电势差与电场强度关系教学案例及分析

电势差与电场强度的关系教教学设计例及剖析.电势差与电场强度的关系教教学设计例及剖析.电势差与电场强度的关系教教学设计例及剖析.《电势差与电场强度的关系》教教学设计例及剖析作者：朱建廉一、背景在高中物理《电场》一章中，尽管《电势差与电场强度的关系》一节的内容不多，但却有着较为特别、较为重要的地位:教材在引入电场强度描述电场的力的特点以及引入电势描述电场的能的特点后，又成立起电势差与电场强度间的关系，并以此关系成立电场的“力”与“能”这两个侧面间的联系，从而帮助学生整体的认识电场。对于这节课的讲课，平常状况下会把相关的讲课内容与相应的讲课活动做这样的办理:第一利用在匀强电场中移动电荷时电场力做功的两种计算方法，成立起电势差与电场强度间的关系;此后再利用所建立起来的关系解决相关的问题，以达到帮助学生确认与理解上述关系的目的。笔者感觉:这样的讲课办理无论是所达成的讲课目标，也许是达成讲课目标的过程中经过相关“教育因子”施加的讲课影响等，都显得比较“单薄”，隐含在讲课内容和讲课过程之中的“教育因子”没可以充分发掘和利用。所以，在笔者的讲课实践中做的是以下设计。二、事例(一)关系存在的论证。欲成立起两个事物间、也许是某一事物的两个侧面间的关系，第一应该确认此间的确存在着某种关系。电场强胸襟化了电场的力特点，电势量化了电场的能特点。运用朴素的哲学看法就可以判断:作为量化同一事物(电场)的两个不一样样侧面(力与能)的物理量，电场强度与电势之间必然存在着某种关系师:作为一种特别形态的物质，我们研究了电场的两个侧面的特点，并分别引入两个物理量来定量描述。这两个侧面的特点和描述它们的相应的物理量分别是什么?生A:我们研究了电场的力的特点，引入电场强度来描述它;我们还研究了电场的能的特点，引入电势来描述它。师:对!描述电场的力的特点的电场强度和描述电场的能的特点的电势之间会存在着某种关系吗?生A:会。师:你获取这个判断的原由是什么?生A:·师:还有哪位同学同意A同学的判断?能帮他想想判断的依据吗?生B:既然电场强度和电势都是描述电场的特点，那么它们之间就应该存在着某种关系。师:好!我们判断电场强度与电势差间存在着某种关系的原由其实不需要比B同学说得更多了:量化同一率物的不一样样侧面的物理量间的确应该存在着某种关系，无论我们能否已经发现这类关系。(二)关系研究的方法。关系，实质上就是所谓的规律。从逻辑学的角度看，研究并成立某两个事物或事物的某两个侧面间的关系，平常状况下需要借助于某个媒介来进行，而对于媒介，则要求能与两方都有着某种联系。为了把描述电场力特点的电场强度和描述电场能特点的电势间的关系建立起来，我们选择的媒介是“功”。这一方面是由于做功必然有力，另一方面还由于做功必然引起能的变化。师:既然我们已经确认电场强度与电势间存在着某种关系，那么我们如何研究此间的联系、成立此间的关系呢?生C:利用电场力挪动电荷做功来成立此间的关系。师:很好!但是我不理解，你怎么想到“功”这个物理量的呢?生C:受教材的启示。师:C同学很老实，做学问就需要一个老老实实的态度。但是我还是想不通:教材的编者怎么想到“功”的呢?生:师:“功”这个量是帮助成立描述电场“力”与“能”特点的电场强度与电势间关系的最适合的“人选”吗?生D:是的，由于“功”和“力”与“能”都有联系。师:本来这样。一方面做功必然有力;另一方面做功必然引起能的变化。借助于“功”来成立电场强度与电势间的关系真是太适合了!