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

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

第二節(jié)電勢能電勢電勢差教學設計案例

課程內容第二節(jié)電勢能電勢電勢差

課程類型啟發(fā)講授課課時2學時

教材內容分析本節(jié)主要讓學生通過實驗，知道靜電場中的電荷具有電勢能，能夠分析電荷在電場中的不同位置具有的電勢能。了解用比值定義電勢的方法，知道其物理含義。理解電勢差的概念，能進行簡單的計算。了解勻強電場中電場強度與電勢差的關系。

學情分析本節(jié)內容都是學生以前沒有學習過的內容，而且又比較抽象，因此對學生來說都是難點。但這部分內容又很重要，可以讓學生更深刻地理解電能，理解電壓概念的來歷，對電學專業(yè)學生將來的職業(yè)發(fā)展起著重要的基礎作用。因此教師可以借助類比、分析、演繹、歸納、數學等方法幫助學生理解，克服這一部分難點。

教學目標1．建構電勢能、電勢、電勢差的概念，形成電場中的電荷具有電勢能、沿著電場線的方向電勢降低、電勢差就是電場中兩點之間的電勢之差等物理觀念，并能應用其解釋生產、生活中的現象。

2．了解推理電場中的電荷具有電勢能的演繹方法、定義電勢的比值定義法以及將電勢能與重力勢能、電勢與高度相類比的方法。了解描述電勢差的概念以及勻強電場中電勢差與電場強度的關系時使用的數學、歸納等科學論證方法。

3．觀察“研究電場對電荷能量的影響”等演示實驗，增加對電勢能的感性認識，增強實驗觀察素養(yǎng)。了解電勢差與電場強度的關系在生產中的應用，增強技術運用素養(yǎng)。

4．通過對電勢能等相關問題的討論，增強合作交流的意識和能力。了解靜電除塵等內容，增強保護環(huán)境的社會責任感。

教學重點讓學生建構電勢能、電勢、電勢差的概念，了解勻強電場中電勢差與電場強度的關系。

教學難點建構電勢能的概念，運用類比方法判斷電荷在電場中不同位置電勢能的增減。運用類比方法建構電勢的概念。

教學策略讓學生通過自主學習與合作學習了解新知識，形成新觀念，提高實驗觀察能力，受到科學方法熏陶。

主要教法啟發(fā)式講授、演示實驗、組織合作學習

主要學法自主學習、觀察實驗、思考討論、合作學習

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

課堂實施

教學環(huán)節(jié)教學內容教師活動學生活動設計意圖

課前準備1.什么是電勢能？2.如何判斷某電荷在電場中兩點的電勢能的多少？3.什么是類比方法？4.什么是電勢？5.如何判斷電場中電勢的高低？6.什么是電勢差？7.勻強電場中電勢差與電場強度的關系是什么？1.安排學生進行預習（閱讀教材、觀看老師提供的微課視頻）。2.就學生提出的問題進行有針對性地備課，準備在課堂上學生討論時給予指導。對教材和教學視頻進行學習和思考，并與同學討論其中發(fā)現的問題，將疑問反饋給老師。讓學生通過課前自主學習，發(fā)現自己不理解的問題，準備到課堂上與同學討論，與老師交流，解決疑問。

課堂實施新課引入創(chuàng)設情境：在初中物理中我們已學過，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？電流經過用電器后，發(fā)生了什么變化？觀看、思考激發(fā)學生學習動力，明確學習目標。

新課教學演示實驗：研究電場對電荷能量的影響將小箔筒用棉線豎直懸掛在A點，如圖所示，讓它帶上正電荷q，小箔筒處于最低位置。當我們將帶正電荷Q的金屬球從遠處移到A點附近時，觀察小箔筒位置發(fā)生的變化。進行演示實驗，組織合作學習，提問：小箔筒上的正電荷q處于金屬球的電場中后具有了做功的本領，即具有了一定的，可將小箔筒從A移動到B。在此過程中，正電荷q的一部分轉化為小箔筒的重力勢能。觀看、討論、合作學習，回答：正電荷q處于電場中后具有了一定的能量，可將小箔筒從A點移動到B點。在此過程中，正電荷q的一部分能量轉化為小箔筒的重力勢能。通過實驗，增強學生對電勢能的感性認識。

物理學中，把電場中的電荷由于受到電場力的作用而具有的能量稱為電勢能，用Ep表示。電勢能是標量，它的國際單位制單位是J（焦）。講述傾聽、記憶幫助學生建構電勢能的概念。

