【核心素養(yǎng)目標(biāo)】中職物理（通用類）高教版（2023） 5.2 電勢(shì)能 電勢(shì) 電勢(shì)差 同步教案（表格式）

第第頁【核心素養(yǎng)目標(biāo)】中職物理（通用類）高教版（2023）5.2電勢(shì)能電勢(shì)電勢(shì)差同步教案（表格式）主題五電與磁及其應(yīng)用

第二節(jié)電勢(shì)能電勢(shì)電勢(shì)差教學(xué)設(shè)計(jì)案例

課程內(nèi)容第二節(jié)電勢(shì)能電勢(shì)電勢(shì)差

課程類型啟發(fā)講授課課時(shí)2學(xué)時(shí)

教材內(nèi)容分析本節(jié)主要讓學(xué)生通過實(shí)驗(yàn)，知道靜電場(chǎng)中的電荷具有電勢(shì)能，能夠分析電荷在電場(chǎng)中的不同位置具有的電勢(shì)能。了解用比值定義電勢(shì)的方法，知道其物理含義。理解電勢(shì)差的概念，能進(jìn)行簡(jiǎn)單的計(jì)算。了解勻強(qiáng)電場(chǎng)中電場(chǎng)強(qiáng)度與電勢(shì)差的關(guān)系。

學(xué)情分析本節(jié)內(nèi)容都是學(xué)生以前沒有學(xué)習(xí)過的內(nèi)容，而且又比較抽象，因此對(duì)學(xué)生來說都是難點(diǎn)。但這部分內(nèi)容又很重要，可以讓學(xué)生更深刻地理解電能，理解電壓概念的來歷，對(duì)電學(xué)專業(yè)學(xué)生將來的職業(yè)發(fā)展起著重要的基礎(chǔ)作用。因此教師可以借助類比、分析、演繹、歸納、數(shù)學(xué)等方法幫助學(xué)生理解，克服這一部分難點(diǎn)。

教學(xué)目標(biāo)1．建構(gòu)電勢(shì)能、電勢(shì)、電勢(shì)差的概念，形成電場(chǎng)中的電荷具有電勢(shì)能、沿著電場(chǎng)線的方向電勢(shì)降低、電勢(shì)差就是電場(chǎng)中兩點(diǎn)之間的電勢(shì)之差等物理觀念，并能應(yīng)用其解釋生產(chǎn)、生活中的現(xiàn)象。

2．了解推理電場(chǎng)中的電荷具有電勢(shì)能的演繹方法、定義電勢(shì)的比值定義法以及將電勢(shì)能與重力勢(shì)能、電勢(shì)與高度相類比的方法。了解描述電勢(shì)差的概念以及勻強(qiáng)電場(chǎng)中電勢(shì)差與電場(chǎng)強(qiáng)度的關(guān)系時(shí)使用的數(shù)學(xué)、歸納等科學(xué)論證方法。

3．觀察“研究電場(chǎng)對(duì)電荷能量的影響”等演示實(shí)驗(yàn)，增加對(duì)電勢(shì)能的感性認(rèn)識(shí)，增強(qiáng)實(shí)驗(yàn)觀察素養(yǎng)。了解電勢(shì)差與電場(chǎng)強(qiáng)度的關(guān)系在生產(chǎn)中的應(yīng)用，增強(qiáng)技術(shù)運(yùn)用素養(yǎng)。

4．通過對(duì)電勢(shì)能等相關(guān)問題的討論，增強(qiáng)合作交流的意識(shí)和能力。了解靜電除塵等內(nèi)容，增強(qiáng)保護(hù)環(huán)境的社會(huì)責(zé)任感。

教學(xué)重點(diǎn)讓學(xué)生建構(gòu)電勢(shì)能、電勢(shì)、電勢(shì)差的概念，了解勻強(qiáng)電場(chǎng)中電勢(shì)差與電場(chǎng)強(qiáng)度的關(guān)系。

教學(xué)難點(diǎn)建構(gòu)電勢(shì)能的概念，運(yùn)用類比方法判斷電荷在電場(chǎng)中不同位置電勢(shì)能的增減。運(yùn)用類比方法建構(gòu)電勢(shì)的概念。

教學(xué)策略讓學(xué)生通過自主學(xué)習(xí)與合作學(xué)習(xí)了解新知識(shí)，形成新觀念，提高實(shí)驗(yàn)觀察能力，受到科學(xué)方法熏陶。

主要教法啟發(fā)式講授、演示實(shí)驗(yàn)、組織合作學(xué)習(xí)

主要學(xué)法自主學(xué)習(xí)、觀察實(shí)驗(yàn)、思考討論、合作學(xué)習(xí)