(三)关系成立的过程假如说确认关系的存在是运用了朴素的哲学看法、选择研究关系的方法是借助于逻辑的力量的话，那么成立关系的过程就只好是运用物理的知识了。师:为了简单起见，让我们在以下环境中成立电场强度与电势间的关系:如图1所示，电场强度为E的匀强电场中，将电量为q的带正电的点电荷从A点沿着电场线挪动到B点，若A,B两点间距离为d,A,B两点电势分别为材,cpB。请一位同学在黑板演出算。生E:上黑板演算)依据功的公式计算电场力所做的功为W=qEd而依据功能关系计算电场力所做的功为w=q(φA-φB)比较上述功的两种表述可得:电势与电场强度间的关系为φA-φB=Ed师:对。假如把A,B两点间的电势差记为U=φA-φB那么，E同学所导出的“电势与电场强度间的关系”将进一步表示为“电势差与电场强度间的关系”为U=Ed(1)或为E=U/d(2)(四)关系本义的确认。事物间关系的本义是成立在各个事物的本义的基础之上的。师:为了正确掌握(1)式或(2)式所给出的电势差与电场强度的关系的物理含义，应该先明确此中的各个物理量的含义。谁来告诉我们?生F:公式中的U是电势差;E是电场强度;d是距离。师:能说得改正确些吗?生F:E是匀强电场的场强;U是沿场强方向的两点间的电势差;;d则是这两点间的距离。师:很好!明确了公式中各个物理量的正确含义后，公式的物理含义也就清楚了。教材上对形如(1),(2)的两个关系的意义是如何理解的?生H:(1)式表示:在匀强电场中，沿场强方向的两点间的电势差等于场强与这两点的距离的乘积;(2)式表示:在匀强电场中，场强在数值上等于沿场强方向每单位距离上的电势差。(五)关系平常的类比。只有对某种关系的本义理解透辟，才可以为非作恶的做出平常的、贴切的类比。师:其实，电势差与电场强度的关系和力学现象中的某些关系特别相似，谁能试举一例?生I:如图2所示，质量为m的小球在倾角为e的圆滑斜面上运动，若把这一过程类比为点电荷在匀强电场中运动可以吗?师:圆满可以!请同学们课后做些研究，在两种过程及描述两种过程的相应的物理量之间成立起对应的类比关系。(六)关系运用的重点。关系只有在正确地运用过程中才可以达到真切意义上的理解。选择适合的例题，运用关系剖析求解，在关系的运用过程中让学生再一次领悟关系的实质含义。师:下边我们将运用所成立起来的电势差与电场强度的关系解决两道例题。在这从前请大家思虑一下:形如(1)式或(2)式的关系式，在运用时有什么需要注意的地方?生J:电场必然是匀强电场。师:对!还有吗?生J:两点的连线必然与电场方向平行。师:不平行就不可以吗?生J:那师:那怎么样?生J:那就要进行正交分解。师:很好!但是，假如电场不是匀强电场，你知道该怎么办吗?生J:师:这个问题留待课后思虑好吗?(接下来的例题剖析过程此处略)三、剖析从几个不一样样的角度可以看到这节课的一些特点。从知识层面来看:第一重申电场强度和电势分别是描述电场这一事物的不一样样特点的物理量;此后在把电场强度和电势依靠于电场的基础上，借助于电场力挪动电荷做功而以致电势能的改变这一动向过程，导出电势差与电场强度间的关系;最后又经过剖析、类比、运用等环节，帮助学生深刻的领悟所成立起来的关系的物理含义，较好的达成了知识层面的讲课目标。从能力培育来看:讲课方案在关注所要表现的内容的同时，分外关注的是相关内容的呈现过程与表现方式。讲课流程的六个环节较好的运用逻辑的力量，不仅帮助学生成立起一个详尽的“电势差与电场强度的关系”，更重要的是以此为例给出了成立两个事物、也许是一个事物的两个侧面间关系的一般思路，较好的达成了能力培育的讲课目标。从素质影响来看:讲课过程表现出的不仅有一个相对圆