电势能和电势教学设计

 　　本节内容为物理选修3-1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，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=FLcosθ(只适用于恒力做功)

　　θ〈900 正功 物体能量增加

　　0 θ〉90 负功 物体能量减小

　　θ=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=FL????????

　　(2) q沿折线从A到M、再从M到B

　　W=WAM+WMB=F|AO|+F|OB|cos900= FL????????

　　(3) q沿任意曲线线A到B(微元法)将曲线分为

　　段，每一小段都可认为是直线，则：

　　W=W1+W2+?+Wn= ni=1Flicosθi=FLcosθ

　　【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：WAB?EPA?EPB 普适式(适用于各种电场)

　　注意：

　　①.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

　　②.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。

　　③.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：

　　① 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。

　　② 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 n

　　WAB?EPA?EPB 则如规定B为零势能点，EpA=WAB

　　(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????????= qEL????????

　　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????????= qEL????????

　　同理改变试探电荷 EpA= WAB= FL????????=

　　2qEL????????

　　? EpA= WAB=

　　FL????????= nqEL????????

　　EpA/q是恒定的，与试探电荷无关

　　(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：??Ep

　　q (比值定义法)

　　(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φ的正负问题：

　　三者都是标量但都有正负，电势能Ep、电势φ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

　　⑴.定义：电场中电势相等的点构成的面

　　⑵.等势面的性质：

　　①.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 ②.电场线跟等势面一定垂直，并且由电势高的等势面指向电势低的等势面。 ③.等势面越密，电场强度越大

　　③ 等势面不相交，不相切

　　合作探究：见导学案

　　八【板书设计】

　　以上就是人教社教师之家为大家整理的有关电势能和电势教学设计的内容。如有更好的建议请加微信（志远网络）告之我们！

配套资源下载

• 电势能和电势教学反思
• 电势能和电势说课稿
• 电势能和电势教学设计
• 选修3-1 1.4电势能和电势优质课公开课视频01