高二物理学科优秀教学设计

 2021-11-01 14:45:22

 由炳林1141分享

高二物理学科优秀教学设计1

【三维目标】

知识与技能：

1.知道点电荷的概念，理解并掌握库仑定律的含义及其表达式;

2.会用库仑定律进行有关的计算;

3.知道库仑扭称的原理。

过程与方法：

1.通过学习库仑定律得出的过程，体验从猜想到验证、从定性到定量的科学探究过程，学会通过间接手段测量微小力的方法;

2.通过探究活动培养学生观察现象、分析结果及结合数学知识解决物理问题的研究方法。

情感、态度和价值观：

1.通过对点电荷的研究，让学生感受物理学研究中建立理想模型的重要意义;

2.通过静电力和万有引力的类比，让学生体会到自然规律有其统一性和多样性。

【教学重点】

1.建立库仑定律的过程;

2.库仑定律的应用。

【教学难点】

库仑定律的实验验证过程。

【教学方法】

实验探究法、交流讨论法。

【教学过程和内容】

<引入新课>同学们，通过前面的学习，我们知道“同种电荷相互排斥，异种电荷相互吸引”，这让我们对电荷间作用力的方向有了一定的认识。我们把电荷间的作用力叫做静电力，那么静电力的大小满足什么规律呢?让我们一起进入本章第二节《库仑定律》的学习。

<库仑定律的发现>

活动一：思考与猜想

同学们，电荷间的作用力是通过带电体间的相互作用来表现的，

因此，我们应该研究带电体间的相互作用。可是，生活中带电体的大小和形状是多种多样的，这就给我们寻找静电力的规律带来了麻烦。

早在300多年以前，伟大的牛顿在研究万有引力的同时，就曾对带电纸片的运动进行研究，可是由于带电纸片太不规则，牛顿对静电力的研究并未成功。

(问题1)大家对研究对象的选择有什么好的建议吗?

在静电学的研究中，我们经常使用的带电体是球体。

(问题2)带电体间的作用力(静电力)的大小与哪些因素有关呢?

请学生根据自己的生活经验大胆猜想。

<定性探究>电荷间的作用力与影响因素的关系

实验表明：电荷间的作用力F随电荷量q的增大而增大;随距离r的增大而减小。

(提示)我们的研究到这里是否可以结束了?为什么?

这只是定性研究，应该进一步深入得到更准确的定量关系。

(问题3)静电力F与r，q之间可能存在什么样的定量关系?

你觉得哪种可能更大?为什么?(引导学生与万有引力类比)

活动二:设计与验证

<实验方法>

(问题4)研究F与r、q的定量关系应该采用什么方法?

控制变量法——(1)保持q不变，验证F与r2的反比关系;

(2)保持r不变，验证F与q的正比关系。

<实验可行性讨论>.

困难一：F的测量(在这里F是一个很小的力，不能用弹簧测力计直接测量，你有什么办法可以实现对F大小的间接测量吗?)

困难二:q的测量(我们现在并不知道准确测定带电小球所带的电量的方法，要研究F与q的定量关系，你有什么好的想法吗?)

(思维启发)有这样一个事实：两个相同的金属小球，一个带电、一个不带电，互相接触后，它们对相隔同样距离的第三个带电小球的作用力相等。

——这说明了什么?(说明球接触后等分了电荷)

(追问)现在，你有什么想法了吗?

<实验具体操作>定量验证

实验结论：两个点电荷间的相互作用力，与它们的电荷量的乘积成正比，与它们距离的二次方成反比。

<得出库仑定律>同学们，我们一起用了大约20分钟得到的这个结论，其实在物理学发展，数位伟大的科学家用了近30年的时间得到的并以法国物理学家库仑的名字来命名的库仑定律。

启示一:类比猜想的价值

读过牛顿著作的人都可能推想到：凡是表现这种特性的相互作用都应服从平方反比定律。这似乎用类比推理的方法就可以得到电荷间作用力的规律。正是这样的类比，让电磁学少走了许多弯路，形成了严密的定量规律。马克·吐温曾说“科学真是迷人，根据零星的事实，增添一点猜想，竟能赢得那么多的收获!”。科学家以广博的知识和深刻的洞察力为基础进行的猜想，才是有创造力的思维活动。

然而，英国物理史学家丹皮尔也说“自然如不能被目证那就不能被征服!”

