（1）了解静电现象及其在生活和生产中的应用。用原子结构和电荷守恒的知识分析静电现象。

例1 了解存在可燃气体的环境中防止静电常采用的措施。（2）知道点电荷，体会科学研究中的理想模型方法。知道两个点电荷间相互作用的规律。通过静电力与万有引力的对比，体会自然规律的多样性与统一性。

（3）了解静电场，初步了解场是物质存在的形式之一。理解电场强度。会用电场线描述电场。

（4）知道电势能、电势，理解电势差。了解电势差与电场强度的关系。例2 分析物理学中常把无穷远处和大地作为电势零点的道理。例3 观察静电偏转，了解阴极射线管的构造，讨论它的工作原理。（5）观察常见电容器的构造，了解电容器的电容。举例说明电容器在技术中的应用。

例4 使用闪光灯照相。查阅资料，了解电容器在照相机闪光灯中的作用。

三、教材内容分析

人教版教材选修3－1第一章的内容包括：

第一章 静电场 电荷及其守恒定律

库仑定律 电场强度

电势能和电势 5 电势差 电势差与电场强度的关系 7 电容器与电容 带电粒子在电场中的运动

本单知识结构如下

库 仓 定 律 电 场 电场力 电场力的功 电场强度 电 势 能 电势、电势差

电场强度与电势差的关系 导体的静电平衡

带电粒子在电场中的运动 电荷及其守恒定律

选修系列三适用对象是具有理工倾向的学生，定位是比较全面和系统地学习基础物理学的知识，比较注重概念的科学性、规律的准确性、理论的严谨性。技能的规范性；能够对物理学的重大进展及其过程中前辈科学家的探研究精神、思维方式和研究方法有所了解与感悟，并以亲身经历某些物理问题的探究活动加深理解，培养自主学习和研究的习惯；在此基础上，增强实验观察、逻辑思维的能力，加深对科学的情感，认识科学的价值，培养献身科学的志趣。

场是除实物以外物质存在的另一种形式。学生将通过电场的学习加深对于世界的物质性和物质运动的多样性的认识。本模块中的概念和规律是进一步学习物理学的基础，是高中物理核心内容的一部分。学生通过电场和磁场的学习不仅要知道电场的基本性质，了解电场规律在科学技术、生产和生活中的应用，而且要加深对于世界的物质性和物质运动的多样性的认识。

从知识和技能角度，对于静电现象，课程标准要求“了解静电现象及其在生活和生产中的应用。用原子结构和电荷守恒的知识分析静电现象。课程标准对点电荷的要求是属于“了解”水平，电场是物理学中的重要概念，比较抽象。教学中可以让学生通过电场对电荷的作用来检验其存在，相信电场也是物质存在的形式之一，不作进一步的拓展。

“电场强度”属于“理解”水平，学生应该知道电场强度的定义式，理解其矢量性和叠加性，但对于叠加不要进行繁琐的计算。电势能、电势、电势差是描述电场能的性质的物理量。由于在物理学特别是在技术中经常用到电势差的概念，因此，课程标准对电势差要求比较高。在教学中要突出电势差的教学，使学生理解其意义，并会计算使用电势差。尽管课程标准对等势面没作要求，但对于学习能力较强的学生可以介绍等势面的有关知识，帮助学生加深对电场的认识，同时也渗透了物理学的研究方法。课程标准对电容器的要求特别强调其在技术中的应用，教学中应该结合电容器的一些特性，如充放电、改变电容的方法等通过实验让学生感受体验，并要联系技术中应用的一些实例培养学生对科学知识的学习兴趣。从过程与方法角度看

理想化方法：借助于逻辑思维和想像力，有意识地突出研究对象的主要条件，形成理想化的客体或关系的科学抽象方法。点电荷是学生在电学中接触的第一个理想模型，教学时可以把它与质点联系起来，使学生加深对理想化物理模型这种科学方法的认识。通过学习电场线知道另一种理想化方法，模拟式物理模型。让学生知道用虚拟的图线描述抽象物理概念，是概念具体化、形象化的一种手段。

