大學(xué)物理教學(xué)設(shè)計(jì)：環(huán)路定理電勢(shì)6頁(yè)

1、教學(xué)設(shè)計(jì)5：場(chǎng)強(qiáng)環(huán)路定理 電勢(shì)【授課內(nèi)容】：場(chǎng)強(qiáng)環(huán)路定理 電勢(shì)【所在章節(jié)】：第七章：靜電場(chǎng) 第3節(jié)：場(chǎng)強(qiáng)環(huán)路定理 電勢(shì)【授課對(duì)象】：學(xué)校理工科專(zhuān)業(yè)本科學(xué)生（一年級(jí)下學(xué)期）【教學(xué)學(xué)時(shí)】：2學(xué)時(shí)一、學(xué)情分析（一）教材內(nèi)容分析本節(jié)段內(nèi)容是大學(xué)物理教材第七章靜電場(chǎng)中的內(nèi)容，是整個(gè)電學(xué)部分兩個(gè)基本定理之一，在本節(jié)之前，已經(jīng)學(xué)習(xí)通過(guò)閉合曲面電通量和曲面內(nèi)電荷關(guān)系的高斯定理，場(chǎng)強(qiáng)環(huán)路定理研究電場(chǎng)強(qiáng)度的環(huán)路積分。電場(chǎng)的對(duì)外的兩個(gè)特性一個(gè)是對(duì)電荷有力的作用，二是電荷在電場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)電場(chǎng)力對(duì)電荷做功電荷具有一定的能，用電場(chǎng)強(qiáng)度和電勢(shì)兩個(gè)物理量描述這兩個(gè)性質(zhì)。前面第一節(jié)我們已經(jīng)學(xué)習(xí)了電場(chǎng)強(qiáng)度，對(duì)于電勢(shì)我們類(lèi)比的方法來(lái)研

2、究。（二）學(xué)生特征分析本節(jié)課授課對(duì)象是大學(xué)一年級(jí)學(xué)生，開(kāi)設(shè)時(shí)間為大一下學(xué)期，前節(jié)內(nèi)容學(xué)生在學(xué)習(xí)本節(jié)之前，已掌握了利用庫(kù)侖定律 求解真空中靜止點(diǎn)電荷周?chē)碾妶?chǎng)強(qiáng)度，體會(huì)到利用該定律求解對(duì)數(shù)學(xué)尤其是積分計(jì)算靜電場(chǎng)，在教學(xué)中以原有知識(shí)為基礎(chǔ)，運(yùn)用對(duì)比的方法來(lái)學(xué)習(xí)新內(nèi)容，以微積分為手段，全方位進(jìn)行授課教育。二、教學(xué)目標(biāo)設(shè)計(jì) （一）知識(shí)與技能1、深刻理解電場(chǎng)力的做功特點(diǎn)；2、具備從高斯定理和場(chǎng)強(qiáng)環(huán)路定理兩條定理結(jié)合起來(lái)分析靜電場(chǎng)性質(zhì)的能力；3、掌握靜電場(chǎng)電勢(shì)的概念和電勢(shì)疊加原理，能計(jì)算一些特殊帶電體的電勢(shì)；4、培養(yǎng)學(xué)生運(yùn)用對(duì)比的方法分析問(wèn)題能力。（二）過(guò)程與方法通過(guò)現(xiàn)象觀察、知識(shí)回顧、課件演示等形式，培

3、養(yǎng)學(xué)生知識(shí)理解運(yùn)用和創(chuàng)新提高的能力。（三）情感與價(jià)值觀1、通過(guò)本節(jié)學(xué)習(xí)，特別是定理的得出過(guò)程，培養(yǎng)學(xué)生認(rèn)真學(xué)習(xí)的態(tài)度、科學(xué)嚴(yán)謹(jǐn)推導(dǎo)的學(xué)習(xí)習(xí)慣， 讓班級(jí)形成善于思考、不斷發(fā)現(xiàn)問(wèn)題和積極解決問(wèn) 題的學(xué)習(xí)氛圍2、學(xué)生可以運(yùn)用對(duì)比分析學(xué)到的科學(xué)方法和研究能力，分析和解決以后學(xué)習(xí)、工作和生活中遇到的問(wèn)題三、教學(xué)內(nèi)容設(shè)計(jì)（一）內(nèi)容綱要1、電場(chǎng)力做功2、電場(chǎng)環(huán)路定理3、電勢(shì)（二）教學(xué)重點(diǎn)1、電勢(shì)概念；2.場(chǎng)強(qiáng)環(huán)路定理的理解（三）教學(xué)難點(diǎn)1、電勢(shì)概念的理解；2、電勢(shì)的計(jì)算四、教學(xué)策略分析（一）教學(xué)策略方法1、板書(shū)標(biāo)示教學(xué)法在板書(shū)推導(dǎo)的過(guò)程中，加深學(xué)生對(duì)知識(shí)的理解和掌握。3、遷移教學(xué)法由于電勢(shì)高中物理中已學(xué)，所

