2022年人教版選修31電勢能和電勢

1、第一章1.4 電勢能、電勢一【 教材分析 】本節(jié)內(nèi)容為物理選修31 中第一章靜電場中第四節(jié)的教學(xué)內(nèi)容,它處在電場強度之后,位于電勢差之前,起到承上啟下的作用；它是課程教學(xué)中利用物理思維方法較多的一堂課,特殊是用類比的方法達到對新學(xué)問的探究,同時讓同學(xué)就詳細的物理學(xué)問遷 移埋下思維鋪墊；教材從電場對電荷做功的角度動身,推知在勻強電場中電場力做功與移動電荷的路徑無關(guān)； 進而指出這個結(jié)論對非勻強電場也是適用的,并與重力勢能類比,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的變化量,而不能打算電荷在電場中某點的電勢能的數(shù)值, 因此有必要規(guī)定電勢能零點；對同學(xué)才能的提高和對學(xué)問的遷移、敏

2、捷運用賜予了思維上的指導(dǎo)作用；二【 教學(xué)目標 】1學(xué)問與技能 懂得靜電力做功的特點、電勢能的概念、電勢能與電場力做功的關(guān)系； 懂得電勢的概念,知道電勢是描述電場的能的性質(zhì)的物理量； 明確電勢能、電勢、靜電力的功、電勢能的關(guān)系； 明白電勢與電場線的關(guān)系,明白等勢面的意義及與電場線的關(guān)系；2過程與方法 通過與前面學(xué)問的結(jié)合,懂得電勢能與靜電力做的功的關(guān)系,從而更好的明白電勢能和電勢的概念； 培育對學(xué)問的類比才能,以及對問題的分析、推理才能； 通過同學(xué)的理論探究,培育同學(xué)分析問題、解決問題的才能；培育同學(xué)利用物理語言分析、摸索、描述概念和規(guī)律的才能；3情感、態(tài)度與價值觀 嘗試運用物理原理和爭論方法解

3、決一些與生產(chǎn)、生活相關(guān)的實際問題,增強科學(xué)探究的價值觀；利用學(xué)問類比和遷移激發(fā)同學(xué)學(xué)習(xí)愛好,培育同學(xué)敏捷運用學(xué)問和對科學(xué)的求知欲； 利用等勢面圖象的對稱美,外形美以獲得美的享受、美的愉悅,自己畫圖,在學(xué)習(xí)學(xué)問的同時提高對美的感受力和鑒別力； 在爭論問題時,要培育突出主要沖突,忽視次要因素的思維方法；三【 教學(xué)重點和難點】1重點 懂得把握電勢能、電勢、等勢面的概念及意義；2難點 把握電勢能與做功的關(guān)系,并能用此解決相關(guān)問題；四【學(xué)情分析】通過對必修內(nèi)容的學(xué)習(xí),同學(xué)對功的運算,重力做功的特點,重力做功與重力勢能變化的關(guān)系, 能量守恒定律等內(nèi)容已相當(dāng)熟識,具備了學(xué)習(xí)本節(jié)內(nèi)容的學(xué)問前提,但建立起電勢能

4、的概念對同學(xué)來說相對比較困難的,由于電場的概念特殊抽象,特殊是從力與能量兩條線上同時爭論電場,讓同學(xué)感到有點“ 力不從心”生學(xué)習(xí)過程中要跨過的一個臺階,學(xué)問遷移及敏捷運用是學(xué)五【教學(xué)方法 】 理論、類比探究、分析歸納、爭論分析、應(yīng)用舉例、體驗探究 六【課前預(yù)備 】 掛圖 七【課時支配 】 2 課時 八【教學(xué)過程 】（一）預(yù)習(xí)檢查、總結(jié)疑問 1靜電力,電場強度概念,指出前面我們從力的性質(zhì)爭論電場,從本節(jié)起將從能量的 角度爭論電場；2復(fù)習(xí)功和能量的關(guān)系：如下列圖從靜電場中靜電力做功使摸索電荷獲得動能入手,提出問題：是什么轉(zhuǎn)化為摸索電荷的動能？（二）情形引入、展現(xiàn)目標；第四節(jié)、電勢能和電 勢 一、靜

