第四节、电势能与电势教学设计周霞.doc

第四节、电势能与电势教学设计 物理组 周霞一、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。前一节学习了电场力的特性，这一节由力做工开始学习电场能的特性，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，用比值定义法定义电势，同时让学生就具体的物理知识迁移埋下思维铺垫。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。 重点： 理解掌握电场力做功的特点，电势能、电势的概念及意义难点： 掌握静电力做功与电势能变化的关系，并能用此解决相关问题。二、学情分析:1.静电场一章是学生物理学习中比较困难的一章,比较抽象,概念性强.电势和电势能又是这一章的难点.2.学生学习电场力的性质时有些知识掌握不好. 3.应用功能关系时,学生高一所学的功能知识都忘了,需要通过电势能和电场力的功能关系进行复习.三、目标分析1知识与技能理解静电力做功的特点、电势能的概念、电势能与电场力做功的关系。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、静电力的功三者之间的关系。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，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。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。鉴于以上目标，我确定本节课的教法：理论、类比探究、分析归纳、讨论分析、应用举例、体验探究四、过程分析复习重力场及上节相关知识：1静电力，电场强度概念，指出前面我们从力的性质研究电场，从本节起将从能量的角度研究电场。2复习功和能量的关系：如图所示从静电场中静电力做功使试探电荷获得动能入手，提出问题：是什么转化为试探电荷的动能？引入新课（一）、静电力做功的特点（3分钟）（创设情景）课件展示：让试探电荷q在电场强度为E的匀强电场中沿几条不同路径从A点运动到B点，（提出问题）计算这几种情况下静电力对电荷所做的功。（学生讨论）分析以上三种情况，渗透理解从特殊到一般，微元法处理问题的物理思想，并且得出结论：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。WabEqha-EqhbEraEpb说明：如果是匀强电场，则EpaEqha，如果是一般电场，则无具体表达式，只能间接利用功能关系拓展：该特点对于非匀强电场中也是成立的。可以类比重力做功来理解。（二）、电势能（15分钟）（教师引导）类比：在重力场中移动物体时重力做的功与路径无关及同一物体在地面附近的同一位置才具有确定的重力势能。学生思考：静电力做功也与路径无关，是否隶属势能？我们可以给它一个物理名称吗？1电势能：由于移动电荷时静电力做功与路径无关，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通过知识的类比，让学生能从中感受到新知识的得出也可以通过已有获取。静电力做的功等于电势能的减少。功是能量变化的量度。电场力做多少功，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，而他们总量保持不变。Wab（EpbEpa）EpaEpb3电势能的相对性通常把电荷离场源电荷无限远处的电势能规定为零，或把电荷在大地表面上的电势能规定为零。拓展：如何判断电荷在电场中a、b两点具有的电势能高低呢？4求电荷在某点处具有的电势能问题讨论：在上面讨论的问题中， a点的电势能为多少？学生思考后无法直接求出，不妨就此激励学生，并提出类比方法。类比分析：如何求出a点的重力势能呢？进而得到电势能的求法。则 EpaWab （以b为电势能零点）电荷在某点的电势能，等于静电力把它从该点移动到零势能位置撕所做的功。5.电势能的标量性类比重力势能指出：电势能是标量，有正负，其正负表示大小（三）、电势（10分钟）我们通过静电力的研究认识了电场强度，现在要通过电势能的研究来认识另一个物理量电势。它同样是表征电场性质的重要物理量度。通过类比可见，若用左图中的Ep/m，或右图中的Ep/q，它们的值是相同的。如何来表征这个相同的量呢？让学生很快能想到用比值定义法来定义物理量，对知识活学活用。引导学生自学课本，得出电势1定义：电荷在电场中某一点的电势能与他的电荷量的比值，叫做这一点的电势。用表示。 表达式：Ep/q （与Ep、q无关只与场源及该点的位置有关）2电势是标量，它只有大小没有方向，但有正负。单位：伏特（v） 1v1J/c物理意义：电荷量为1c的电荷在该点的电势能是1J，则该点的电势就是1v。以上结论由学生得出，自己能用所学知识进行简单的描叙，培养相关应用归纳知识的能力。3. 思索：如何来判断电势的高低呢？让学生明白：根据静电力做功的正负，判断电势能的变化，进而判定电势的高低。现通过具体情景来进行分析。顺着电场线方向，电势逐渐降低。4. 有相对性（类比高度）引导学生得出：应该先规定电场中某处的电势为零，然后才能确定电场中其他各点的电势。零电势位置的规定：电场中某一点的电势的数值与零电势的选择有关，即电势的数值决定于零电势的选择。因此电势有正负之分，是由于其零电势的选择决定。通常以大地或无穷远默认为零。（四）、等势面（5分钟）类比地理上的等高线，在电场中引入等势面来表示电势的高低。1. 等势面：电场中电势相同的各点构成的面。反证法寻求等势面与电场线的关系，归纳总结可得出：电场线跟等势面垂直，并且由电势高的等势面指向电势低的等势面。2. 若两个相邻的等势面间的电势之差是相等的，则能得到书上图145的图形。观看图形或挂图，结合电场线的特点，可得出结论。等势面越密，电场强度越大。等势面不相交、不相切。3应用等势面：由等势面描绘电场线课件展示：【体验性实验】测绘两个异种点电荷的静电场分布。加强体验性实验的教学，让学生形成深刻印象，达到对知识应用能力的提高。例题 巩固训练 （7分钟）其设计意图是为了进一步理解巩固本节所学基本知识，突出对电场力做功与电势能变化、电势高低判断的考查，在设计题目时要注意把握好难度及深度。学生小结反思 （5分钟）五、效果分析电势能、电势的概念比较抽象，在学习时引入重力场的有关概念进行类比，以增强知识的