《電勢能與電勢》教學(xué)設(shè)計

1、電勢能和電勢教學(xué)設(shè)計黃孝國 皖郎溪縣職業(yè)教育中心（242131242131）【教材分析】本節(jié)內(nèi)容為高二物理選修 3 3 1 1 中第一章靜電場中第四節(jié)的教學(xué) 內(nèi)容，第三節(jié)是電場強度，第五節(jié)是電勢差，本節(jié)起到承上啟下的作 用。教材從電場力對電荷做功的角度出發(fā)，得出在勻強電場中電場力 做功與電荷的始末位置有關(guān)，而與電荷經(jīng)過的路徑無關(guān)的結(jié)論。 進而 指出這個結(jié)論在任何電場中都是適用的。 并將電場力做功的特點與重 力做功的特點類比，說明電荷在電場中也是具有電勢能。 電場力做功 的過程就是電勢能變化的過程，它不能決定電荷在電場中某點的電勢 能，因此要選定一個電勢能零點。電勢的概念既是重點，也是難點。 由

2、于學(xué)習(xí)重力勢能時沒有學(xué)習(xí)與電勢相對應(yīng)的物理量，如“重力勢”，教材通過類比電場強度的定義方法來定義電勢。 在引入電勢概念之前 要先讓學(xué)生體會到電勢能的大小與試探電荷的電荷量有關(guān)，不能用來描述電場的性質(zhì)。要讓學(xué)生帶著尋找一個與試探電荷無關(guān)的、 完全由 電場的性質(zhì)決定的、可以描述電場能的性質(zhì)的物理量去學(xué)習(xí)。 等勢面 的概念是類比地理中的等高線引入的， 這一概念學(xué)生不難把握，最后 教材介紹了等勢面的性質(zhì)及用途。在闡述“等勢面一定與電場線垂直” 這一性質(zhì)時，教材運用了反證法。本節(jié)內(nèi)容對學(xué)生能力的提高和物理 知識的靈活運用起到了較好的促進作用?！窘虒W(xué)目標(biāo)】1 1 知識與技能(1) 通過討論靜電力對試探電荷

3、做功，知道靜電力做功與路徑 無關(guān)的特點。(2) 將靜電力做功與重力做功進行類比，理解靜電力做功與電 勢能變化的關(guān)系。認(rèn)識電勢能的相對性。(3)知道電勢的定義方法及其定義公式、單位。(4)知道等勢面的定義，知道電場線一定垂直于等勢面。2.2. 過程與方法(1) 通過與前面知識的結(jié)合，理解電勢能的變化與靜電力做的 功的關(guān)系，從而更好的理解電勢能和電勢的概念。(2)培養(yǎng)對知識的類比能力，以及對問題的分析、推理能力。(3) 通過學(xué)生的理論探究，培養(yǎng)學(xué)生分析問題、解決問題的能 力。培養(yǎng)學(xué)生利用物理語言分析、思考、描述概念和規(guī)律的能力。3.3. 情感、態(tài)度與價值觀(1) 嘗試運用物理原理和研究方法解決一些

4、抽象物理概念，增 強科學(xué)探究的價值觀。(2) 在研究問題時，要培養(yǎng)突出主要矛盾，忽略次要因素的思 維方法?！窘虒W(xué)重點】明確靜電力做功與電勢能變化之間的關(guān)系， 培養(yǎng)學(xué)生的科學(xué)探究 能力【教學(xué)難點】1.1. 電勢能概念的建立。2.2.通過類比、猜想論證，歸納總結(jié)出靜電力做功與電勢能變化之 間的關(guān)系?！窘虒W(xué)課時】2 2 課時（第 1 1 課時討論靜電力做功和電勢能，第 2 2 課時討論電勢和等勢面。本教學(xué)設(shè)計為第 1 1 課時）【教學(xué)器材準(zhǔn)備】多媒體教學(xué)【教學(xué)方法】類比探究、分析歸納、討論、講授【教學(xué)思路】電勢能和電勢的概念對學(xué)生來說是比較抽象陌生的，當(dāng)然也很難 接受。而我們結(jié)合教材通過類比探究、猜

5、想論證，將靜電力做功和電 勢能的變化與重力做功和重力勢能的變化進行科學(xué)的類比。類比電場強度的定義方法來定義電勢，將等勢面與地理中的等高線類比。 可以 從提高學(xué)生的思維品質(zhì)的角度來滲透類比法， 運用類比法，在類比和 猜想中增強學(xué)生邏輯思維能力形成物理概念和掌握物理知識。通過師生、生生的互動，在教學(xué)相長、動態(tài)生成中完成教學(xué)目標(biāo)，使課堂充 滿活力?！窘虒W(xué)過程】復(fù)習(xí)前面相關(guān)知識。1.1. 重力做功與重力勢能的變化及二者之間的關(guān)系。重力做功與 路徑無關(guān)，僅與物體始末位置有關(guān)。重力做正功，物體的重力勢能減 少，重力做負(fù)功（或物體克服重力做功），物體的重力勢能增加。2.2. 復(fù)習(xí)功和能量的關(guān)系。功是能量轉(zhuǎn)化