教學(xué)資源多媒體課件展示系統(tǒng)、靜電感應(yīng)起電機(jī)1臺(tái)、帶橫桿的鐵架臺(tái)1個(gè)、用棉線拴著的小箔筒1個(gè)、帶絕緣底座直徑約6cm的金屬球1個(gè)等。

課堂實(shí)施

教學(xué)環(huán)節(jié)教學(xué)內(nèi)容教師活動(dòng)學(xué)生活動(dòng)設(shè)計(jì)意圖

課前準(zhǔn)備1.什么是電勢(shì)能？2.如何判斷某電荷在電場(chǎng)中兩點(diǎn)的電勢(shì)能的多少？3.什么是類比方法？4.什么是電勢(shì)？5.如何判斷電場(chǎng)中電勢(shì)的高低？6.什么是電勢(shì)差？7.勻強(qiáng)電場(chǎng)中電勢(shì)差與電場(chǎng)強(qiáng)度的關(guān)系是什么？1.安排學(xué)生進(jìn)行預(yù)習(xí)（閱讀教材、觀看老師提供的微課視頻）。2.就學(xué)生提出的問題進(jìn)行有針對(duì)性地備課，準(zhǔn)備在課堂上學(xué)生討論時(shí)給予指導(dǎo)。對(duì)教材和教學(xué)視頻進(jìn)行學(xué)習(xí)和思考，并與同學(xué)討論其中發(fā)現(xiàn)的問題，將疑問反饋給老師。讓學(xué)生通過課前自主學(xué)習(xí)，發(fā)現(xiàn)自己不理解的問題，準(zhǔn)備到課堂上與同學(xué)討論，與老師交流，解決疑問。

課堂實(shí)施新課引入創(chuàng)設(shè)情境：在初中物理中我們已學(xué)過，在如圖所示的電路中，要想讓電路中的白熾燈正常工作，就要在其兩端加上電壓。展示圖片、提問：電壓是什么？電流經(jīng)過用電器后，發(fā)生了什么變化？觀看、思考激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)動(dòng)力，明確學(xué)習(xí)目標(biāo)。

新課教學(xué)演示實(shí)驗(yàn)：研究電場(chǎng)對(duì)電荷能量的影響將小箔筒用棉線豎直懸掛在A點(diǎn)，如圖所示，讓它帶上正電荷q，小箔筒處于最低位置。當(dāng)我們將帶正電荷Q的金屬球從遠(yuǎn)處移到A點(diǎn)附近時(shí)，觀察小箔筒位置發(fā)生的變化。進(jìn)行演示實(shí)驗(yàn)，組織合作學(xué)習(xí)，提問：小箔筒上的正電荷q處于金屬球的電場(chǎng)中后具有了做功的本領(lǐng)，即具有了一定的，可將小箔筒從A移動(dòng)到B。在此過程中，正電荷q的一部分轉(zhuǎn)化為小箔筒的重力勢(shì)能。觀看、討論、合作學(xué)習(xí)，回答：正電荷q處于電場(chǎng)中后具有了一定的能量，可將小箔筒從A點(diǎn)移動(dòng)到B點(diǎn)。在此過程中，正電荷q的一部分能量轉(zhuǎn)化為小箔筒的重力勢(shì)能。通過實(shí)驗(yàn)，增強(qiáng)學(xué)生對(duì)電勢(shì)能的感性認(rèn)識(shí)。

物理學(xué)中，把電場(chǎng)中的電荷由于受到電場(chǎng)力的作用而具有的能量稱為電勢(shì)能，用Ep表示。電勢(shì)能是標(biāo)量，它的國(guó)際單位制單位是J（焦）。講述傾聽、記憶幫助學(xué)生建構(gòu)電勢(shì)能的概念。

處于地球表面的物體，可以認(rèn)為處于重力場(chǎng)中。當(dāng)物體由高處豎直下落位移h時(shí)，重力做正功mgh，物體的重力勢(shì)能將減少mgh；反之，當(dāng)物體由低處豎直上升位移h時(shí)，重力做負(fù)功mgh，物體的重力勢(shì)能將增加mgh。電場(chǎng)中電荷的電勢(shì)能與重力場(chǎng)中物體的重力勢(shì)能在這方面相類比：在電場(chǎng)中，當(dāng)電荷從一點(diǎn)移動(dòng)到另一點(diǎn)時(shí)，如果電場(chǎng)力對(duì)電荷做了多少正功，電荷的電勢(shì)能就減少多少；如果電場(chǎng)力對(duì)電荷做了多少負(fù)功，電荷的電勢(shì)能就增加多少。電場(chǎng)中，電場(chǎng)力做功和電勢(shì)能變化之間的關(guān)系可以歸納為WAB=EpA－EpB上式中的WAB是電荷從A點(diǎn)移動(dòng)到B點(diǎn)時(shí)電場(chǎng)力做的功，EpA是電荷在A點(diǎn)具有的電勢(shì)能，EpB是電荷在B點(diǎn)具有的電勢(shì)能。使用類比方法，講解電場(chǎng)中的電勢(shì)能的規(guī)律。傾聽、理解、記憶讓學(xué)生通過類比方法，了解電荷在電場(chǎng)中所具有的電勢(shì)能的規(guī)律。