类比法：根据两个(类)对象间在某些方面相同或相似，推出在其他方面也可能相同或相似的方法。静电力与万有引力对比，库仑定律与万有引力定律对比，电势能与重力势能对比。这是一种类比的科学方法。从情感、态度、价值观角度

通过静电力与万有引力的对比，体会自然规律的多样性与统一性。可以通过比较两者的产生原因、力的存在形式、表达式、都属于场的作用等这说明规律的多样性与统一性。让学生体会物理学的美，简单、和谐、统一、对称。能够用一种简洁的公式或语言描述或解释很复杂的自然现象就是美。以简驭繁是一种很美的感觉。

教学中还可以介绍物理学家（比如：富兰克林等）对静电研究的卓越贡献，使学生能自觉地把静电与雷电等自然现象联系起来，培养学生崇尚科学、破除迷信的精神，进行情感、态度、价值观的教育。

四、重难点及高考现状

本章教学重点有从物质微观结构的角度认识物体带电的本质、库仑定律、电场强度的理解、电势的概念、电势能变化与电场力做功的关系、理解电势差的概念以及电势差与电场强度的关系。

难点有起电的本质、实验探究电荷间相互作用力的因素，库仑定律的建立过程、几种典型电场的电场线分布情况、电势、电势能概念的建立 课标中对“电势能和电势”内容的要求较高，是本章的重点，同时也是一个难点，虽然可以和重力场对比，但是由于试探电荷分为正电荷和负电荷，所以同学们对电势和电势能的关系往往去对照高度与重力势能的关系，会出现电荷在高电势的地方电势能大的观点，而不是去分析电势能的变化与电场力做功的关系，有时还会去记忆一些不必要且容易混淆的结论。电场是物理学中的重要概念，比较抽象。教学中可以让学生通过电场对电荷的作用来检验其存在，相信电场也是物质存在的形式之一，“电场线”属于独立操作水平。要让学生知道电场线是为了形象描述电场而引入的虚拟线，知道电场线的意义，会用电场线描述电场的强弱和方向。还应该让学生知道用虚拟的图线描述抽象物理概念，是概念具体化、形象化的一种手段。高考现状

静电场历来是高考考查的热点, 高考对静电场专题的考查频率很高，所占分值约为全卷的百分之5到10，试题主要集中在电场的力的性质、电场的能的性质以及与其他知识的综合应用。对于电场这种抽象的物理模型, 学生理解确有困难, 研究和分析具体的静电场问题也是个难点.而静电场作为高考热点之一, 往往集基本概念与思维能力于一体, 有利于区分和选拔优秀人才.纵观近年来高考考查的知识点, 主要集中在电场的基本概念和性质、电场力、电场力做功, 更多地与力学、磁场等知识点结合起来构成综合题, 考查考生对物理规律的理解、推理、分析问题和解决问题的综合能力.试题综合性较强, 充分体现了“ 出活题,考能力 ”的指导思想.。

五、教学设计案例分析

第四节 电势能和电势的教学设计 教学目标 1．知识与技能（1）理解静电力做功的特点、电势能的概念、电势能与电场力做功的关系。

（2）理解电势的概念，知道电势是描述电场的能的性质的物理量。明确电势能、电势、静电力的功、电势能的关系。了解电势与电场线的关系，了解等势面的意义及与电场线的关系。2．过程与方法

（1）通过与前面知识的结合，理解电势能与电场力做功的关系，从而更好的了解电势能概念。

（2）学习使用类比方法，培养学生对问题的分析、推理能力，培养学生利用物理语言分析、思考、描述概念和规律的能力。3．情感态度与价值观

体会从功和能量的角度来认识现象。学习以能量的角度认识世界。4．设计理念、思想

建构主义学习观认为学习不是被动接收信息刺激，而是主动地建构意义，是根据自己的经验背景，对外部信息进行主动地选择、加工和处理，从而获得自己的意义。外部信息本身没有什么意义，意义是学习者通过新旧知识经验间的反复的、双向的相互作用过程而建构成的。

