2.3 电势差与电场强度的关系 课时教案（表格式）2025--2026年鲁科版高中物理必修第三册

2.3《电势差与电场强度的关系》课时教案 学科 物理 年级册别 高二上册 共1课时 教材 鲁科版高中物理必修第三册 授课类型 新授课 第1课时 教材分析 教材分析 本节内容位于鲁科版高中物理必修第三册第二章第三节，是静电场知识体系中的关键衔接点。在学生已掌握电场强度、电势、电势能等基本概念的基础上，进一步揭示电势差与电场强度之间的定量关系，为后续学习带电粒子在电场中的运动、示波器原理等内容奠定理论基础。教材通过匀强电场中移动电荷做功的推导，引导学生建立U=Ed这一核心公式，并强调其适用条件和方向含义，体现了从定性到定量、从现象到规律的认知路径。 学情分析 高二学生已具备一定的矢量运算能力和能量观念，对电场的基本性质有初步理解，但对电势与电场强度这两个抽象概念的区别与联系仍存在混淆。学生在数学上刚接触三角函数与向量投影，有利于理解电场强度沿位移方向的分量。然而，将功、能、力三者结合进行综合分析的能力尚弱，容易忽视U=Ed仅适用于匀强电场这一限制条件。因此，教学中需借助直观模型、类比迁移和逻辑推理，帮助学生构建清晰的物理图景，突破思维障碍。 课时教学目标 物理观念 1. 理解电势差与电场强度在匀强电场中的定量关系，掌握公式U=Ed的物理意义、适用条件及单位换算。 2. 能够区分电场强度与电势差的物理本质，认识二者分别描述电场的“力”和“能”两个侧面。 科学思维 1. 经历从功能关系出发推导U=Ed的过程，提升运用能量观点分析电场问题的能力。 2. 学会利用等势面与电场线的关系判断电场强弱与方向，发展模型建构与逻辑推理能力。 科学探究 1. 通过设计虚拟实验探究不同间距下两点间电势差的变化规律，体验科学探究的基本流程。 2. 在小组合作中提出假设、分析数据、得出结论，增强实证意识与协作能力。 科学态度与责任 1. 感受物理学中“简洁统一”的美学价值，体会公式背后的深刻物理思想。 2. 认识该规律在科技生活（如示波管、电容器）中的广泛应用，增强将物理知识服务于社会发展的责任感。 教学重点、难点 重点 1. 掌握匀强电场中电势差与电场强度的关系式U = Ed及其物理意义。 2. 理解d为沿电场方向的距离，能够正确应用公式进行计算。 难点 1. 理解电势差由电场强度在路径上的积累决定，而非仅取决于起点终点位置。 2. 明确U=Ed仅适用于匀强电场，避免将其错误推广至非匀强电场。 教学方法与准备 教学方法 情境探究法、合作探究法、讲授法 教具准备 多媒体课件、静电场模拟软件、激光笔、直尺、白板、导线、电源 教学环节 教师活动 学生活动 情景导入 【5分钟】 一、创设真实情境，激发认知冲突。 （一）、播放视频引入生活实例。 教师播放一段高速摄影拍摄的闪电击穿空气形成电弧的过程，并配以低沉雷声背景音效。画面定格在一条明亮曲折的放电轨迹上，随后切换至实验室中平行板电容器间稳定电弧的照片。“同学们，请看这道划破夜空的闪电，它为何会选择这样的路径？而在我们实验室里，两块金属板之间却能产生一条笔直的电火花———为什么同样是高压放电，形态却截然不同？”停顿片刻，继续引导：“其实，这背后隐藏着一个重要的物理规律：电场越强的地方，越容易击穿空气。而电场的强弱，又与电压和距离密切相关。今天我们就来揭开这个秘密。” （二）、回顾旧知，铺设思维台阶。 教师在白板左侧写下三个关键词：“电场强度E”、“电势φ”、“电势差U”，然后提问：“谁能回忆一下这三个物理量分别描述了电场的什么性质？它们各自的定义式是什么？”待学生回答后，教师补充说明：“很好！E反映的是电场的‘力’的属性，即单位正电荷所受的力；φ和U则反映的是‘能’的属性，表示电荷在某点或两点间的电势能差异。那么问题来了：既然一个是‘力’，一个是‘能’ ... ...