《4电势能和电势》教学设计(安徽省市级优课)-物理教案

电势能和电势教学设计（第一课时）宁国中学郝兴明【教学目标】⑴知识目标1.通过讨论静电力做功，知道静电力做功与路径无关；2.理解静电力做功与重力势能变化的关系，认识电势能的概念和性质；3.知道电势的概念和性质；⑵能力目标：通过类比分析法，由重力场的规律引出静电场的能量规律。⑶情感和价值观运用物理原理和研究方法解决一些与生产和生活相关的实际问题，增强科学研究的价值观。【教学难点】电势能和电势概念的建立【教学重点】电势能和电势概念和相关性质及运用知识解决相应问题【教学课时】2课时【教学过程】（一）引入由牛黄（中药材）生产方法的改进，引出静电场本节的研究方法－类比法，进而用此方法推导静电场的规律。（二）新课教学【问题】研究静电场时，可以类比什么场比较合适？（学生讨论）【问题】静电场和重力场有哪些相似性？如：静电力和重力都是非接触力；库仑力和万有引力公式的相似性教师总结：静电场和重力场有诸多的相似性，我们就应该主动运用类比法，有意识地由重力场的性质作出猜想，以期待得到更多静电场的性质。一、静电力做功特点【情景】小球从A点移到B点沿着两条不同路径，重力做功问题（见课件）分析：W=mgh重力做功与路径无关【猜想】静电力做功与路径无关？【验证】结合课本图1.4-1（左图）分析试探电荷q在场强为E的匀强电场中沿不同路径从A运动到B电场力做功的情况。①q沿直线从A到B②q沿折线从A到M、再从M到B③q沿任意曲线线A到B结果都一样即：W=qE·AM结论：静电力移动电荷所做的功与路径无关，只与始末位置有关【实验一】静止释放小物体，从能量方面分析小物体的下落过程(重力势能转化为动能)【实验二】用带电的玻璃棒接触泡沫小球，观察现象，从能量角度分析现象，进而引出电势能概念。二、电势能1.概念：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2.电势能EP的决定因素：类比重力势能：物体的质量m和物体在重力场中的相对位置决定结论：电荷的电荷量和电荷在静电场中的相对位置决定3.静电力做功与重力势能变化的关系类比重力场：略结论：①电场力做正功，电荷的电势能减小；②电场力做负功，电荷的电势能增加③电场力做功等于电势能的减小量若用WAB表示电荷从A点移动到B点的过程中静电力做的功，EPA和EPB分别表示电荷在A点和B点的电势能，则WAB＝EPA－EPB＝－ΔEP4.电势能概念的理解⑴零电势能点：一般取电荷在无穷远处和大地EP=0例题:一个电荷从在正点电荷电场中的A点移到无限远处，电场力做功？AAW=EPA－0⑵电荷在电场中某点的电势能等于把它移动到零电势能点，静电力做功多少。上例中若移动是正电荷W＞0则EPA＞0若移动是负电荷W＜0则EPA＜0⑶电势能具有相对性EP＞0电荷在该点电势能高于零电势能点EP＜0电荷在该点电势能低于零电势能点⑷电势能是标量⑸电势能具有系统性⑹在电场中两点间，同样移动正负电荷，电势能变化相反三、电势【问题】通过电场中静电力的研究，由比值法引入一个重要的描述量电场强度。同样，若从电场能量的角度，是否也可以找寻相应的描述量？AlEAlEOθEPA=W=qELCosθ电荷q在任一点A的电势能EPA与q成正比。也就是说，处于A点的电荷，无论电荷量大小是多少，它的电势能跟电荷量的比值都是相同的。对电场中的不同位置，由于l和θ可以不同，所以这个比值一般是不同的。从以上分析可知，电荷在电场中某一点的电势能与它的电荷量的比值，是由电场中这点的性质决定的，跟试探电荷本身无关。这个结论虽然是从匀强电场得出的，但可以证明，对于其他电场同样适用。1.电势：电荷在电场中某点的电势能与电荷量的比值2.公式：如果用φ表示电势，用EP表示电荷的电势能，（计算时正负带入）3.单位：伏特V1V=1J/c4.电势概念的理解⑴电势为标量⑵电势具有相对性（取无穷远处或大地为电势零点）⑶电势与q无关，电势能与q有关例题：正负电荷从A点移动到B点，判断电势能和电势的变化？AAB⑷电场线指向电势降落的方向（三）小结一、静电力做功与路径无关二、电势能1.概念2