重力势能知识的复习，静电场与重力场的类比有助于学生新知识的建构。类比是人类研究、理解未知事物的一种有效而常用的方法。如果借助于类比的方法，可以将陌生的对象与熟悉的对象相比较，有利于启发学生思路，化难为易。新课标教材在本章第四节电势能和电势中也首次提到“重力或引力存在的空间也称为重力场或引力场”将静电场与重力场类比有利于学生知识牵移，降低新学知识的难度。也利于学生对场形成整体概念，学习知识的概括融合，有利于以后力学电学综合问题的解决。重点是即要注意其相似之处，更要明白两者的区别。

相似之处是两者都是保守力场，重力做功和电场力做功都与路径无关。重力势能和电势能可以类比。

区别 对于静电场，验电荷分为正电荷和负电荷，同学们对电势和电势能的关系往往去对照高度与重力势能的关系，会出现电荷在高电势的地方电势能大的观点，而不是去分析电势能的变化与电场力做功的关系。带电粒子在匀强电场中的运动，跟重物在重力场中的运动相似。不过重物在重力场中受到的力跟质量成正比，因此不同质量的物体具有相同的加速度g。但是带电粒子在电场中受到的力跟它的电荷量成正比，而电荷量相同的粒子可能质量不同，因而它们在电场中的加速度可以互不相同。这是静电场与重力场的重要区别。5．教学过程

引入 从能量的角度来研究电场。复习功与能量的关系，重力做功的特点（1）、静电力做功的特点 与重力做功特点对比 重力做功：

如果小球从A到B沿斜线向下运动。沿斜线运动距离是|AB|，这一过程重力做功是WG=mg|AB|cosθ=mg|AM|;

如果小球沿AMB折线从A运行到B在线段AM上重力做功W1= mg|AM|，在线段MB上重力做功W2=0；所以整个过程重力做功WG= mg|AM|。如果小球沿任意曲线A运行到B，可以用无数组和重力平行和垂直的折线来逼近该曲线，只有移动方向与重力平行时重力做功，垂直时不作功，与重力平行折线长度之和等于|AM|。整个过程重力做功WG= mg|AM|。结论：重力做功只与物体的起始位置和终点位置有关路径无关，与物体经过的路径无关。

静电力做功：

试探电荷q在电场强度为E的匀强电场中由A点移动到B点。如果电荷q从A到B沿斜线运动。q受静电力F=qE,沿斜线运动距离是|AB|，静电力与位移夹角始终是θ，静电力F做的功是W=F|AB|cosθ=qE|AM|;如果电荷q沿AMB折线从A运行到B在线段AM上静电力做功W1= qE|AM|，在线段MB上重力做功W2=0；所以整个过程静电力做功W= qE|AM|。如果电荷q沿任意曲线A运行到B，可以用无数组和静电力平行和垂直的折线来逼近该曲线，只有移动方向与静电力平行时重力做功，垂直时不作功，与静电力平行折线长度之和等于|AM|。整个过程静电力做功W= qE|AM|。结论：静电力做的功只与电荷的起始位置和终点位置有关，与电荷经过的路径无关。

拓展：该特点对于非匀强电场中也是成立的。

看似重复，实则加深了学生对保守力做功与路径无关的认识。有很强的说服力。既复习了旧知识又学习了新知识，并建立了知识之间的联系。（2）、电势能

重力势能：由于重力做功与物体经过的路径无关，重力场引入重力势能EP=mgh

对于小球由A运动到B，重力做功WG= mg|AM|,物体由A移动到B可以看出，重力势能减少的数量等于重力做的功。重力做正功重力势能减少，重力做负功重力势能增加。WG= mg|AM|= EpA-EpB，选B为重力势能零点，A点重力势能为EpA= mg|AM|。物体在某点的重力势能等于重力把它从该点移动到零势能位置所做的功。