6、的量度。引入新課。第四節(jié)、電勢能和電勢（板書）（第 1 1 課時）一、靜電力做功的特點（板書）讓試探電荷 q q 在電場強度為 E E 的勻強電場中沿幾條不同路徑從 A A 點運動到 B B點，我們來計算這幾種情況下靜電力對電荷所做的功。（IIII 直線（2HIW2HIW 直線曲線分析三種情況下的電場力做功的數(shù)據(jù)結(jié)果 （W = qE AM|）,結(jié)合 具體的問題情景，從中找到共同點和不同點，聯(lián)系前面所學(xué)的知識， 歸納得出以下結(jié)論。靜電力做的功只與電荷的始末位置有關(guān)，與電荷經(jīng)過的路徑無 關(guān)。（板書）此結(jié)論對于非勻強電場也是成立的。（板書）（說明：證明已超 出了中學(xué)物理的要求，所以不必探究，只需知道

7、結(jié)論即可。）由于靜電力做功也與路徑無關(guān)，僅與電荷始末位置有關(guān)，所以電 荷在電場中也具有與位置有關(guān)的勢能。（轉(zhuǎn)到第二點：電勢能）二、電勢能（板書）討論 1 1：靜電力做功與電勢能變化的關(guān)系通過類比，讓學(xué)生從中感受到新知識的得出是建立在已有知識的 基礎(chǔ)上的歸納總結(jié):電荷在電場中移動，如果靜電力做正功，則電勢能減少，靜電力做負(fù)功，則電勢能增加，即靜電力做功等于電勢能的減少量。（板書）WAB= -（EpB E pA）二EpA E pB（板書）討論 2 2:對不同的電荷從 A A 運動到 B B 的過程中，電勢能的變化情況：正電荷從 A A 運動到 B B 電場力做正功，即有WAB0，則EpA- EpB

8、， 電勢能減少。正電荷順著電場線的方向移動，其電勢能逐漸減少。（板書）負(fù)電荷從 A A 運動到 B B 電場力做負(fù)功（或克服電場力做功），即有WAB:0，則EpA”：EpB，電勢能增加。負(fù)電荷順著電場線的方向移動，其電勢能逐漸增加。（板書） 討論 3 3:電勢能是否是電荷和電場這個系統(tǒng)所共有的 重力勢能是物體和地球這個系統(tǒng)所共有的，那么電勢能是否也是 電荷和電場所共有呢？引導(dǎo)學(xué)生思考討論：ms：A兩著進行真比.査找相同和不同之處（1 1） 電荷極性、電荷量及所處電場變化，其電勢能變化嗎？（變 化）（2 2） 電場中沒有電荷或空間不存在電場，還有電勢能嗎？（沒 有）對此分析得出：電勢能是電荷和電

9、場這個系統(tǒng)所共有的，與重力勢能相類似。（板 書）電勢能是標(biāo)量，單位是能量單位：焦耳 J J（板書）【思考與討論】 如果電荷沿不同路徑移動時靜電力做的功不一 樣，還能否建立電勢能的概念呢？為什么？不能，因為各種勢能都是空間點的函數(shù)，即一個點對應(yīng)一個確定 的值，如果做不到，就不可能定義某種勢能。分析某種力做功的特點， 就能知道是否“一個點對應(yīng)一個確定的值”。我們不妨假設(shè)電荷從電 勢能為零處沿不同路徑移動到電場中另一點P，如果移動電荷時靜電 力做的功不同，那么，同一電荷在同一點P的“勢能”就不同，這樣，P點的勢能就沒有了確定的意義，所以，也就不能建立電勢能的概念。討論 4 4：求電荷在某點處具有的電

10、勢能。 如求下圖 A A 點的電勢能。引導(dǎo)學(xué)生類比分析：如何求出 A A 點的重力勢能呢？進而聯(lián)系到電 勢能的求法。隊屋可知.A.B選B為步考點則EPA= WB（以 B B 為電勢能零點）電勢能具有相對性，電荷在某點的電勢能等于靜電力把它從該點推廣送B為參考點WbE臥EPEE吠WbEpc移動到零勢能位置時所做的功。（板書）通過把電荷離場源電荷（產(chǎn)生電場的電荷）無窮遠(yuǎn)處或電荷在大地表面上的電勢能規(guī)定為零。（板書）所謂“無窮遠(yuǎn)處”是把在該處試探電荷已不能探測到電場了。正點電荷的電場中負(fù)點電荷的電場中- F0&- E無限遠(yuǎn)E 無限遠(yuǎn)正電荷在電場中，具ED妁終為正 正電荷在電場中*其 Ep 妬

11、終為負(fù)負(fù)電荷在電場審.其 Ep 始終為賈 負(fù)電荷在電場申*其 Ep 始終舟正拓展：求電荷在電場中 A A、B B 兩點具有的電勢能高低。將電荷由 A A 點移動到 B B 點，根據(jù)靜電力做功情況判斷。若靜電力做功為正功，電勢能減少，電荷在 A A 點電勢能大于在 B B點的電勢能。反之靜電力做負(fù)功，電勢能增加，電荷在 A A 點電勢能小于在 B B 點的電勢能。（板書）通過對不同內(nèi)容的拓展，引導(dǎo)學(xué)生能通過自己對不同事例的分析，全面地思考問題，提高思維的深度和發(fā)散能力，達到對物理學(xué)習(xí)全面化的探究要求。本課小結(jié)：1.1. 靜電力做功與電荷的始末位置有關(guān)，與電荷經(jīng)過的路徑無關(guān)。2.2. 靜電力做功等于電勢能的減少。WAB二EpA -EpB3.3. 電荷在某點的電勢能等于靜電力把它從該點移到零勢能位置 時所做的功4.4. 本節(jié)課的探究思路（如