電勢能與電勢教學設計

1、電勢能和電勢教學設計黃孝國 皖郎溪縣職業(yè)教育中心(242131)【教材分析】本節(jié)內容為高二物理選修31中第一章靜電場中第四節(jié)的教學內容，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，而與電荷經(jīng)過的路徑無關的結論。進而指出這個結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。由于學習重力勢能時沒有學習與電勢相對應的物理量，如

2、“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生體會到電勢能的大小與試探電荷的電荷量有關，不能用來描述電場的性質。要讓學生帶著尋找一個與試探電荷無關的、完全由電場的性質決定的、可以描述電場能的性質的物理量去學習。等勢面的概念是類比地理中的等高線引入的，這一概念學生不難把握，最后教材介紹了等勢面的性質及用途。在闡述“等勢面一定與電場線垂直”這一性質時，教材運用了反證法。本節(jié)內容對學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目標】1知識與技能（1）通過討論靜電力對試探電荷做功，知道靜電力做功與路徑無關的特點。（2）將靜電力做功與重力做功進行類比，

3、理解靜電力做功與電勢能變化的關系。認識電勢能的相對性。（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過程與方法（1）通過與前面知識的結合，理解電勢能的變化與靜電力做的功的關系，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）通過學生的理論探究，培養(yǎng)學生分析問題、解決問題的能力。培養(yǎng)學生利用物理語言分析、思考、描述概念和規(guī)律的能力。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抽象物理概念，增強科學探究的價值觀。（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重

4、點】明確靜電力做功與電勢能變化之間的關系，培養(yǎng)學生的科學探究能力。【教學難點】1.電勢能概念的建立。2.通過類比、猜想論證，歸納總結出靜電力做功與電勢能變化之間的關系?！窘虒W課時】2課時（第1課時討論靜電力做功和電勢能，第2課時討論電勢和等勢面。本教學設計為第1課時）【教學器材準備】多媒體教學【教學方法】類比探究、分析歸納、討論、講授【教學思路】電勢能和電勢的概念對學生來說是比較抽象陌生的，當然也很難接受。而我們結合教材通過類比探究、猜想論證，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。可以從提高學生的思維

5、品質的角度來滲透類比法，運用類比法，在類比和猜想中增強學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，在教學相長、動態(tài)生成中完成教學目標，使課堂充滿活力?！窘虒W過程】復習前面相關知識。1重力做功與重力勢能的變化及二者之間的關系。重力做功與路徑無關，僅與物體始末位置有關。重力做正功，物體的重力勢能減少，重力做負功（或物體克服重力做功），物體的重力勢能增加。2復習功和能量的關系。功是能量轉化的量度。引入新課。第四節(jié)、電勢能和電勢（板書）（第1課時）一、靜電力做功的特點（板書）讓試探電荷q在電場強度為E的勻強電場中沿幾條不同路徑從A點運動到B點，我們來計算這幾種情況下靜電力對電荷所

6、做的功。分析三種情況下的電場力做功的數(shù)據(jù)結果（），結合具體的問題情景，從中找到共同點和不同點，聯(lián)系前面所學的知識，歸納得出以下結論。靜電力做的功只與電荷的始末位置有關，與電荷經(jīng)過的路徑無關。（板書）此結論對于非勻強電場也是成立的。（板書）（說明：證明已超出了中學物理的要求，所以不必探究，只需知道結論即可。）由于靜電力做功也與路徑無關，僅與電荷始末位置有關，所以電荷在電場中也具有與位置有關的勢能。（轉到第二點：電勢能）二、電勢能（板書）討論1：靜電力做功與電勢能變化的關系通過類比，讓學生從中感受到新知識的得出是建立在已有知識的基礎上的。歸納總結：電荷在電場中移動，如果靜電力做正功，則電勢能減少，

7、靜電力做負功，則電勢能增加，即靜電力做功等于電勢能的減少量。（板書） （板書）討論2：對不同的電荷從A運動到B的過程中，電勢能的變化情況：正電荷從A運動到B電場力做正功，即有，則，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）負電荷從A運動到B電場力做負功（或克服電場力做功），即有，則，電勢能增加。 負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：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？引導學生思考討論：（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）電場中沒有電荷或

8、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）電勢能是標量，單位是能量單位：焦耳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“一個點對應一個確定的值”。我們不妨假設電荷從電勢能為零處沿不同路徑移動到電場中另一點，如果移動電荷時靜電力做的功不同，那么，同一電荷在同一點的“勢能”就不同，這樣，點的勢能就沒有了確定的意義，所以，也就不能建立電勢

9、能的概念。討論4：求電荷在某點處具有的電勢能。如求下圖A點的電勢能。引導學生類比分析：如何求出A點的重力勢能呢？進而聯(lián)系到電勢能的求法。則 EpAWAB （以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“無窮遠處”是把在該處試探電荷已不能探測到電場了。拓展：求電荷在電場中A、B兩點具有的電勢能高低。將電荷由A點移動到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點電勢能大于在B點的電勢能。反之靜電力做負功，電勢能增加，電荷在A點電勢能小于在B點的電勢能。（板書）通過對不同內容的拓展，引導學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，達到對物理學習全面化的探究要求。本課小結：1.靜電力做功與電荷的始末位置有關，與電荷經(jīng)過的路徑無關。2.靜電力做功等于電勢能的減少。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.本節(jié)課的探究思路（如下圖）提出問題將陌生的對象與熟悉的對象