1、电势能和电势教学设计一【教材分析】本节内容为物理选修 31 中第一章静电场中第四节的教学内容，它处在电场强度之后，位于电势差之前，起到承上启下的作用。它是课程教学中利用物理思维方法较多的一堂课，尤其是用类比的方法达到对新知识的探究，同时让学生就具体的物理知识迁 移埋下思维铺垫。教材从电场对电荷做功的角度出发，推知在匀强电场中静电力做功与移动电荷的路径无关。进而指出这个结论对非匀强电 场也是适用的，并与重力势能类比，说明电荷在电场中也是具有电势能。静电力做功的过程就是电势能的变化量，而不能决定电荷在电场中某点的电势能的数值，因此有必要规定电势能零点。对学生能力的提高和对知识的迁移、灵活运用给予了
2、思维上的指导作用。二【教学目标】1知识与技能理解静电力做功的特点、电势能的概念、电势能与静电力做功的关系。理解电势的概念，知道电势是描述电场的能的性质的物理量。明确电势能、电势、静电力的功、电势能的关系。了解电势与电场线的关系，了解等势面的意义及与电场线的关系。2过程与方法通过与前面知识的结合，理解电势能与静电力做的功的关系，从而更好的了解电势能和电势的概念。培养对知识的类比能力，以及对问题的分析、推理能力。通过学生的理论探究，培养学生分析问题、解决问题的能力。培养学生利用物理语言分析、思考、描述概念和规律的能力。3情感、态度与价值观尝试运用物理原理和研究方法解决一些与生产、生活相关的实际问题
3、，增强科学 探究的价值观。利用知识类比和迁移激发学生学习兴趣，培养学生灵活运用知识和对科学的求知欲。利用等势面图象的对称美，形态美以获得美的享受、美的愉悦，自己画图，在学习知识的同时提高对美的感受力和鉴别力。在研究问题时，要培养突出主要矛盾，忽略次要因素的思维方法。三【教学重点和难点】1重点理解掌握电势能、电势、等势面的概念及意义。2难点掌握电势能与做功的关系，并能用此解决相关问题。四【学情分析】通过对必修内容的学习，学生对功的计算，重力做功的特点，重力做功与重力势能变化的关系，能量守恒定律等内容已相当熟悉，具备了学习本节内容的知识前提，但建立起电势能的概念对学 生来说相对比较困难的，因为电场
4、的概念特别抽象，特别是从力与能量两条线上同时研究电场，让学生感到有点“力不从心” ，知识迁移及灵活运用是学生学习 过程中要跨越的一个台阶.五【教学方法 】 理论、类比探究、分析归纳、讨论分析、应用举例、体验探究六【课时安排】 2 课时七【教学过程】复习导入：力对物体做功：W=FL （只适用于恒力做功）cos90 0 正功 物体能量增加90 0 负功 物体能量减小900 不做功 物体能量不变化=新课教学：1静电力做功的特点结合课本图 1。4-1（右图）分析试探电荷 q 在场强为 E 的均强电场中沿不同路径从 A 运动到 B 电场力做功的情况。（1） q 沿直线从 A 到 B W=FLcos（2）
5、 q 沿折线从 A 到 M、再从 M 到 B W=WAM+WMB=F|AO|+F|OB| = FLcos900 cos（3） q 沿任意曲线线 A 到 B（微元法）将曲线分为n 段，每一小段都可认为是直线，则：W=W1+W2+Wn= =FL=1cos cos【结论】：在任何电场中，静电力移动电荷所做的功，只与始末两点的位置有关，而与电荷的运动路径无关。与重力做功类比，引出：2电势能(Ep):（1） 电势能：由于移动电荷时静电力做功与移动的路径无关，电荷在电场中也具有势能，这种势能叫做电势能。(描述性定义)（2） 静电力做功与电势能变化的关系：静电力做的功等于电势能的变化量表达式： 普适式（适用
6、于各种电场）PBAEWAB注意：电场力做正功，电荷的电势能减小；电场力做负功，电荷的电势能增加电场力力做多少功，电势能就变化多少，在只受电场力作用下，电势能与动能相互转化，而它们的总量保持不变。在正电荷产生的电场中正电荷在任意一点具有的电势能都为正，负电荷在任一点具有的电势能都为负。（3） 空间中某点电势能 Ep 的确定： 规定零势能点：通常规定无限远处电势能为 0 或大地电势能为 0。 电荷在某点的电势能，等于把它从这点移动到零势能点时静电力做的功则如规定 B 为零势能点，EpA=WABPBAEWAB(4)电势能的正负:电势能是标量，但有正负，正负代表大小（5）电势能的相对性：空间中某点电势