电势能：由于静电力做功与路径无关，可以引入电势能。静电力做的功等于电势能的负增量或称减少量。将电荷q由A移动到B静电力做功 WAB＝qE|AM|=EpA－EpB

EpA＝WAB（以B为电势能零点）

电荷在某点的电势能，等于静电力把它从该点移动到零势能位置所做的功。

注意：电性不同的试探电荷从A运动到B的过程中，静电力做的功不同，电势能的变化也不同？ b.电势能零点的选取

物理学中经常把无穷远处定为引力势能的零势能点。通常把电荷离场源电荷无限远处的电势能规定为零，或把电荷在大地表面上的电势能规定为零。(3)、电势 在重力场中，某点物体的重力势能与物体质量成正比。EpA= mg|AM|=mgh（取B点为重力势能零点）。EpA/m=g|AM|=gh

对于不同质量的物体，重力势能与物体质量的比值由重力场中这点的位置决定。对于静电场

由于EpA＝WAB= qE|AM|（以B为电势能零点）EpA /q= E|AM|

EpA与q成正比，电势能与电荷量的比值由电场中这点的位置决定，跟试探电荷本身无关。

a.电势定义：电荷在电场中某一点的电势能与他的电荷量的比值，叫做这一点的电势。用ф表示。表达式：ф＝Ep/q（与试探电荷无关）。b．电势是标量，它只有大小没有方向，但有正负。c．单位：伏特（V）1V＝1J/C

物理意义：电荷量为1C的电荷在该点的电势能是1J，则该点的电势就是1V。电势物理意义：电场中某点的电势等于将单位正电荷由该点移动到参考点电场力做的功。d．电势零点选取

与电势能零点选取一致，取离场场源电荷无限远处的电势为零，实际中常取大地的电势为零。

电场线指向电势降低的方向。(4)、等势面

地理中用等高线来表示地势的高底，电场中常用等势面来表示电势的高低。

等势面性质

1.同一等势面上移动电荷，静电力不做功。

2.电场线跟等势面垂直，并且由电势高的等势面指向电势低的等势面。等势面的用途

1．利用等势面可以形象地描述电场具有能的性质．

2．由等势面来绘制电场线．

实际中测量电势比测定场强容易，所以常用等势面研究电场，先测绘出等势面的形状和分布，再根据电场线与等势面相互垂直，绘出电场线分布，这样就知道了所研究的电场．

等量异种电荷、等量同种电荷及匀强电场的等势面

五、重点、难点和疑点的分析与解读

.1.从静电力做功引入电势能，加深对势能的理解。

势能是系统的，势能决定于系统中物体间的相互作用力与相对位置 电势能是试探电荷与场源电荷共有的。电势由场源电荷及电场中指定点的位置决定。电势能的变化用电场力做功来量度。.2.从电势能引入电势.电势概念的重要性

电势ф的引入提供了除电场强度E外描述静电场的新手段

电势是标量，它的空间分布可用等势面来描绘，形象直观，一目了然。电势与试探电荷无关，与场源电荷以及在电场中的位置有关。电场确定，位置确定则电势确定。电场线指向电势降低的方向。

3.电势ф的零点选取原则上任意，通常选ф∞=0或ф地=0

什么叫选ф∞=0？为什么选ф∞=0？由于在几乎一切实际静电问题中，带电体（系）的电量总是有限的，分布范围也是有限的，所以带电体（系）附近电场较强，电势变化剧烈，而远处的电场较弱，电势变化和缓，因此把距带电体（系）足够远，场强几乎为零，电势几乎恒定的广大区域称为无穷远点，并规定其电势ф∞=0，便于确定近处各点的电势。—实际工作中，常把电器外壳接地，并选ф地=0。当地球与无穷远之间的电势差在讨论的问题中可以忽略时，ф地=0与ф∞=0相容；当需考虑地球电场的影响时，ф地=0与ф∞=0不相容。

4.带点粒子在电场中的运动是力学知识在电场中的应用。

匀强电场中初速为零的带电粒子的加速可以类比自由落体，带电粒子的偏转可以类比平抛。

第三篇：高中物理电场教学设计实施与案例研讨01

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高中物理电场教学设计实施与案例研讨---课程拓展资源

任何作功与路径无关的力场，”叫做保守力场，或位场，在这类场中可以引进“位能”的概念。例如，在力学中，重力场作功与路径无关，所以重力场是个保守力场，我们可以引进“重力位能”的概念。上述定理表明，静电场也是保守力场，从而我们可引进“电位能”的概念。----电磁学【赵凯华】