4、以對(duì)于概念的基本表述和理解學(xué)生都有一定的知識(shí)構(gòu)架和基礎(chǔ)。在授課的過(guò)程中，要重點(diǎn)做好學(xué)生知識(shí)的遷移，在高中知識(shí)的基礎(chǔ)上進(jìn)一步延伸。（二）教學(xué)手段1、課堂講授對(duì)重點(diǎn)和難點(diǎn)問(wèn)題通過(guò)公式推導(dǎo)分析、物理意義對(duì)比來(lái)說(shuō)明問(wèn)題，注重課堂氣氛的調(diào)節(jié)和學(xué)生學(xué)習(xí)興趣的培養(yǎng)。2、多媒體輔助利用多媒體課件（PPT）進(jìn)行視頻、動(dòng)畫(huà)的展示，將復(fù)雜問(wèn)題現(xiàn)象更形象的展示給學(xué)生。3、板書(shū)本節(jié)課有重要概念和公式的講授和理解，結(jié)合授課過(guò)程中重點(diǎn)和難點(diǎn)，進(jìn)行板書(shū)公式的推導(dǎo)和講解，進(jìn)一步促進(jìn)學(xué)生對(duì)相關(guān)知識(shí)的理解。五、教學(xué)過(guò)程設(shè)計(jì)（一）教學(xué)過(guò)程索引師生活動(dòng)教學(xué)內(nèi)容設(shè)計(jì)意圖一、 導(dǎo)入新課 復(fù)習(xí)前面相關(guān)知識(shí)。提出問(wèn)題：是什么轉(zhuǎn)化為試

5、探電荷的動(dòng)能？1靜電力，電場(chǎng)強(qiáng)度概念，指出前面我們從力的性質(zhì)研究電場(chǎng)，從本節(jié)起將從能量的角度研究電場(chǎng)。2復(fù)習(xí)功和能量的關(guān)系：從靜電場(chǎng)中靜電力做功使試探電荷獲得動(dòng)能入手， 通過(guò)復(fù)習(xí)舊內(nèi)容引發(fā)學(xué)生思考，并通過(guò)現(xiàn)象去總結(jié)問(wèn)題，進(jìn)而構(gòu)建物理模型導(dǎo)入新課內(nèi)容，此舉有利于促進(jìn)學(xué)生對(duì)現(xiàn)象的觀察，提高對(duì)課程的興趣。二、內(nèi)容推演 靜電場(chǎng)力所作的功靜電場(chǎng)的另一重要性質(zhì)就是在靜電場(chǎng)中，電場(chǎng)力做功與電荷移動(dòng)靜電力做功的特點(diǎn)讓試探電荷q在點(diǎn)電荷電場(chǎng)任意路徑從A點(diǎn)運(yùn)動(dòng)到B點(diǎn)，我們來(lái)計(jì)算這幾種情況下靜電力對(duì)電荷所做的功。點(diǎn)電荷電場(chǎng) 2）靜止的點(diǎn)電荷系、電荷連續(xù)分布帶電體電場(chǎng)力對(duì)試探電荷所作的功為： 學(xué)生是學(xué)習(xí)的主體，引入課

6、堂內(nèi)容后，引導(dǎo)學(xué)生提出問(wèn)題，促使學(xué)生對(duì)進(jìn)一步學(xué)習(xí)的內(nèi)容進(jìn)行思考。講解相關(guān)知識(shí)。分析做功的數(shù)據(jù)結(jié)果，結(jié)合具體的問(wèn)題情景，從中找到共同點(diǎn)和不同點(diǎn)，聯(lián)系前面所學(xué)的知識(shí)，歸納得出相關(guān)的物理知識(shí)。從中發(fā)現(xiàn)問(wèn)題和知識(shí)結(jié)論。三、內(nèi)容精講 靜電場(chǎng)的環(huán)路定理 單位正試驗(yàn)電荷沿閉合路徑單位正試驗(yàn)電荷沿閉合路徑acbfa 移動(dòng)回到出發(fā)點(diǎn)時(shí)，電場(chǎng)力所作的功為:上式左項(xiàng)是場(chǎng)強(qiáng)沿閉合路徑的線(xiàn)積分，稱(chēng)為靜電場(chǎng)場(chǎng)強(qiáng)的環(huán)流。即在靜電場(chǎng)中，場(chǎng)強(qiáng)沿閉合路徑的線(xiàn)積分等于零。也稱(chēng)為場(chǎng)強(qiáng)環(huán)流定理。 說(shuō)明：運(yùn)動(dòng)電荷的場(chǎng)不是保守場(chǎng)，而是非保守場(chǎng)，將在磁場(chǎng)部分討論。消化所學(xué)新知識(shí)四、 概念 知識(shí)應(yīng)用我們通過(guò)靜電力的研究認(rèn)識(shí)了電場(chǎng)強(qiáng)度，現(xiàn)在要通