5、電力做功的特點讓摸索電荷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,我們來運算這幾種情形下靜電力對電荷所做的功；W F|AB| qE|AB| WF|AB|cos qE|AB| WW1+W2+W 3+ 其中 FqE|AM| 分析三種情形下的做功的數(shù)據(jù)結(jié)果,結(jié)合詳細的問題情形, 從中找到共同點和不同點,聯(lián)系前面所學(xué)的學(xué)問,歸納得出相關(guān)的物理學(xué)問；從中發(fā)覺問題和學(xué)問結(jié)論；結(jié)論：靜電力做的功只與電荷的起始位置和終點位置有關(guān),與電荷經(jīng)過的路徑無關(guān)；拓展：該特點對于非勻強電場中也是成立的；二、電勢能查找類比點： 力做功只與物體位置有關(guān),屬于什么能？而與運動路徑無關(guān)的事例在物理中有

6、哪些呢？（移動物體時重力做的功與路徑無關(guān)同一物體在地面鄰近的同一位置才具有確定的重 力勢能；）摸索：靜電力做功也與路徑無關(guān),是否隸屬勢能？我們可以給它一個物理名稱嗎？1電勢能： 由于移動電荷時靜電力做功與移動的路徑無關(guān),這種勢能我們叫做電勢能；電勢能用 Ep表示；電荷在電場中也具有勢能,【摸索與爭論 】 假如做功與路徑有關(guān),那能否建立電勢能的概念呢？2爭論：靜電力做功與電勢能變化的關(guān)系通過學(xué)問的類比,讓同學(xué)能從中感受到新學(xué)問的得出也可以通過已有獵?。混o電力做的功等于電勢能的變化；功是能量變化的量度；電場力做多少功,電勢能就變化多少,在只受電場力作用下,電勢能與動能相互轉(zhuǎn)化,而他們總量保持不變；

7、W AB（ EpBEpA） EpAEP【摸索爭論 】對不同的電荷從A運動到 B的過程中,電勢能的變化情形：正電荷從 A運動到 B做正功,即有 WAB0,就 EpAEpB,電勢能削減； 正電荷順著電場線的方向其電勢能逐步削減； 負電荷從 A運動到 B做正功,即有 WABEpB,電勢能增加； EPB,電勢能增加； 負電荷順著電場線的方向其電勢能逐步降低；對此分析得出：電勢能為系統(tǒng)全部,與重力勢能相類似；3求電荷在某點處具有的電勢能 問題爭論：在上面爭論的問題中,請分析求出 A 點的電勢能為多少？同學(xué)摸索后無法直接求出,不妨就此鼓勵同學(xué),并提出類比方法；類比分析：如何求出 A點的重力勢能呢？進而聯(lián)系

8、到電勢能的求法；就 E pAWAB （以 B為電勢能零點）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撕所做的功；4零勢能面的挑選通常把電荷離場源電荷無限遠處的電勢能規(guī)定為零,或把電荷在大地表面上的電勢能 規(guī)定為零；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,依據(jù)靜電力做功情形判定；如靜電力做功為正功,電勢能削減,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 弄清正、負電荷在電場中電勢能的不同特點,判定其做功特點再進行判定；通過對不同內(nèi)容的拓展,引導(dǎo)同學(xué)能通過自己對不同事例的

9、分析,知道對問題考慮的 全面性有所明白,同時能正確熟識到在分析問題時仍應(yīng)當(dāng)摸索 問題的不同側(cè)面,達到對問 題的全面解決；提高思維的深度和發(fā)散才能,達到對物理學(xué)習(xí)全面化的探究要求；三、電勢 我們通過靜電力的爭論熟識了電場強度,現(xiàn)在要通過電勢能的爭論來熟識另一個物理 量 電勢；它同樣是表征電場性質(zhì)的重要物理量度；通過類比可見,如用左圖中的Ep/m,或右圖中的Ep/q ,它們的值是相同的；如何來表征這個相同的量呢？讓同學(xué)很快能想到用比值定義法來定義物理量,對學(xué)問活學(xué)活用；上面爭論的是特殊情形,下面我們來爭論一般情形：（如圖）EpAqE場Lcos 可見 , EpA與 q 成正比,即電勢能跟電荷量的比值

10、EpA/q 都是相同的；對電場中不同位置,由于 L 與 可以不同,所以這個比值一般是不同的；電荷在電場中某一點的電勢能與它的電荷量的比值,是由電場中這點的位置打算的,跟摸索電荷本身無關(guān)；得出結(jié)論后,引導(dǎo)同學(xué)類比電場的得來過程,提出新的物理量 電勢；1定義：電荷在電場中某一點的電勢能與他的電荷量的比值,叫做這一點的電勢；用 表示；表達式： Ep/q （與摸索電荷無關(guān)）2電勢是標量,它只有大小沒有方向,但有正負；3單位：伏特（V） 1V 1J/C 1J,就該點的電勢就是1V；物理意義：電荷量為1C的電荷在該點的電勢能是以上結(jié)論由同學(xué)得出,自己能用所學(xué)學(xué)問進行簡潔的描敘,培育相關(guān)應(yīng)用歸納學(xué)問的 才能