●为什么把电荷守恒定律单列一节？

各种守恒定律都是物理学的基本定律，它们不是在盲目摸索中得来的副产品，它是物理学家追求的目标。新教科书突出了守恒的思想，例如，力学中学习功和能的时候就是从“追寻守恒量”开始的。这里把电荷守恒定律作为一节，目的就在于此。

过去常把摩擦起电和感应起电作为单独的两个知识点来处理，新书中它们从属于电荷守恒定律。编者要通过对这两个现象的分析，使学生想到：电荷可能是守恒的。

对于元电荷的概念，最重要的是把握电荷量子化的思想，这是学生第一次接触“量子化”，要为以后的学习做铺垫。

●静电计与验电器有什么区别？

这章的第1节给出了验电器和静电计的照片。静电计实际上就是具有导电外壳的验电器。静电计的外壳与中间的金属杆构成了一个电容器，它

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们是电容器的两个极板。与验电器一样，指针（或金属箔）张开的大小表示带电的多少；对于电容器来说，带电多少正比于两板的电势差，所以当它们分别与两个导体相连时，可以由静电计指针的张角判断它们的电势差。外壳是否接地对于显示电势差没有影响，但有时可以增加实验现象的稳定性。

由于静电计这个“电容器”的两个极板太简陋，受外界影响太大，极板间的电势差与板上电荷量的关系比较复杂，所以静电计只能用来定性地估计电势差。

●为什么没有说“库仑定律是由大量实验归纳得到的”？

科学定律的建立需要实验事实，也需要归纳，但不一定符合“大量数据—→归纳—→结论”这样简单的模式。科学家以广泛的知识和深刻的洞察力为基础进行的猜想，才是最有创造力的思维活动。

在18世纪中叶，库仑定律发现的前夕，对万有引力的研究已经相当深入，人们已经知道了反平方力的各种表现，例如，把质点放到均匀物质球壳中的任何一点，球壳对它的引力都是零。18世纪60年代，富兰克林做了一个实验：把一个带电的软木球吊在带电的罐头盒中，软木球不受任何力的作用。另一位物理学家爱普里斯特利据此猜测静电力也与万有引力一样具有反平方的性质。这里只能说是猜测，因为实验条件并不一样：罐头盒并不是均匀带电的球壳。在此同时，还有其他人由于不同事实的启发，也在推测静电力的反平方规律。

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库仑是在这样的背景下进行他的扭秤实验的。也就是说，实验前他已经对结果有了预测。现代人看他的原始

第四篇：高中物理教学研讨

高中物理

一、走进新课程

1、高中物理新课程的特点

新课程注意激发和引导学生的学习兴趣，在内容总量上进行了精简，克服了以往深、重、难的弊病；(2)新课程在选择内容时密切联系学生生活，努力提升学生生活质量，克服了以往以学科为中心的倾向和“偏”的弊病；(3)新课程强调STS课程设计思想，加强了课程与社会发展和科技进步的联系，富有时代感；(4)新课程大大加强了探究式学习和动手实践等各种学习方式的运用，专题学习也受到重视，从而为创新精神和实践能力的培养打下坚实的基础，克服了以往以知识为中心的倾向；(5)新课程加强了学科之间的联系，加强了科学精神与人文精神的渗透与融合，进一步促进了课程综合化的发展；(6)新课程进一步强化了课程的选择性，允许学生对问题有自己独特的见解，从而为学生的个性发展留下了充分的空间；(7)新课程充分利用现代网络技术，克服了以往以书本为中心的倾向等。

