《电场力做功与电势能》名师教案

1、PAGE7电场力做功与电势能【教学目标】一、知识与技能1、知道电场力做功的特点和电势能的概念；2、理解电场力做功与电势能变化的关系二、过程与方法通过重力场与电场的类比，引入电势能，得出电场力做功与电势能变化的关系，让学生了解类比方法在物理学研究中的应用。三、情感态度与价值观利用知识类比和迁移激发学生的学习兴趣，培养学生灵活应用知识和对科学的求知欲。【教学重点和难点】1、重点：掌握电势能与电场力做功的关系，并能用此解决相关问题。2、难点：理解掌握电势能的概念及意义。【学情分析】1、对学生原有认知结构的分析：学生在必修课中已比较熟练地掌握了受力分析、功的计算、重力做功的特点，重力势能等知识。在第1

2、章的前几节刚学过电场力、电场强度等知识，已具备学习本节内容的能力。2、学生可能存在的问题：电势能较为抽象，学生不容易理解；学生对利用力学知识处理电学问题不适应；学生不容易把重力做功的特点的知识迁移到电场力做功中。3、学法指导：根据学生已有的知识基础和学生的实际接受能力及心理特点，本节课采用以下几种方法进行指导：给予学生思考的时间和机会，让学生参与解决问题，培养自主学习能力；让学生进行分组讨论，共同解决问题，培养学生团结协作的精神；让学生用已有的知识演绎推理，归纳总结出新的规律，提高学生的划规意识（由力学到电学）实现知识的正迁移。【教学课时】1课时【教学方法】理论、类比探究、分析归纳、讨论分析、

3、应用举例【教学过程】复习前面相关知识。1电场力，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：功是能量转化的量度！1、功的计算：W=FScos2、重力做功的特点：1与路径无关，由初末位置的高度差来决定。2重力做功WG与重力势能变化的关系重力做正功，重力势能减少重力做负功，重力势能增加W重=E|分析三种情况下做功的数据结果，结合具体的问题情景，从中找到共同点和不同点，联系前面所学的知识，归纳得出相关的物理知识。从中发现问题和知识结论。结论：电场力做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。拓展：该特点对于非匀强电场中也是成立的

4、。板书：1、在匀强电场中，电场力做功值W=qEd，其中d为头尾两点沿电场力方向的位移。板书：2、电场力做功只与电荷的起始位置和终止位置有关，与电荷经过的路径无关。二、电势能我们知道，功是能量转化的量度，一个力做功必定带来相应的能量转化。因此电场力做功，肯定也有能量发生转化。那是什么能发生了变化呢在刚才的电荷运动中，正电荷的动能增加了，是什么能转化过来的呢物体在重力场中具有重力势能，同样的电荷在电场中也具有势能，这种势能叫做电势能。电场力做功使得电势能与其他形式的能之间发生了转化。重力如果做正功，重力势能减少；重力如果做负功，重力势能增加。同样的，如果电场力做正功，电势能减少；电场力做负功，电势

5、能增加。板书：3、电场力做功量度电势能的减少量。WAB=EPA-EPB（该公式含正负号）电场力做功只能决定电势能的变化量，而不能决定电荷在电场中某点的电势能的数值，就好象重力功能确定重力势能的变化量，而不能确定重力势能的数值一样。因此模仿重力势能我们需要定义一个零势能面的问题，在确定电场中某点的电势能时，也要定义一个零势能面。才能确定其他地方的电势能的数值。若规定电荷在B点电势为零，则在A点电势能等于WAB。也就是说，电荷在某点的电势能，等于电场力把它从该点移动到零势能面位置所做的功。类比分析：如何求出A点的重力势能呢进而联系到电势能的求法。则EpAWAB板书：4、电荷在某点的电势能，等于电场

6、力把它从该点移动到零势能面位置所做的功。例如，在刚才的例子中，如果设A为零势能点，则正点电荷在A点电势能为零，由A到B电场力做了qEd的功，所以电势能减小，即正电荷在B点电势能为-qEd。（负号表示该处该电荷势能低于零，这里的正负号与大小有关）巩固：在刚才的例子中，如果设B为零势能点，则正点电荷在A点电势能为qEd；如果设B为零势能点，则负点电荷在A点电势能为-qEd；如果设A为零势能点，则负点电荷在B点电势能为qEd。归纳并板书：5、正电荷沿着电场线运动（或运动方向与电场线夹锐角）时，电场力做正功，电势能降低；负电荷沿着电场线运动（或运动方向与电场线夹锐角）时，电场力做负功，电势能升高。（结合课后第3题讲解）可见所取的参考零势能点不同，即使是同一电荷在同一点也有不同的势能，但两点间的电势能差值是固定的。正如重力势能是物体与地球共有的一样，电势能也是电荷与电场共有的系统能量。它的大小与电荷电性电量和电场都有关的物理量。板书：6、通常把电荷在离场源电荷无限远处的电势能为零，或把电荷在大地表明上的电势能规定为零。三、重力势能和电势能类比【课堂练习】将带电量为610-6C的负电荷从电场中的A点移到B点，克服电场力做了310-5J的功，再从B移到C，电场力做了10-5J的功，则（1）电荷从A移