11、；（三）合作探究、精講點播思索：如何來判定電勢的高低呢？讓同學(xué)明白：依據(jù)靜電力做功的正負,判定電勢能的變化,進而判定電勢的高低；現(xiàn) 通過詳細情形來進行分析；4電場線指向電勢降低的方向；電勢順線降低；順著電場線方向,電勢越來越低；與電勢能相像,我們知道Ep 有零勢能面,因此電勢也具有相對性；引導(dǎo)同學(xué)得出：應(yīng)當(dāng)先規(guī)定電場中某處的電勢為零,然后才能確定電場中其他各點的 電勢；5零電勢位置的規(guī)定：電場中某一點的電勢的數(shù)值與零電勢的挑選有關(guān),即電勢的數(shù) 值打算于零電勢的挑選；因此電勢有正負之分,是由于其零電勢的挑選打算；通常以大地或無窮遠默認為零；與零電勢能的位置規(guī)定是否有相像之處呢？與學(xué)問進行類比,從

12、前面的結(jié)論中領(lǐng)悟到學(xué)問的相通性,能對學(xué)問進行類比應(yīng)用；（四）反思總結(jié)、當(dāng)堂檢測【摸索與爭論 】參看書上的問題進行摸索與爭論,然后摸索如是 q 當(dāng)做負電荷來進行 爭論,其結(jié)果是否一樣呢？四、等勢面 在地理課上常用等高線來表示地勢的高低；今日我們學(xué)習(xí)了電勢的學(xué)問后,那我們可 以用什么來表示電勢的高低呢？同學(xué)：在電場中常用等勢面來表示電勢的高低；1等勢面：電場中電勢相同的各點構(gòu)成的面；【體驗性實踐 】查找等勢面：找正點電荷和帶電平行金屬板中的等勢面；通過體驗性實踐活動,讓同學(xué)明白到如何去查找等勢面,達到對后續(xù)結(jié)論探究創(chuàng)設(shè)前 置氛圍；觀看掛圖,從中查找不同電場中等勢面的不同和相同點,進行合理猜想；2等

13、勢面與電場線的關(guān)系在同一等勢面上各點電勢相等,所以在同一等勢面上移動電荷,靜電力不做功；W ABEpAEPbqAqB0 爭論：什么情形下會顯現(xiàn)力做功為零的情形？引導(dǎo)分析得出：Fv 電場線跟等勢面肯定垂直,即跟電場強度的 方向垂直；引導(dǎo)同學(xué)用反證法達到證明的目的,加深對學(xué)問點的應(yīng)用；而沿著電場線的方向,電勢越來越低；并且由電勢高的等勢面指向電勢低的等勢面；歸納總結(jié)可得出： 電場線跟等勢面垂直,如兩個相鄰的等勢面間的電勢之差是相等的,就能得到書上圖 145 的圖形；觀看 圖形或掛圖,結(jié)合電場線的特點,可得出結(jié)論；等勢面越密,電場強度越大；等勢面 不相交、不相切；3應(yīng)用等勢面：由等勢面描畫電場線 方

14、法：先測繪出等勢面的外形和分布,再依據(jù)電場線與等勢面的關(guān)系,繪出電場線的 分布,于是我們就知道電場的情形了；【體驗性試驗 】測繪兩個異種點電荷的靜電場分布；加強體驗性試驗的教學(xué),讓同學(xué)形成深刻印象,達到對學(xué)問應(yīng)用才能的提高；九【板書設(shè)計 】第四節(jié)、電勢能和電勢 一、靜電力做功的特點 結(jié)論：靜電力做的功只與電荷的起始位置和終點位置有關(guān),與電荷經(jīng)過的路 徑無關(guān)；二、電勢能 1電勢能：由于移動電荷時靜電力做功與移動的路徑無關(guān),電荷在電場中也 具有勢能,這種勢能我們叫做電勢能；電勢能用 Ep表示；2爭論：靜電力做功與電勢能變化的關(guān)系 WAB （ EpB EpA） EpAEPB 3求電荷在某點處具有的電勢能 4零勢能面的挑選 三、電勢 1定義： EP/q 2電勢是標量,它只有大小沒有方向,但有正負；3電場線指向電