2、高中物理新课程改革对物理教师提出新的要求 高中物理新课程改革使教师面临着严峻的挑战，新课程对教师提出了更高的要求，教师的角色定位有了新变化。

(1)结构上要求老师有更丰富的知识结构，紧跟时代，不断进行知识更新新课程有一个流行的课程口号：“不是教教材，而是用教材教”。因此，在教学过程中，教师必须要做的一件事情就是调整、补充或重新开发教材。

(2)技能上要求老师有更娴熟的教学技能，在表达上的丰富，操作上的熟练有更高层次的要求。

（3）在师生交往中要求老师更加善于引领。所以老师面对挑战要更新理念，以一个合作者的态度和学生共同学习，共同成长。不断充实自己，向书本学习，向网络学习，向生活学习，向同行学习。在实践中大胆探索尝试，并学会交流和分享，使自己业务能力不断提高。

二、在物理课堂教学中应准确把握教学方法

物理难学，物理难教，这是高中学生与老师面临的最困惑的问题。其实物理学包含着丰富的科学方法，它既表现在知识的结构上，也表现在这些知识结构的建立过程中。教师在教学中应特别注意方法的教学。物理方法主要包括观察、实验、假说、模型、理想化、等效、模拟、对称、守恒、叠加、隔离、平衡、放大、控制变量等。数学方法作为一种工具，在表达物理规律、处理物理问题中有着不可或缺的作用，如概念定义常用比值法，实验数据处理常用图像法等等。逻辑方法包括比较、分类、类比、推理、分析、综合、归纳、演绎、抽象、概括等。物理学中的很多规律，如牛顿运动定律、法拉第电磁感应定律等，都是以实验和事实为基础，运用分析、综合、推理和归纳的方法总结出来的。哲学方法包括对立统一、量变质变、肯定否定、绝对相对、现象本质、形式内容、特殊一般、原因结果、部分和整体等。如光的波粒二象性，就是用对立统一方法认识光的本性。教师必须准确把握这些科学方法体系，才能在课堂教学中实施正确的教学方法。

三、高三年级要上好每一次试卷讲评课 高三年级从这个学期将进入复习阶段，试卷讲评课是中学物理教学的主要课型之一，上好试卷讲评课对强化效果、提高教学质量具有重要意义．每次考试，为我们提供了可靠的反馈学生学习情况的资料，一方面，通过分析研究，查找出存在的共性问题，可及时弥补；另一方面，对后续的教学起到导向作用．那么，试卷讲评课要把握以下几个方面：

1、准确“把脉”，有的放矢──试卷分析(1)要认真科学地分析试卷的内容结构．(2)要认真统计和分析学生的答题情况．（3）要根据统计情况认真备课

2、借题发挥，深入探究──一题多变（多问、多解）

试卷中的典型题，切忌就题讲题．对原试题讲评后，有必要对试题作进一步的挖掘．通过对试题的条件、情景变换或拓展延伸，突破原试题的范围，鼓励学生自己探索，促成知识的迁移、同化和顺应．

3、回归课本，形成网络──一题多联

我们经常说试题“源于课本，高于课本”，可见试题的根在教材，因此，指导学生重视课本学习非常重要．我们经常见到一些学生脱离课本而扎深于“题海”中，学得苦累，但效果不佳，这种舍本逐末的做法危害不小．其实，课本习题体现着高中物理课程标准和理念，是通过专家精心筛选、有目的设置的，是学生主动学习的第一手经典资料，因此，试卷讲评时，教师若能指出试题在教材中的出处位置，具有很重要的教育意义．另外，借一题所考察的知识点，让学生回忆、联想相关知识点，对知识进行系统的梳理，形成结构网络，真正达到做一道题，温一章内容的目的，可以收到奇特的效果．

4、总结方法，提升能力──多题归一

许多试题，物理背景不同，但物理模型或思维方法相同．在试卷讲评时，教师要引导学生对这些问题做一些比较总结，使之形成具有一般性的方法，这些方法可以起到速解的效应，也可以使学生记忆持久深刻．