启示二：实验的精妙

1785年库仑在前人工作的基础上，用自己设计的扭称精确验证得到了库仑定律。(库仑扭称实验的介绍：这个实验的设计相当巧妙。把微小力放大为力矩，将直接测量转换为间接测量，从而得到静电力的作用规律——库仑定律。)

<讲解库仑定律>

1.内容：真空中两个静止点电荷之间的相互作用力，与它们的电荷量的乘积成正比，与它们的距离的二次方成反比，作用力的方向在它们的连线上。

2.数学表达式：

(说明)，叫做静电力常量。

3.适用条件：(1)真空中(一般情况下，在空气中也近似适用);

(2)静止的;(3)点电荷。

(强调)库仑定律的公式与万有引力的公式在形式上尽管很相似，但仍是性质不同的两种力。我们来看下面的题目：

<达标训练>

例题1：(通过定量计算，让学生明确对于微观带电粒子，因为静电力远远大于万有引力，所以我们往往忽略万有引力。)

(过渡)两个点电荷的静电力我们会求解了，可如果存在三个电荷呢?

(承前启后)两个点电荷之间的作用力不因第三个点电荷的存在而有所改变。因此，多个点电荷对同一个点电荷的作用力等于各点电荷单独对这个点电荷的作用力的矢量和。

例题2：(多个点电荷对同一点电荷作用力的叠加问题。一方面巩固库仑定律，另一方面，也为下一节电场强度的叠加做铺垫。)

(拓展说明)库仑定律是电磁学的基本定律之一。虽然给出的是点电荷间的静电力，但是任何一个带电体都可以看成是由许多点电荷组成的。所以，如果知道了带电体的电荷分布，就可以根据库仑定律和平行四边形定则求出带电体间静电力的大小和方向了。而这正是库仑定律的普遍意义。

高二物理学科优秀教学设计2

一、教材分析与教学设计思路

1.教材分析

互感和自感现象是电磁感应现象的特例。学习它们的重要性在于他们具有实际的应用价值。同时对自感现象的观察和分析也加深了对电磁感应产生条件的理解。

2.学情分析

互感现象法拉第发现电磁感应现象的第一个成功试验就是互感现象。学生前面探究感应电流条件中也做过类似的试验，已有感性认识。教学要求是知道互感现象。因此教学中教师可做些有趣的演示实验，引导学生利用已学知识进行成因分析，明确尽管两个线圈之间并没有导线连接，却可以使能量由一个线圈传递到另一个线圈。这就是互感现象

自感现象学生从前面学习的中知道当穿过回路的磁通量发生变化时，会产生感应电动势，这些结论都是通过实验观察得到的，没有理论证明。但同学们观察到的实验都是外界的磁场引起的回路磁通量的变化，善于动脑筋的同学就会产生这样的思考：当变化的电流通过自身线圈，使自身回路产生磁通量的变化，会不会在自己的回路产生电磁感应现象呢?所以这节课是学生在已有知识上产生的必然探求欲望，教师应抓住这一点。设计探究性课例。自感电动势对电流变化所起的“阻碍”作用，以及自感电动势方向的是学生学习的难点。为突破难点，教师应通过理论探究和实验验证相结合的方法进行教学，为使效果明显，本人特自制教学仪器。

3.教学设计思路

为突出物理知识的形成过程和应用过程的科学方法，本教学设计采取“实验体验-理论探究”和“猜想、假设、理论预测、设计实验、验证、得出结论”相结合的思路分别研究断电自感和通电自感。以利于提高学生分析问题、解决问题的能力。

为突出物理知识与生活的联系，突出在技术、社会领域的应用，本人设计了让学生体验自感触电，并在探究的过程中，让学生估算自己的触电电压(约150V),使学生有真实感。学生分组实验，模拟利用自感点火，使学生知道物理知识的价值。