7、過(guò)電勢(shì)能的研究來(lái)認(rèn)識(shí)另一個(gè)物理量電勢(shì)。它同樣是表征電場(chǎng)性質(zhì)的重要物理量度。電勢(shì)能：電荷在電場(chǎng)中也具有勢(shì)能，這種勢(shì)能我們叫做電勢(shì)能。電勢(shì)能用Ep表示。WAB （EpBEpA）EpAEPB電勢(shì)定義：EP/q 勢(shì)能零點(diǎn)的選擇 得出結(jié)論后，引導(dǎo)學(xué)生類(lèi)比電場(chǎng)的得來(lái)過(guò)程，提出新的物理量電勢(shì)。以上結(jié)論由學(xué)生得出，自己能用所學(xué)知識(shí)進(jìn)行簡(jiǎn)單的描敘，培養(yǎng)相關(guān)應(yīng)用歸納知識(shí)的能力。五、知識(shí)拓展 帶電體電場(chǎng)的電勢(shì)計(jì)算取無(wú)限遠(yuǎn)處作為電勢(shì)零點(diǎn)。由電勢(shì)的定義，可得P點(diǎn)的電勢(shì)為 1. 點(diǎn)電荷系電場(chǎng)的電勢(shì) 表明，點(diǎn)電荷系所激發(fā)的電場(chǎng)中某點(diǎn)的電勢(shì)，等于各點(diǎn)電荷單獨(dú)存在時(shí)在該點(diǎn)的電勢(shì)的代數(shù)和。 2. 連續(xù)分布電荷電場(chǎng)的電勢(shì) 電荷連續(xù)

8、分布的帶電體可看作由無(wú)限多個(gè)電荷元組成，每一個(gè)電荷元在電場(chǎng)中場(chǎng)點(diǎn)建立的電勢(shì)為：，則該點(diǎn)的電勢(shì)為這些電荷元電勢(shì)的疊加，即知識(shí)進(jìn)行類(lèi)比，從前面的結(jié)論中領(lǐng)會(huì)到知識(shí)的相通性，能對(duì)知識(shí)進(jìn)行類(lèi)比應(yīng)用。同時(shí)能正確認(rèn)識(shí)到在分析問(wèn)題時(shí)還應(yīng)該思考問(wèn)題的不同側(cè)面，達(dá)到對(duì)問(wèn)題的全面解決。六、課后思考 夯實(shí)知識(shí)給學(xué)生布置一定的練習(xí)題和思考題，對(duì)課堂內(nèi)容進(jìn)行練習(xí)總結(jié)，及時(shí)解答學(xué)生遇到的問(wèn)題。思考1：均勻帶點(diǎn)球面電勢(shì)分布思考2：均勻帶點(diǎn)球體電勢(shì)分布課堂講解內(nèi)容爭(zhēng)取當(dāng)堂讓學(xué)生吸收消化，但是仍需要課后的練習(xí)加深對(duì)知識(shí)的鞏固。（二）教學(xué)板書(shū)設(shè)計(jì)7.3場(chǎng)強(qiáng)環(huán)路定理 電勢(shì)一、靜電力做功的特點(diǎn)結(jié)論：靜電力做的功只與電荷的起始位置和終點(diǎn)位置有關(guān)，與電荷經(jīng)過(guò)的路徑無(wú)關(guān)。二、場(chǎng)強(qiáng)環(huán)路定理三、電勢(shì)能：電荷在電場(chǎng)中也具有勢(shì)能，這種勢(shì)能我們叫做電勢(shì)能。電勢(shì)能用Ep表示。WAB （EpBEpA）EpAEPB四、電勢(shì)定義：EP/q 電勢(shì)是標(biāo)量，它只有大小沒(méi)有方向，但有正負(fù)。六、教學(xué)反思通過(guò)實(shí)踐教學(xué)，重在讓學(xué)生有對(duì)比的觀點(diǎn)去學(xué)習(xí)物理知識(shí)。課中多次用到類(lèi)比的物理思想，讓學(xué)生對(duì)知識(shí)有更多的牽連，能對(duì)前面的知識(shí)達(dá)到靈