高教版中職物理（類(lèi)）電子教案502第二節(jié) 電勢(shì)能 電勢(shì) 電勢(shì)差

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(lèi)型啟發(fā)講授課課時(shí)2學(xué)時(shí)

本節(jié)主要讓學(xué)生通過(guò)實(shí)驗(yàn)，知道靜電場(chǎng)中的電荷具有電勢(shì)

教材內(nèi)容能，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

分析比值定義電勢(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。

本節(jié)內(nèi)容都是學(xué)生以前沒(méi)有學(xué)習(xí)過(guò)的內(nèi)容，而且又比較抽

象，因此對(duì)學(xué)生來(lái)說(shuō)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(lái)歷，對(duì)電學(xué)專(zhuān)業(yè)

學(xué)情分析

學(xué)生將來(lái)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(lèi)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)。

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(lèi)比

教學(xué)目標(biāo)

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(guò)對(duì)電勢(shì)能等相關(guān)問(wèn)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。

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)

教學(xué)重點(diǎn)

中電勢(shì)差與電場(chǎng)強(qiáng)度的關(guān)系。

建構(gòu)電勢(shì)能的概念，運(yùn)用類(lèi)比方法判斷電荷在電場(chǎng)中不同

教學(xué)難點(diǎn)

位置電勢(shì)能的增減。運(yùn)用類(lèi)比方法建構(gòu)電勢(shì)的概念。

讓學(xué)生通過(guò)自主學(xué)習(xí)與合作學(xué)習(xí)了解新知識(shí)，形成新觀念，

教學(xué)策略

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)

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

教學(xué)資源架臺(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)設(shè)計(jì)意

教學(xué)內(nèi)容教師活動(dòng)學(xué)生活動(dòng)

環(huán)節(jié)圖

1.什么是電勢(shì)能？1.安排學(xué)對(duì)教材和讓學(xué)生

2.如何判斷某電荷在電場(chǎng)中兩生進(jìn)行預(yù)教學(xué)視頻通過(guò)課

點(diǎn)的電勢(shì)能的多少？習(xí)（閱讀教進(jìn)行學(xué)習(xí)前自主

3.什么是類(lèi)比方法？材、觀看老和思考，學(xué)習(xí)，發(fā)

4.什么是電勢(shì)？師提供的并與同學(xué)現(xiàn)自己

課前5.如何判斷電場(chǎng)中電勢(shì)的高微課視討論其中不理解

準(zhǔn)備低？頻）。發(fā)現(xiàn)的問(wèn)的問(wèn)題，

6.什么是電勢(shì)差？2.就學(xué)生題，將疑準(zhǔn)備到

7.勻強(qiáng)電場(chǎng)中電勢(shì)差與電場(chǎng)強(qiáng)提出的問(wèn)問(wèn)反饋給課堂上

度的關(guān)系是什么？題進(jìn)行有老師。與同學(xué)

針對(duì)性地討論，與

備課，準(zhǔn)備老師交

在課堂上流，解決

學(xué)生討論疑問(wèn)。

時(shí)給予指

導(dǎo)。

新創(chuàng)設(shè)情境：展示圖片、觀看、思激發(fā)學(xué)

在初中物理中我們已提問(wèn)：考生學(xué)習(xí)

課

學(xué)過(guò)，在如圖所示的電路電壓是什動(dòng)力，明

引中，要想讓電路中的白熾么？電流確學(xué)習(xí)

入燈正常工作，就要在其兩經(jīng)過(guò)用電目標(biāo)。

端加上電壓。器后，發(fā)生

了什么變

化？

新演示實(shí)驗(yàn)：研究電場(chǎng)對(duì)電進(jìn)行演示觀看、討通過(guò)實(shí)

荷能量的影響實(shí)驗(yàn)，組織論、合作驗(yàn)，增強(qiáng)

課

將小箔筒用棉線豎直合作學(xué)習(xí)，學(xué)習(xí)，回學(xué)生對(duì)

