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

1.6《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 教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 本节内容位于教科版高中物理必修第三册第一章第六节，是静电场知识体系中的关键一环。在学生已经学习了电场强度、电势、电势能等基本概念的基础上，本节课通过推导和实例分析，建立电势差与电场强度之间的定量关系，特别是匀强电场中U=Ed这一核心公式。该内容不仅深化了对电场性质的理解，也为后续学习带电粒子在电场中的运动、电路中的电压等问题奠定理论基础。 学情分析 高二学生已具备一定的矢量运算能力和函数图像分析能力，掌握了电场强度和电势的基本定义，但对二者之间的内在联系理解尚浅。部分学生容易混淆电势与电场强度的物理意义，缺乏从能量视角与力的视角统一认识电场的能力。同时，学生在数学工具的应用上存在薄弱环节，如对微元法思想不熟悉，难以理解非匀强电场中dU=-E·dl的微分形式。因此，教学中需借助类比、图示和实验模拟等方式降低抽象性，帮助学生构建清晰的物理图景。 课时教学目标 物理观念 1. 理解电势差与电场强度在方向和大小上的对应关系，掌握匀强电场中U=Ed的适用条件及计算方法。 2. 能够区分电场强度描述“力的性质”，电势差描述“能的性质”，并建立两者统一于电场本质的认识。 科学思维 1. 经历从功与能的角度推导U=Ed的过程，体会微元法、极限思想在物理推导中的应用。 2. 能运用类比法（如高度差与重力场强度）理解抽象概念，并通过图像分析强化空间想象能力。 科学探究 1. 能设计简单方案验证匀强电场中电势差与距离成正比的关系，合理选择测量工具与数据处理方式。 2. 在问题解决中尝试建立模型（如平行板电容器内部电场），进行逻辑推理与结果预测。 科学态度与责任 1. 在合作探究中尊重证据、实事求是，养成严谨求真的科学态度。 2. 认识电场规律在科技生活中的广泛应用（如示波器、静电除尘），增强社会责任意识。 教学重点、难点 重点 1. 匀强电场中电势差与电场强度关系式U=Ed的理解与应用。 2. 电场强度方向指向电势降低最快的方向这一物理含义。 难点 1. 从功能关系出发推导U=Ed过程中微元思想的理解。 2. 非匀强电场中电势差与电场强度的积分关系的初步感知及其方向性的判断。 教学方法与准备 教学方法 情境探究法、讲授法、合作探究法、数形结合法 教具准备 多媒体课件、静电场模拟软件、平行板电容器演示仪、数字电压表、探针、直尺 教学环节 教师活动 学生活动 情境导入 【5分钟】 一、创设生活情境，引发认知冲突 （一）、播放视频：闪电划破夜空，伴随着雷鸣。 教师引导语：“同学们，刚才我们看到的闪电，是云层间剧烈放电的现象。为什么电荷会突然从一块云跑到另一块云？是什么‘推动力’让它们跨越数百米甚至上千米的距离？” 接着展示两张图片：一张为陡峭山坡上的滚石，另一张为水平轨道上静止的小车。 提问：“如果我们把电荷比作小球，那么电场就像是地形。同样是下落，为什么陡坡上的石头更容易滚动？而平地上即使有摩擦力很小，小车也不会自己动起来？这说明什么因素决定了物体是否‘愿意’移动？” 待学生讨论后总结：“没错，是高度差导致了重力势能的变化，从而产生运动趋势。同样，在电场中，也有一个类似‘高度’的物理量———电势。电荷在不同位置具有不同的电势能，而电势差就像‘电的高度差’，它驱动着电荷的定向移动。” （二）、提出驱动性问题，引出课题 进一步追问：“但我们知道，重力场越强（比如地球表面g大），同样的高度差产生的势能变化就越明显。那么，在电场中，是不是电场越强，两点间的电势差也就越大呢？如果是，它们之间有没有确定的数量关系？今天我们就来揭开这个谜底—— ... ...