例如，在如圖所示的電場(chǎng)中，一個(gè)正電荷在電場(chǎng)力F1的作用下，從A點(diǎn)移動(dòng)到B點(diǎn)時(shí)，電場(chǎng)力做正功，因此可知正電荷在A點(diǎn)的電勢(shì)能多，在B點(diǎn)的電勢(shì)能少；一個(gè)負(fù)電荷在電場(chǎng)力F2的作用下，從D點(diǎn)移動(dòng)到C點(diǎn)時(shí)，電場(chǎng)力也做正功，因此可知負(fù)電荷在D點(diǎn)的電勢(shì)能多，在C點(diǎn)的電勢(shì)能少。展示圖片、列舉實(shí)例講解判斷電勢(shì)能多少的方法。觀看、傾聽、理解引導(dǎo)學(xué)生進(jìn)一步理解電勢(shì)能的規(guī)律。

【思維與方法】類比方法類比方法是根據(jù)兩個(gè)（或兩類）對(duì)象之間在某些方面的相同或相似，而猜測(cè)它們?cè)谄渌矫嬉部赡芟嗤蛳嗨频耐评矸椒?。講述傾聽讓學(xué)生了解科學(xué)方法。

在地球表面，我們可以直接判斷出一個(gè)物體重力勢(shì)能的多少：同一個(gè)物體在高處的重力勢(shì)能多，在低處的重力勢(shì)能少。即物體重力勢(shì)能的多少與物體地理位置的高度有直接的關(guān)系。同樣，人們?yōu)榱四軌蛑庇^地比較電荷在電場(chǎng)中的電勢(shì)能的多少，把放在電場(chǎng)中某一點(diǎn)的電荷所具有的電勢(shì)能Ep與電荷量q的比值稱為該點(diǎn)的電勢(shì)。電勢(shì)一般用符號(hào)V來表示：電勢(shì)是標(biāo)量，它的國(guó)際單位制單位是V（伏）。使用類比方法，講解電勢(shì)的概念。傾聽、理解、記憶通過類比方法，幫助學(xué)生建構(gòu)電勢(shì)的概念。

經(jīng)過長(zhǎng)期實(shí)踐，人們歸納出電場(chǎng)中電勢(shì)的高低可以根據(jù)電場(chǎng)線的方向來判斷：沿著電場(chǎng)線的方向，電勢(shì)越來越低。電場(chǎng)中的電勢(shì)與地球上的高度一樣，都是相對(duì)的。要確定某一點(diǎn)的電勢(shì)，首先要選擇一個(gè)零電勢(shì)點(diǎn)。例如，在一個(gè)勻強(qiáng)電場(chǎng)中有A、B、C、D四點(diǎn)，若選取D點(diǎn)為零電勢(shì)點(diǎn)，A、B、C三點(diǎn)的電勢(shì)就分別為30V、20V、10V，如圖所示。若選取A點(diǎn)為零電勢(shì)點(diǎn)，B、C、D三點(diǎn)的電勢(shì)就分別為－10V、－20V、－30V，如圖所示。零電勢(shì)點(diǎn)的選取可以是任意的。實(shí)踐中，常選取大地或儀器的公共地線為零電勢(shì)點(diǎn)。展示圖片，講解電勢(shì)的特點(diǎn)及零電勢(shì)點(diǎn)的選取方法。觀看、傾聽、理解、記憶讓學(xué)生了解電場(chǎng)中電勢(shì)的特點(diǎn)及零電勢(shì)點(diǎn)的選取方法。

【思考與討論】與同學(xué)討論，根據(jù)Ep=qV可演繹出：對(duì)于一個(gè)正電荷來說，在電勢(shì)高處，電勢(shì)能；在電勢(shì)低處，電勢(shì)能。而對(duì)于負(fù)電荷來說，在電勢(shì)高處，電勢(shì)能；在電勢(shì)低處，電勢(shì)能。（填“多”或“少”）組織學(xué)生合作學(xué)習(xí)、巡視、指導(dǎo)、答疑合作學(xué)習(xí)、觀察、討論、質(zhì)疑引導(dǎo)學(xué)生分析應(yīng)用電勢(shì)的概念，判斷電荷在電場(chǎng)中不同處電勢(shì)能的多少。