教懸掛在點(diǎn)，如圖所示，提問(wèn)：答：電勢(shì)能

課堂A

學(xué)讓它帶上正電荷小小箔筒小箔筒上正電荷q的感性

實(shí)施

處于最低位置。當(dāng)我們將的正電荷q處于電場(chǎng)認(rèn)識(shí)。

帶正電荷Q的金屬球從遠(yuǎn)處于金屬中后具有

處移到A點(diǎn)附近時(shí)，觀察球的電場(chǎng)了一定的

小箔筒位置發(fā)生的變化。中后具有能量，可

了做功的將小箔筒

本領(lǐng)，即具從A點(diǎn)移

有了一定動(dòng)到5點(diǎn)。

的____,可在此過(guò)程

將小箔筒中，正電

從A移動(dòng)到荷q的一

Bo在此過(guò)部分能量

程中，正電轉(zhuǎn)化為小

荷q的一部箔筒的重

分______轉(zhuǎn)力勢(shì)能。

化為小箔

筒的重力

勢(shì)能。

物理學(xué)中，把電場(chǎng)中講述傾聽(tīng)、記幫助學(xué)

的電荷由于受到電場(chǎng)力的憶生建構(gòu)

作用而具有的能量稱(chēng)為電電勢(shì)能

勢(shì)能，用耳表示。電勢(shì)能的概念。

是標(biāo)量，它的國(guó)際單位制

單位是J（焦）。

處于地球表面的物使用類(lèi)比傾聽(tīng)、理讓學(xué)生

體，可以認(rèn)為處于重力場(chǎng)方法，講解解、記憶通過(guò)類(lèi)

中。當(dāng)物體由高處豎直下電場(chǎng)中的比方法，

落位移h時(shí)，重力做正功電勢(shì)能的了解電

mgh,物體的重力勢(shì)能將減規(guī)律。荷在電

少〃吆〃；反之，當(dāng)物體由低場(chǎng)中所

處豎直上升位移/?時(shí)，重具有的

力做負(fù)功〃吆/?，物體的重力電勢(shì)能

勢(shì)能將增加mgh0的規(guī)律。

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(lèi)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，練八是電荷在A點(diǎn)具

有的電勢(shì)能，是電荷在

B點(diǎn)具有的電勢(shì)能。

例如，在如圖所示的展示圖片、觀看、傾引導(dǎo)學(xué)

電場(chǎng)中，一個(gè)正電荷在電列舉實(shí)例聽(tīng)、理解生進(jìn)一

場(chǎng)力K的作用下，從A點(diǎn)講解判斷步理解

電勢(shì)能多電勢(shì)能

移動(dòng)到8點(diǎn)時(shí)，電場(chǎng)力做

少的方法。的規(guī)律。

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B的作用下，從。

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。點(diǎn)的電勢(shì)能多，在

。點(diǎn)的電勢(shì)能少。

【思維與方法】類(lèi)比方講述傾聽(tīng)讓學(xué)生

法了解科

類(lèi)比方法是根據(jù)兩個(gè)學(xué)方法。

（或兩類(lèi)）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?/p>

能相同或相似的推理方

法。

在地球表面，我們可使用類(lèi)比傾聽(tīng)、理通過(guò)類(lèi)

以直接判斷出一個(gè)物體重方法，講解解、記憶比方法，

力勢(shì)能的多少：同一個(gè)物電勢(shì)的概幫助學(xué)

體在高處的重力勢(shì)能多，念。生建構(gòu)

在低處的重力勢(shì)能少。即電勢(shì)的

物體重力勢(shì)能的多少與物概念。

體地理位置的高度有直接

的關(guān)系。

同樣，人們?yōu)榱四軌?/p>

直觀地比較電荷在電場(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)能穌與電荷量q

的比值稱(chēng)為該點(diǎn)的電勢(shì)。

電勢(shì)一般用符號(hào)V來(lái)表

示：

y-FP

q

電勢(shì)是標(biāo)量，它的國(guó)

際單位制單位是V（伏）。

經(jīng)過(guò)長(zhǎng)期實(shí)踐，人們展示圖片，觀看、傾讓學(xué)生

歸納出電場(chǎng)中電勢(shì)的高低講解電勢(shì)聽(tīng)、理解、了解電

可以根據(jù)電場(chǎng)線的方向來(lái)的特點(diǎn)及記憶場(chǎng)中電

判斷：沿著電場(chǎng)線的方向，零電勢(shì)點(diǎn)勢(shì)的特

電勢(shì)越來(lái)越低。的選取方點(diǎn)及零

電場(chǎng)中的電勢(shì)與地球法。電勢(shì)點(diǎn)