二、教学目标

(一)知识与技能

1.了解互感现象和自感现象，以及对它们的利用和防止。

2.能够通过电磁感应的有关规律分析通电、断电自感现象的成因，并能利用自感知识解释自感现象。

3.了解自感电动势的计算式，知道自感系数是表示线圈本身特征的物理量，知道它的单位。

4.初步了解磁场具有能量。

(二)过程与方法

1.通过人体自感实验，增强学生的体验真实感。激发学生探究欲望

2.通过理论探究和实验设计，培养学生科学探究的方法。加深对电磁感应现象的理解。

(三)情感、态度与价值观

1.通过学生体验，激发学生对科学的求知欲和兴趣。

2.理解互感和自感是电磁感应现象的特例，让学生感悟特殊现象中有它的普遍规律，而普遍规律中包含了特殊现象的辩证唯物主义观点。

根据上述分析与思路确定如下的教学重点与难点。

三、重难点

重点：(1)自感现象产生的原因;(2)自感电动势的方向;(3)自感现象的应用

难点：自感电动势对电流的变化进行阻碍的认识。

四、教学方法

本节课教学采用“引导--探究”教学法，该教学法以解决问题为中心，注重分析问题、解决问题能力的培养，充分发挥学生的主动性。其主要程序是：猜想→假设→理论探究科学预测→设计实验→实验验证→得出结论→实际应用。它不仅重视知识的获得，而且更重视学生获取知识的过程及方法，更加突出了学生的学，学生学得主动，学得积极。真正体现了“教为主导，学为主体”的思想。

五、学法指导;课前提出问题，让学生提前思考，见后。

六、课时分配：2课时;本课时只学习第一课时。

七、教学媒体

教师用：多媒体课件;互感变压器;自制自感现象演示仪;干电池;mp3;音箱;变压器;小线圈;小灯泡;导线若干，

学生用(8人一组)：带铁芯的线圈;抽掉打火装置的打火机;干电池(6V);电键;导线等。

八、教学流程(第一学时)

(一)互感

情境创设：利用可拆变压器进行实验，原线圈接在电源，使副线圈电路中的灯泡发光

提出问题：两个线圈之间并没有导线连接，灯泡为什么能发光?

理论探究：引导学生通过已学知识分析，学生思考后解释原因。

引入课题：互感现象。

1.当一个线圈中电流变化，在另一个线圈中产生感应电动势的现象，称为互感。

互感现象中产生的感应电动势，称为互感电动势。

2.应用互感：变压器;收音机的“磁性天线”。

演示：声音电信号互感现象，让互感线圈一个接mp3,一个接音放。

3.减小互感：互感现象可发生于任何两个相互靠近的电路之间。在电力工程和电子电路中，互感现象有时会影响电路的正常工作，要采取措施屏蔽。例举数据线。

过渡语：当一个线圈的电流变化时，它的变化磁场在邻近的电路中激发了感应电动势，那么它会不会在自身的线圈中也激发感应电动势呢?

(二)自感

情景创设：让几位同学按如图1“串联”在电路里，电源4节干电池

操作方法：

.闭合开关前，学生体验-―――"无感觉";

.闭合开关后，学生体验-―――"无感觉";

.断开开关瞬间，学生突然受到电击-―――"迅速收回双手”

引入课题四节干电池何以使这么多同学同时受到电击?学生对此引发的思维疑问和惊奇而提出问题，

提出问题：1.电源断开了，电从何处激发而来?2.是发生电磁感应吗?3.假若是，能解释上面的现象吗?

学生探究，学生交流后解释原因，Ppt演示。学生估算自己所承受的瞬间电压。

得出结论1：当电流减少时，线圈中能产生电磁感应现象。感应电流方向与原电流方向相同，阻碍电流的减少，推迟了电流减少的时间。

再次提出问题：电流增大时，又会是怎样的情景呢?

猜想：可能是线圈发生电磁感应现象

假设：假设线圈发生电磁感应现象

理论分析:感应电动势阻碍电流的增加，电流不会立即达到，只能缓慢增加，即有延时性

鼓励学生设计实验：选出学生设计的通电自感实验电路图如下?请大家分析是否合理?如果不合理，请提出改进方案

分析讨论：

方案1如图甲(无法判断。不合理)

方案2如图乙(开关闭合瞬间灯泡能发光。由于灯泡的明暗快慢变化显示了线圈中电流的变化情况，但是一个灯泡没有对比，无法说明问题，无法说明问题。不合理)