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

例如，在如圖所示的電場中，一個正電荷在電場力F1的作用下，從A點移動到B點時，電場力做正功，因此可知正電荷在A點的電勢能多，在B點的電勢能少；一個負電荷在電場力F2的作用下，從D點移動到C點時，電場力也做正功，因此可知負電荷在D點的電勢能多，在C點的電勢能少。展示圖片、列舉實例講解判斷電勢能多少的方法。觀看、傾聽、理解引導學生進一步理解電勢能的規(guī)律。

【思維與方法】類比方法類比方法是根據兩個（或兩類）對象之間在某些方面的相同或相似，而猜測它們在其他方面也可能相同或相似的推理方法。講述傾聽讓學生了解科學方法。

在地球表面，我們可以直接判斷出一個物體重力勢能的多少：同一個物體在高處的重力勢能多，在低處的重力勢能少。即物體重力勢能的多少與物體地理位置的高度有直接的關系。同樣，人們?yōu)榱四軌蛑庇^地比較電荷在電場中的電勢能的多少，把放在電場中某一點的電荷所具有的電勢能Ep與電荷量q的比值稱為該點的電勢。電勢一般用符號V來表示：電勢是標量，它的國際單位制單位是V（伏）。使用類比方法，講解電勢的概念。傾聽、理解、記憶通過類比方法，幫助學生建構電勢的概念。

經過長期實踐，人們歸納出電場中電勢的高低可以根據電場線的方向來判斷：沿著電場線的方向，電勢越來越低。電場中的電勢與地球上的高度一樣，都是相對的。要確定某一點的電勢，首先要選擇一個零電勢點。例如，在一個勻強電場中有A、B、C、D四點，若選取D點為零電勢點，A、B、C三點的電勢就分別為30V、20V、10V，如圖所示。若選取A點為零電勢點，B、C、D三點的電勢就分別為－10V、－20V、－30V，如圖所示。零電勢點的選取可以是任意的。實踐中，常選取大地或儀器的公共地線為零電勢點。展示圖片，講解電勢的特點及零電勢點的選取方法。觀看、傾聽、理解、記憶讓學生了解電場中電勢的特點及零電勢點的選取方法。

【思考與討論】與同學討論，根據Ep=qV可演繹出：對于一個正電荷來說，在電勢高處，電勢能；在電勢低處，電勢能。而對于負電荷來說，在電勢高處，電勢能；在電勢低處，電勢能。（填“多”或“少”）組織學生合作學習、巡視、指導、答疑合作學習、觀察、討論、質疑引導學生分析應用電勢的概念，判斷電荷在電場中不同處電勢能的多少。

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

電源的作用就是給白熾燈提供電勢差，即電壓。白熾燈兩端，靠近電源正極的一端電勢高，靠近電源負極的一端電勢低。電荷流入白熾燈前的電勢能多，流出白熾燈后的電勢能少，減少的電勢能轉化為白熾燈的光能和熱力學能。展示圖片、講解，回應“情境與問題”中的問題。觀看、傾聽、理解讓學生了解運用所學概念解釋實際問題。

電勢差與電場強度是有聯系的。通過理論推導可以得出，在勻強電場中，沿電場強度方向的兩點間的電勢差等于電場強度與這兩點的距離的乘積。如圖所示，在某一勻強電場中，A、B兩點間的電勢差為UAB，距離為d，電場強度為E，則UAB＝Ed上式還可以寫成此公式說明，在勻強電場中，電場強度在數值上等于沿電場強度方向單位長度的電勢差。由于電勢差UAB的單位是V，距離d的單位是m，因此，我們得到電場強度的另一個單位V/m（伏/米）。展示圖片、講解勻強電場中，電勢差與電場強度的關系。觀看、傾聽、理解、記憶讓學生了解勻強電場中，電勢差與電場強度的關系。

【應用與拓展】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，不僅浪費燃料，而且造成嚴重的環(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、組織學生自主學習、巡視、指導、答疑觀看、傾聽、理解讓學生了解靜電除塵技術中電勢差與電場強度關系的應用。

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

歸納總結本節(jié)學習了電勢能、電勢、電勢差等概念，了解了勻強電場中電勢差與電場強度之間的關系，了解了類比等科學方法，受到了環(huán)境保護方面的教育等。歸納總結本節(jié)所學內容。傾聽、記憶幫助學生鞏固所學。

課后提升書面作業(yè)

板書設計略。

評價反饋本節(jié)課堂上學生回答問題得到