上的高度一樣，都是相對(duì)的選取

的。要確定某一點(diǎn)的電勢(shì)，方法。

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、。四點(diǎn)，若

選取。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

Zj\o

若選取A點(diǎn)為零電勢(shì)

點(diǎn)，B、C、。三點(diǎn)的電勢(shì)

就分別為一10V、-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)。

【思考與討論】組織學(xué)生合作學(xué)引導(dǎo)學(xué)

與同學(xué)討論，根據(jù)耳合作學(xué)習(xí)、習(xí)、觀察、生分析

=qV可演繹出：對(duì)于一個(gè)巡視、指討論、質(zhì)應(yīng)用電

正電荷來(lái)說(shuō)，在電勢(shì)高處，導(dǎo)、答疑疑勢(shì)的概

電勢(shì)能;在電勢(shì)低處，念，判斷

電勢(shì)能____o而對(duì)于負(fù)電電荷在

荷來(lái)說(shuō)，在電勢(shì)高處，電勢(shì)電場(chǎng)中

能;在電勢(shì)低處，電勢(shì)不同處

能____o（填“多”或“少”）電勢(shì)能

的多少。

電場(chǎng)中任意兩點(diǎn)的電展小圖片、觀看、傾幫助學(xué)

勢(shì)之差，稱(chēng)為這兩點(diǎn)的電講解電勢(shì)聽(tīng)、理解、生建構(gòu)

勢(shì)差，也稱(chēng)為電壓，用符號(hào)差的概念記憶電勢(shì)差

U表示。若電場(chǎng)中A、B兩及特點(diǎn)。的概念，

了解電

點(diǎn)的電勢(shì)分別為匕和vB,

勢(shì)差的

則這兩點(diǎn)間的電勢(shì)差為

特點(diǎn)。

電勢(shì)差也是標(biāo)量，它

的國(guó)際單位制單位也是V

（伏伏在圖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URA=20

V-30V=-10Vo

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(wú)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)，兩點(diǎn)間的電勢(shì)差始

終是30V。

電源的作用就是給白展示圖片、觀看、傾讓學(xué)生

熾燈提供電勢(shì)差，即電壓。講解，回應(yīng)聽(tīng)、理解了解運(yùn)

白熾燈兩端，靠近電源正“情境與用所學(xué)

極的一端電勢(shì)高，靠近電問(wèn)題”中的概念解

源負(fù)極的一端電勢(shì)低。電問(wèn)題。

荷流入白熾燈前的電勢(shì)能釋實(shí)際

多，流出白熾燈后的電勢(shì)問(wèn)題。

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。

電勢(shì)差與電場(chǎng)強(qiáng)度是展示圖片、觀看、傾讓學(xué)生

有聯(lián)系的。通過(guò)理論推導(dǎo)講解勻強(qiáng)聽(tīng)、理解、了解勻

可以得出，在勻強(qiáng)電場(chǎng)中，電場(chǎng)中，電記憶強(qiáng)電場(chǎng)

沿電場(chǎng)強(qiáng)度方向的兩點(diǎn)間勢(shì)差與電中，電勢(shì)

的電勢(shì)差等于電場(chǎng)強(qiáng)度與場(chǎng)強(qiáng)度的差與電

這兩點(diǎn)的距離的乘積。關(guān)系。場(chǎng)強(qiáng)度

如圖所示，在某一勻的關(guān)系。

強(qiáng)電場(chǎng)中，A、8兩點(diǎn)間的

電勢(shì)差為距離為止

電場(chǎng)強(qiáng)度為E,則

“B=Ed

上式還可以寫(xiě)成

E=^-

d

此公式說(shuō)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△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）。

【應(yīng)用與拓展】靜電除展小圖片、觀看、傾讓學(xué)生

塵組織學(xué)生聽(tīng)、理解了解靜

以煤為燃料的工廠、自主學(xué)習(xí)、電除塵

電站，每天排出的煙塵帶巡視、指技術(shù)中

走大量的煤粉，不僅浪費(fèi)導(dǎo)、答疑電勢(shì)差

燃料，而且造成嚴(yán)重的環(huán)與電場(chǎng)

境污染。利用圖5-2-7所示強(qiáng)度關(guān)

的靜電除塵器可以消除煙系的應(yīng)

氣中的煤粉。用。

本節(jié)的主要內(nèi)容講完組織學(xué)生向老師提通過(guò)思

自了，同學(xué)還有哪些疑問(wèn)，自