方案3如图丙(同规格灯泡，将调到既能看到延时，又能对比，合理)

方案3预测：开关闭合瞬间，灯立即变亮，逐渐变亮的现象

分析原因可知由楞次定律，在通电瞬间，线圈电流增大时，穿过线圈的磁通量增加，线圈中产生生感应电动势(自感电动势)，它阻碍了线圈中电流的增大，推迟了电流达到常值的时间，因此出现逐渐变亮的现象。这种阻碍有别于阻止。最终达到正常值。

进行实验，证实猜测。

得出结论2：与预测相同

当电流增加时，线圈中能产生电磁感应现象。感应电流方向与原电流方向相反，阻碍电流的增加，推迟了电流增加的时间。

引出定义：

自感:1.由于导体(如：线圈)本身的电流发生变化而产生的电磁感应现象，叫自感现象。

2.自感现象中产生的电动势叫自感电动势。

自感电动势的作用：阻碍导体中自身的电流变化。

注意：“阻碍”不是“阻止”，电流原来怎么变化还是怎么变，只是变化变慢了，即对电流的变化起延迟作用。

自感的利用与防护：利用：自感现象在各种电器设备和无线电技术中有广泛的应用，自感线圈是交流电路的重要元件。以后的学习会讲到。

例日光灯等;燃气灶打火制造精密电阻等

防护：变压器、电动机等器材都有很大的线圈，当电路断开时会产生很大的电动势，使开关产生电火花，引起人身伤害，因此电动机等大功率用电器开关把开关浸在绝缘油中，避免出现电火花。

(三)、学生分组实验：模拟打火装置或没有防护措施的电动机开关断开的情景

(四)、学以致用：问题：1.画出断电前后，通过线圈电流

2.断电时灯泡将做出怎样的反应?

实验验证。

(五)、要点回顾：

要点1无论是外界引起的磁通量变化，还是自身引起的磁通量变化，只要穿过回路的磁通量发生了变化，都能产生感应电动势(这是我们对电磁感应的进一步理解.)

要点2自感电动势总是阻碍电流的变化。显示出“电惯性”其方向与电流方向的关系为：增反减同

要点3自感的效果是延迟了电流变化的时间

科学方法经历：猜想、假设、理论推理、设计实验、验证、得出结论。

结束语：上面我们研究了自感电动势的方向，那么自感电动势的大小与什么因素有关呢?下一节继续探究。

(六)、作业，查阅资料，了解电感镇流器日光灯的构造和分析镇流器工作原理

(七)教学反思：本节课的课题是《互感与自感》，教学目标顺利达成，教学中较好的体现了新课程理念，课堂气氛活跃，学生学习兴趣浓厚，较好的突破了教学难点。这节课的设计比较新颖，不拘泥于教材。加强了学生的体验，互动和探究。实践证明有很强的可行性。具体如下。

对于互感，我通过变压器互感使灯泡发光和通过MP3音乐互感使音箱发音，使学生通过看和听真切的感受到了互感的存在，从生活走向物理，大大诱发了学生的学习兴趣。

对于自感部分的教学，我做了较大的改进。书上是直接给出了两个通电和断电实验，而我却采用了让学生先做了一个“有惊无险”的断电自感实验，使学生体验深刻，很好的激起了学生的探究欲望。这个实验的另一优点是，学生参与面广，师生互动，且器材易得，改装方便。

对于通电自感，与教材相比，我也做了很大的改进。把这一内容设计成了探究课。通过猜想、设计实验、预测结果、实验验证、得出结论的方法，使学生经历了比较完整的科学探究过程，也使学生对知识的理解和能力的提高很好地结合起来。

最后，又通过学生分组实验，利用断电自感，模拟打火装置，使物理走向社会，学生感受到了学物理的意义。同时进一步提高了学物理的兴趣。

高二物理学科优秀教学设计3

1.牛顿第一定律:一切物体总保持匀速直线运动状态或静止状态，直到有外力迫使它改变这种运动状态为止.

(1)运动是物体的一种属性，物体的运动不需要力来维持.

(2)定律说明了任何物体都有惯性.

(3)不受力的物体是不存在的.牛顿第一定律不能用实验直接验证.但是建立在大量实验现象的基础之上，通过思维的逻辑推理而发现的.它告诉了人们研究物理问题的另一种新方法:通过观察大量的实验现象，利用人的逻辑思维，从大量现象中寻找事物的规律.