高中：2008年9月4日赣州市城区中心教研活动

2008年9月7日高中物理知识竞赛初赛

2008年9月21日高中物理知识竞赛复赛（地点：南昌大学北区）2008年10月10日召开高三物理复习研讨会

2008年12月上旬召开高中物理新课程教学研讨会。主讲人：特级教师黄恕伯

2009年4月下旬举办高中物理教师实验技能教学大赛 第一学期期末考试内容安排： 高一：必修1全一册的教学内容 高二：机械振动和机械波→恒定电流 高三：高中所学所有内容。第二学期期末考试内容安排： 高一：必修2全一册的教学内容 高二：磁场→光的传播

第五篇：高中物理新课程教学设计案例

高中物理新课程教学设计案例---加速度的教学反思

一、新课程教学设计的几个重要理念

（1）创设问题情境。教学中使学生产生认知需要的关键是问题情境。问题情境是有一定困难、需要学生经过努力获取新知的学习情境。新奇的问题情境对学生具有较大的吸引力，能激发学生的学习兴趣。在教学设计时要分析学习者的学习准备情况及其学习风格；要做学习内容分析，旨在规定学习内容的范围、深度和揭示学习内容组成部分之间的联系，以保证达到教学最优化的内容效度；要运用各种可能的课程资源，为教学问题创设合适的情境，从而创造良好的课堂教学氛围，激发学生的求知欲望，为达成课程目标打下基础。（2）开展探究活动。教学设计的一切活动都是为了学习者的学。教学活动的设计可以分三步走。第一步，引导学生明确重点问题。重点问题应根据课程标准，结合课程内容来确定，一节课可以有一个或多个重点问题。第二步，教师通过引导学生围绕重点问题展开探究活动，使学生掌握知识与技能，体验过程与方法，受到情感态度与价值观的熏陶是教学设计的中心活动。在开展探究活动的过程中，应遵循由易到难、循序渐进的原则，设置一些子问题，分解难点，引导学生由解决子问题逐步过渡到重点问题，最终达到解决重点问题的目的。第三步，引导学生运用新知识解决重点问题。这过程不但可以巩固新知识、扩展新知识、完善知识体系的建构，而且还可以提高学生思考问题和解决问题的能力，（3）获得成功体验。评价与交流探究结果是进一步认识事物规律的必要过程。评价是为了促进发展。学生通过评价与交流，可以发现新的问题，吸取经验教训，改进探究，培养合作精神，更重要的一点是获得成功的体验。根据马斯洛的需要层次论，当人的归属与爱的需要、自尊的需要得不到满足时，很难产生出强烈的认知需要。所以教师对学生的态度也影响着学生的积极性。这其中，关键是引导学生树立信心。当学生在学习上有了哪怕是小小的进步，也给予热情的鼓励。一句真诚的鼓励话语，可能带出一批好学生。一个鼓励的目光，可能使这位学生终身铭记。

二、新课程教学设计的一般步骤

教学设计是运用系统方法确定教学目标和分析教学问题，建立解决教学问题的策略方案、试行解决方案、评价试行结果和对方案进行修改的过程。我认为，新课程教学设计至少应包含下列步骤：（1）确定教学“三维”目标（2）分析教学内容、确定重点问题（3）分析学生状况、创设问题情境（4）设计和选择指导学生探究的教学策略（5）设计和选择指导学生完善知识结构的教学策略（6）对教学设计的反思与评价

三、高中物理新课程教学设计案例

课题：高一新教材第一章第五节《速度改变快慢的描述——加速度》（1）确定教学“三维”目标。a、知识目标：

1、理解加速度的概念，知道加速度是表示速度变化快慢的物理量，知道它的定义、公式、符号和单位。

2、知道加速度是矢量，知道加速度的方向始终跟速度的改变量的方向一致，知道加速度方向与速度方向相同或相反时，结果是速度随时间增加或减少。知道加速度跟速度改变量的区别。