7、能的大小依赖于 0 势能点的选取（6）电势能的系统性：电势能是电荷与电场共有的能量 EpA=WAB= FL = qELcos cos合作探究：课本 16 页思考与讨论建立电势能的概念为什么要讨论静电力做功问题，各种势能都是空间点的函数，即一个点对应一个确定的值，如果做不到就不可能定义某种势能。分析某种力做功的特点就能知道是否“一个点对应一个确定的值”。3、电势规定 B 点的电势能为 0，则 EpA=WAB= FL = qELcos cos同理改变试探电荷 EpA= WAB= FL = 2qELcoscos EpA= WAB= FL= nqELcos cosEpA/q 是恒定的，与试探电荷无关（
8、1）、 定义：电荷在电场中某一点的电势能与它的电荷量的比值，叫做这一点的电势。用 表示。（2）表达式： （比值定义法）qEp（3）单位：伏特（V）（4）标量，只有大小，没有方向，但有正负。（5）相对性：空间某点电势的大小依赖于 0 电势点的选取（通常选无限远或大地电势为 0）（6）沿电场线电势降低（7）功 W、电势能 Ep、电势 的正负问题：三者都是标量但都有正负，电势能 Ep、电势 的正负代表大小；而功 W 的正负不代表大小，只代表了能量的传递方向。4、等势面定义：电场中电势相等的点构成的面等势面的性质： 在同一等势面上各点电势相等，所以在同一等势面上移动电荷，电场力不做功电场线跟等势面一定
9、垂直，并且由电势高的等势面指向电势低的等势面。等势面越密，电场强度越大 等势面不相交，不相切合作探究：见导学案八【板书设计】第四节、电势能和电势一、静电力做功的特点结论：静电力做的功只与电荷的起始位置和终点位置有关，与电荷经过的路径无关。二、电势能1电势能：由于移动电荷时静电力做功与移动的路径无关，电荷在电场中也具有势能，这种势能我们叫做电势能。电势能用 Ep 表示。2讨论：静电力做功与电势能变化的关系WAB （E pBE pA）E pAE PB3求电荷在某点处具有的电势能来源:Zxxk.Com4零势能面的选择三、电势1定义：E P/q2电势是标量，它只有大小没有方向，但有正负。3电场线指向电
10、势降低的方向。电势顺线降低；顺着电场线方向，电势越来越低。4零电势位置的规定。四、等势面1等势面：电场中电势相同的各点构成的面。2等势面与电场线的关系3应用等势面：由等势面描绘电场线【体验性实验】测绘两个异种点电荷的静电场。电势电势能教学反思电势是静电学的核心概念之一，在高中物理中占有十分重要的地位。采用教师引导下的探究式教学方法，充分研究、挖掘教材的科学探究要素，以科学探究为学生的主要学习方式，发挥学生的积极性、主动性和创造性。对于电场这一章而言，电场强度、电势、电势差、电势能和电功是这一章的重点，如果掌握了这几个概念，那么这一章的学习就会易如反掌。电场强度、电势差、电势能和电功教师们很好讲
11、解，学生们比较容易理解，而电势这个物理量类比应用的较少，平时训练中练习的又少，所以它就变成了学习中的一个薄弱环节，用尽废弃，时间久了容易让人遗忘。目前物理教学中在学科方法教育上存在的问题：只重视知识的传授，不注重方法教育，在平日教学中，教师一味的追求分数，只要学生会做题，能得高分就行了，很少渗透方法教育。改进策略：能力与方法是密切相关的，教师要培养学生科学探究能力，就意味着要帮助他们掌握完成某种科学任务的方法。物理方法是物理学发展的灵魂，是以知识学习到能力发展的桥梁。物理学方法是指物理学的具体科学方法，通常认为有：观察法、实验法、理想化方法、类比方法、假设方法和数学方法六种。教师如果能以物理学方法为线索组织教学过程，实施知识教学与物理学方法教育的良好结合，必然使教学过程更符合学生的认识规律，也更有利于培养学生的科学探究能力。 在物理教学中，方法比知识更重要。电势能和电势教学设计物理教研组王晓静2012 年 10 月电势能和电势教学反思物理教研组王晓静2012 年 10 月