(4)牛顿第一定律是牛顿第二定律的基础，不能简单地认为它是牛顿第二定律不受外力时的特例，牛顿第一定律定性地给出了力与运动的关系，牛顿第二定律定量地给出力与运动的关系.

2.惯性:物体保持匀速直线运动状态或静止状态的性质.

(1)惯性是物体的固有属性，即一切物体都有惯性，与物体的受力情况及运动状态无关.因此说，人们只能“利用”惯性而不能“克服”惯性.

(2)质量是物体惯性大小的量度.

3.牛顿第二定律:物体的加速度跟所受的外力的合力成正比，跟物体的质量成反比，加速度的方向跟合外力的方向相同，表达式F 合 =ma

(1)牛顿第二定律定量揭示了力与运动的关系，即知道了力，可根据牛顿第二定律，分析出物体的运动规律;反过来，知道了运动，可根据牛顿第二定律研究其受力情况，为设计运动，控制运动提供了理论基础.

(2)对牛顿第二定律的数学表达式F 合 =ma，F 合是力，ma是力的作用效果，特别要注意不能把ma看作是力.

(3)牛顿第二定律揭示的是力的瞬间效果.即作用在物体上的力与它的效果是瞬时对应关系，力变加速度就变，力撤除加速度就为零，注意力的瞬间效果是加速度而不是速度.

(4)牛顿第二定律F 合 =ma，F合是矢量，ma也是矢量，且ma与F 合的方向总是一致的.F合可以进行合成与分解，ma也可以进行合成与分解.

4. 牛顿第三定律:两个物体之间的作用力与反作用力总是大小相等，方向相反，作用在同一直线上.

(1)牛顿第三运动定律指出了两物体之间的作用是相互的，因而力总是成对出现的，它们总是同时产生，同时消失.

(2)作用力和反作用力总是同种性质的力.

(3)作用力和反作用力分别作用在两个不同的物体上，各产生其效果，不可叠加.

5.牛顿运动定律的适用范围:宏观低速的物体和在惯性系中.

6.超重和失重

(1)超重:物体有向上的加速度称物体处于超重.处于超重的物体对支持面的压力F N (或对悬挂物的拉力)大于物体的重力mg，即F N =mg+ma.

(2)失重:物体有向下的加速度称物体处于失重.处于失重的物体对支持面的压力FN(或对悬挂物的拉力)小于物体的重力mg.即FN=mg-ma.当a=g时F N =0，物体处于完全失重.

(3)对超重和失重的理解应当注意的问题

不管物体处于失重状态还是超重状态，物体本身的重力并没有改变，只是物体对支持物的压力(或对悬挂物的拉力)不等于物体本身的重力.

超重或失重现象与物体的速度无关，只决定于加速度的方向.“加速上升”和“减速下降”都是超重;“加速下降”和“减速上升”都是失重.

在完全失重的状态下，平常一切由重力产生的物理现象都会完全消失，如单摆停摆、天平失效、浸在水中的物体不再受浮力、液体柱不再产生压强等.

7、处理连接题问题----通常是用整体法求加速度，用隔离法求力。

高二物理学科优秀教学设计4

一、教材内容分析

本节课为人教版物理教材选修3-1第一章第四节电势能和电势部分内容，是学生在初步接触了电场、电场强度、匀强电场基本知识之后的深入探讨电场性质的复杂内容，内容抽象，学生不容易建立物理情境。本节内容与以往的知识内容也没有与太多的联系，具有可比性的内容便是重力势能，对于学生来说是难点中的难点。但是学生对于本节知识内容的理解却是学习后面知识的基础，对于学生认识未知世界有着至关重要的作用。是学生从形象思维到抽象思维建立的良好契机。

二、教学目标(知识，技能，情感态度、价值观)