3、知道什么是匀变速直线运动，知道匀变速直线运动是加速度大小和方向都不变的运动。b、能力目标： 通过对速度、速度的变化量、速度的变化率三者的分析比较，提高学生的比较、分析问题的能力，培养学生逻辑思维能力。c、德育目标： 培养学生善于区分事物的能力及学生的抽象思维能力。（2）分析教学内容、确定重点问题。加速度是力学中的重要概念之一，它是运动学与动力学的桥梁，也是高中一年级物理课中比较难懂的概念，它比速度的概念还抽象。对加速度的概念及物理意义的理解，是本节课的重点。学生对“速度的大小与加速度的大小没有直接的关系，速度变化大，加速度不一定大”的理解有一定的困难，这是本节的难点。（3）分析学生状况、创设问题情境。在引入加速度的说法时，基于学生接受能力不是太强，让学生首先感受。让他们感受的第一层是运动物体有速度，第二层是运动物体速度有变化，第三层是运动物体的速度变化有快有慢。从而自然地引入“加速度”这个物理量来描述运动物体的速度变化快慢程度。[多媒体动画]例举物体的运动： ①火车进站，②公共汽车启动，③骑自行车加速运动请学生观察、分析得出：物体有速度、速度在变化。[提问]：哪个物体的速度改变要快一些呢？ [学生活动设计（分组讨论）] 如果物体的运动速度同样从零加速到5m/s，运动时间有一定的差异，让学生体会速度的变化有快慢问题。（4）设计和选择指导学生探究的教学策略。要得出加速度概念遇到的第一个问题是，分析所需的一系列速度值从何而来？大多数教师只是提供一堆现有数据给学生，由此归纳得出结论。这种方法虽然有效，但它缺乏科学性和可靠性，学生会误以为教师在“造假”。为避免这种不必要的质疑，为了让学生接触科学的真实，应让学生实际测量，现场采集数据。必须要设计一个实验，在较短的时间内准确地测出一组速度值，然后学生才可以清晰地比较这两个小球的速度变化的快慢情况。如何测出物体运动的速度呢？由于实验室没有现成的测速度的仪器。教材在第二章第一节才正式使用打点计时器探究小车速度随时间变化的规律，因此这里不宜使用打点计时器。所以，提供给学生的仪器是气垫导轨和光电计时器，比较两个小球的速度变化的快慢。教师向学生说明用挡光片的宽度除以时间即为物体在挡光处的瞬时速度，记下相邻两个光电门所记录的时间，可以算出时间段，这样既测出了某个位置的速度，又测出了两个速度变化所用的时间，就可以比较速度变化的快慢了。[学生活动设计（实验操作）] ①在老师已介绍实验装置和实验原理的基础上，学生亲自动手完成实验操作并记录数据。实验中，一只小球在轨道上的速度在慢慢增大，另一只小球在轨道上的速度增大得较快。②分析实验数据，定量比较单位时间内速度的改变量。对于比较速度变化的快慢该以什么为依据，可以让学生分组讨论，组长发表意见。教师引导，归纳得出加速度概念。（5）设计和选择指导学生完善知识结构的教学策略。引入加速度的概念后，通过有趣的实例体会加速度的实际应用。通过具体数据表格说明匀变速直线运动是加速度不变的运动。由于速度和加速度的重要性及其关联性，应引导学生对速度、速度的变化量及加速度进行比较、分析，以期对它们有更深入的理解。可以用课堂讨论的方式向同学们强调两个问题：第一，速度、速度变化的大小和加速度的物理意义是完全不同的，速度变化大的加速度也不一定大，还要看这一变化所用的时间；第二，加速度的大小与速度的大小没有任何直接关系，高速公路上高速匀速行驶的汽车，它的加速度为零。暂时回避几个问题：第一，只提出加速度是矢量，如何判断方向的问题应暂时回避，注意循序渐进，不要求过高的理解，待引出牛顿第二定律再研究；第二，不宜提“速度变化的快慢”，包括“速度方向变化的快慢”。（6）对教学设计的反思与评价。到这里，本节课的设计思路已基本形成，即：学生主观感受──猜想与假设──实验测量──分析数据──得出加速度的概念──对加速度的理解。这一条探究之路很好地落实了本节课的重点：加速度的概念及理解。让学生用探究的方法，体验加速度概念的建立过程，应当是学生掌握加速度概念的最有效途径。