電場(chǎng)中任意兩點(diǎn)的電勢(shì)之差，稱為這兩點(diǎn)的電勢(shì)差，也稱為電壓，用符號(hào)U表示。若電場(chǎng)中A、B兩點(diǎn)的電勢(shì)分別為VA和VB，則這兩點(diǎn)間的電勢(shì)差為UAB=VA－VB電勢(shì)差也是標(biāo)量，它的國(guó)際單位制單位也是V（伏）。在圖5-2-4中，A、B兩點(diǎn)間的電勢(shì)差UAB＝30V－20V＝10V；B、A兩點(diǎn)間的電勢(shì)差UBA＝20V－30V＝－10V。電場(chǎng)中某點(diǎn)電勢(shì)的大小與零電勢(shì)點(diǎn)的選取有關(guān)，其值是相對(duì)的。而任意兩點(diǎn)間的電勢(shì)差卻與零電勢(shì)點(diǎn)的選取無關(guān)，是絕對(duì)的。例如，在上兩圖中，不論選擇哪一點(diǎn)作為零電勢(shì)點(diǎn)，AD兩點(diǎn)間的電勢(shì)差始終是30V。展示圖片、講解電勢(shì)差的概念及特點(diǎn)。觀看、傾聽、理解、記憶幫助學(xué)生建構(gòu)電勢(shì)差的概念，了解電勢(shì)差的特點(diǎn)。

電源的作用就是給白熾燈提供電勢(shì)差，即電壓。白熾燈兩端，靠近電源正極的一端電勢(shì)高，靠近電源負(fù)極的一端電勢(shì)低。電荷流入白熾燈前的電勢(shì)能多，流出白熾燈后的電勢(shì)能少，減少的電勢(shì)能轉(zhuǎn)化為白熾燈的光能和熱力學(xué)能。展示圖片、講解，回應(yīng)“情境與問題”中的問題。觀看、傾聽、理解讓學(xué)生了解運(yùn)用所學(xué)概念解釋實(shí)際問題。

電勢(shì)差與電場(chǎng)強(qiáng)度是有聯(lián)系的。通過理論推導(dǎo)可以得出，在勻強(qiáng)電場(chǎng)中，沿電場(chǎng)強(qiáng)度方向的兩點(diǎn)間的電勢(shì)差等于電場(chǎng)強(qiáng)度與這兩點(diǎn)的距離的乘積。如圖所示，在某一勻強(qiáng)電場(chǎng)中，A、B兩點(diǎn)間的電勢(shì)差為UAB，距離為d，電場(chǎng)強(qiáng)度為E，則UAB＝Ed上式還可以寫成此公式說明，在勻強(qiáng)電場(chǎng)中，電場(chǎng)強(qiáng)度在數(shù)值上等于沿電場(chǎng)強(qiáng)度方向單位長(zhǎng)度的電勢(shì)差。由于電勢(shì)差UAB的單位是V，距離d的單位是m，因此，我們得到電場(chǎng)強(qiáng)度的另一個(gè)單位V/m（伏/米）。展示圖片、講解勻強(qiáng)電場(chǎng)中，電勢(shì)差與電場(chǎng)強(qiáng)度的關(guān)系。觀看、傾聽、理解、記憶讓學(xué)生了解勻強(qiáng)電場(chǎng)中，電勢(shì)差與電場(chǎng)強(qiáng)度的關(guān)系。

【應(yīng)用與拓展】靜電除塵以煤為燃料的工廠、電站，每天排出的煙塵帶走大量的煤粉，不僅浪費(fèi)燃料，而且造成嚴(yán)重的環(huán)境污染。利用圖5-2-7所示的靜電除塵器可以消除煙氣中的煤粉。展示圖片、組織學(xué)生自主學(xué)習(xí)、巡視、指導(dǎo)、答疑觀看、傾聽、理解讓學(xué)生了解靜電除塵技術(shù)中電勢(shì)差與電場(chǎng)強(qiáng)度關(guān)系的應(yīng)用。

自由討論本節(jié)的主要內(nèi)容講完了，同學(xué)還有哪些疑問，自由提問，小組討論，自由搶答。組織學(xué)生自由提問、討論，或回答問題。向老師提出自己的疑問、回答同學(xué)的問題。通過思想的碰撞，發(fā)展學(xué)生質(zhì)疑創(chuàng)新的核心素養(yǎng)。

歸納總結(jié)本節(jié)學(xué)習(xí)了電勢(shì)能、電勢(shì)、電勢(shì)差等概念，了解了勻強(qiáng)電場(chǎng)中電勢(shì)差與電場(chǎng)強(qiáng)度之間的關(guān)系，了解了類比等科學(xué)方法，受到了環(huán)境保護(hù)方面的教育等。歸納總結(jié)本節(jié)所學(xué)內(nèi)容。傾聽、記憶幫助學(xué)生鞏固所學(xué)。

課后提升書面作業(yè)

板書設(shè)計(jì)略。

評(píng)價(jià)反饋本節(jié)課堂上學(xué)生回答問題得到