1.学生通过探究活动得出电场力做功特点;通过复习功是能量转化的量度建立电势能的概念;通过重力做功与重力势能之间的关系掌握电势能和电场力做功之间的关系。

2.学生通过复习旧知掌握新知，掌握知识的迁移方法;通过形象的类比理解抽象的知识内容，初步掌握建立模型构建新知识的技能。

3.学生通过最初状态下建立的物理概念与实际的冲突，体会适应社会的重要，建立正确的人生观和价值观。

三、学习者特征分析

学生处于高一末期，思维形式开始由形象思维向抽象思维转化，并且有着非常迫切的愿望冲破自己的思维限制。建立生活中没有且不容易建立的模型对于高一学生来说存在一定的困难，但是学生在这个年龄段却有着追求真理、勇于探索的特点，正是培养建立抽象思维的时期。

四、教学策略选择与设计

本节课通过预设学生已知与未知之间的冲突，引起学生学习兴趣，建构物理模型;引导学生注意自己思维形式的变化激发学生学习兴趣;通过课件，演示重力势能和电势能之间的类比突破教学难点;通过适当采用探究、合作相结合的教学模式和设计，增强学习的效果。

五、教学环境及资源准备

根据本节课不容易寻找生活中的原型的特点，采用多媒体课件建立情境，用到多媒体课件，采用网上下载和改编的形式准备课件资源;教学过程中的小组合作探究，需要建立学习小组。

高二物理学科优秀教学设计5

【教学目标、重难点】

本节课是司南版高中《物理》3-2的内容。

根据课程标准及学生特点，我确定教学目标如下:

(1)探究影响感应电动势大小的因素，理解法拉第电磁感应定律。

(2)体会电磁感应定律对生产生活的影响，培养理论联系实际的能力。

本节课的教学重点是：法拉第电磁感应定律。

教学难点是：探究影响感应电动势大小因素的实验设计。

【教学方法】

基于以上特点，我采取的是教师引导下科学探究的方法进行教学。

【教学设计】

我的教学设计分为如下三个部分：

1.学生猜想

让学生回顾前面学习的感应电流的三个探究实验以及感应电动势的概念，猜想感应电动势的大小与哪些因素有关。

有学生猜想：与磁通量变化量△Ф有关，还有学生猜想与磁通量的变化率△Φ/△t有关。

教师通过多媒体展示一根导体棒切匀速切割磁感线的过程，推导磁通量变化率，其中△Φ是等于B乘以△S，而△S又等于L乘以v△t(指到PPT)，该式中，消去△t，得到：△Φ/△t=BLv，教师并指明当B、L一定时，磁通量的变化率(△Φ/△t)就取决于速度v。

(这里，我对教材做了重大处理，目的是为了让学生明白要控制磁通量变化率不变就是要控制速度v不变，要改变磁通量变化率就是要改变速度v。这就为后面的师生共同探究奠定了重要的基础。)

接下来是对学生的猜想进行实验探究，我将探究实验分为学生探究实验和教师演示实验两个部分。

2、学生探究实验

我把学生分为两组，分发如图实验器材，让学生自主探究。由于实验器材不够精密，学生只能发现△Φ/△t越大，E就越大，而很难发现E与△Ф到底有没有关系。实验室又没有现成的实验装置可以解决这个问题，教师在反复研究的基础上，利用强磁铁、轨道、小车、线框、光电门、传感器，精心设计了这么一套实验装置，它不仅可以探究E与△Ф是否有关、还可以探究E与△Φ/△t的关系，具体探究过程见片段教学。

3.师生共同探究实验

详见片段教学。

4.推导法拉第电磁感应定律的公式

通过师生共同探究可以发现感应电动势与磁通量的变化率成正比，即E=k△Φ/△t，这就是法拉第电磁感应定律。若公式中各物理量均采用国际单位制，k就等于1，此时E=△Φ/△t，如果线圈是N匝，E又等于N△Φ/△t。

(课件)在导体棒匀速切割磁感线的特殊情况下，N=1，B⊥v，E还可以表示为BLv。

5.电磁感应定律在电磁流量计中的应用

关于应用，以福州污水处理厂为例，该厂利用电磁流量计记录污水的瞬时流量和累计流量，而电磁流量计正是利用电磁感应定律的原理制成的。

当管内污水流动时，相当于总是有一段和ab一样长的导体棒在以流速v切割磁感线，而切割产生的感应电动势E=Blv，我们可以用检测电极测出E，由于B、L一定，也就间接测出污水的流速v，从而可以计算出污水的瞬时流量和累积流量。