2022年人教版选修31电势能和电势

1、第一章1.4 电势能、电势一【 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；它是课程教学中利用物理思维方法较多的一堂课,特殊是用类比的方法达到对新学问的探究,同时让同学就详细的物理学问迁 移埋下思维铺垫；教材从电场对电荷做功的角度动身,推知在匀强电场中电场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； 电场力做功的过程就是电势能的变化量,而不能打算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；对同学才能的提高和对学问的迁移、敏

2、捷运用赐予了思维上的指导作用；二【 教学目标 】1学问与技能 懂得静电力做功的特点、电势能的概念、电势能与电场力做功的关系； 懂得电势的概念,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； 明白电势与电场线的关系,明白等势面的意义及与电场线的关系；2过程与方法 通过与前面学问的结合,懂得电势能与静电力做的功的关系,从而更好的明白电势能和电势的概念； 培育对学问的类比才能,以及对问题的分析、推理才能； 通过同学的理论探究,培育同学分析问题、解决问题的才能；培育同学利用物理语言分析、摸索、描述概念和规律的才能；3情感、态度与价值观 尝试运用物理原理和争论方法解

3、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；利用学问类比和迁移激发同学学习爱好,培育同学敏捷运用学问和对科学的求知欲； 利用等势面图象的对称美,外形美以获得美的享受、美的愉悦,自己画图,在学习学问的同时提高对美的感受力和鉴别力； 在争论问题时,要培育突出主要冲突,忽视次要因素的思维方法；三【 教学重点和难点】1重点 懂得把握电势能、电势、等势面的概念及意义；2难点 把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,同学对功的运算,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识,具备了学习本节内容的学问前提,但建立起电势能

4、的概念对同学来说相对比较困难的,由于电场的概念特殊抽象,特殊是从力与能量两条线上同时争论电场,让同学感到有点“ 力不从心”生学习过程中要跨过的一个台阶,学问迁移及敏捷运用是学五【教学方法 】 理论、类比探究、分析归纳、争论分析、应用举例、体验探究 六【课前预备 】 挂图 七【课时支配 】 2 课时 八【教学过程 】（一）预习检查、总结疑问 1静电力,电场强度概念,指出前面我们从力的性质争论电场,从本节起将从能量的 角度争论电场；2复习功和能量的关系：如下列图从静电场中静电力做功使摸索电荷获得动能入手,提出问题：是什么转化为摸索电荷的动能？（二）情形引入、展现目标；第四节、电势能和电 势 一、静

5、电力做功的特点让摸索电荷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,我们来运算这几种情形下静电力对电荷所做的功；W F|AB| qE|AB| WF|AB|cos qE|AB| WW1+W2+W 3+ 其中 FqE|AM| 分析三种情形下的做功的数据结果,结合详细的问题情形, 从中找到共同点和不同点,联系前面所学的学问,归纳得出相关的物理学问；从中发觉问题和学问结论；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；拓展：该特点对于非匀强电场中也是成立的；二、电势能查找类比点： 力做功只与物体位置有关,属于什么能？而与运动路径无关的事例在物理中有

6、哪些呢？（移动物体时重力做的功与路径无关同一物体在地面邻近的同一位置才具有确定的重 力势能；）摸索：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移动的路径无关,这种势能我们叫做电势能；电势能用 Ep表示；电荷在电场中也具有势能,【摸索与争论 】 假如做功与路径有关,那能否建立电势能的概念呢？2争论：静电力做功与电势能变化的关系通过学问的类比,让同学能从中感受到新学问的得出也可以通过已有猎取；静电力做的功等于电势能的变化；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；

7、W AB（ EpBEpA） EpAEP【摸索争论 】对不同的电荷从A运动到 B的过程中,电势能的变化情形：正电荷从 A运动到 B做正功,即有 WAB0,就 EpAEpB,电势能削减； 正电荷顺着电场线的方向其电势能逐步削减； 负电荷从 A运动到 B做正功,即有 WABEpB,电势能增加； EPB,电势能增加； 负电荷顺着电场线的方向其电势能逐步降低；对此分析得出：电势能为系统全部,与重力势能相类似；3求电荷在某点处具有的电势能 问题争论：在上面争论的问题中,请分析求出 A 点的电势能为多少？同学摸索后无法直接求出,不妨就此鼓励同学,并提出类比方法；类比分析：如何求出 A点的重力势能呢？进而联系

8、到电势能的求法；就 E pAWAB （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；4零势能面的挑选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：求电荷在电场中A、B 两点具有的电势能高低；将电荷由 A点移动到 B点,依据静电力做功情形判定；如静电力做功为正功,电势能削减,电荷在 A 点电势能大于在 B 点的电势 能；反之静 电力做负功,电势能增加,电荷在 A 点电势能小于在 B点的电势能 弄清正、负电荷在电场中电势能的不同特点,判定其做功特点再进行判定；通过对不同内容的拓展,引导同学能通过自己对不同事例的

9、分析,知道对问题考虑的 全面性有所明白,同时能正确熟识到在分析问题时仍应当摸索 问题的不同侧面,达到对问 题的全面解决；提高思维的深度和发散才能,达到对物理学习全面化的探究要求；三、电势 我们通过静电力的争论熟识了电场强度,现在要通过电势能的争论来熟识另一个物理 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,如用左图中的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？让同学很快能想到用比值定义法来定义物理量,对学问活学活用；上面争论的是特殊情形,下面我们来争论一般情形：（如图）EpAqE场Lcos 可见 , EpA与 q 成正比,即电势能跟电荷量的比值

10、EpA/q 都是相同的；对电场中不同位置,由于 L 与 可以不同,所以这个比值一般是不同的；电荷在电场中某一点的电势能与它的电荷量的比值,是由电场中这点的位置打算的,跟摸索电荷本身无关；得出结论后,引导同学类比电场的得来过程,提出新的物理量 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 （与摸索电荷无关）2电势是标量,它只有大小没有方向,但有正负；3单位：伏特（V） 1V 1J/C 1J,就该点的电势就是1V；物理意义：电荷量为1C的电荷在该点的电势能是以上结论由同学得出,自己能用所学学问进行简洁的描叙,培育相关应用归纳学问的 才能

11、；（三）合作探究、精讲点播思索：如何来判定电势的高低呢？让同学明白：依据静电力做功的正负,判定电势能的变化,进而判定电势的高低；现 通过详细情形来进行分析；4电场线指向电势降低的方向；电势顺线降低；顺着电场线方向,电势越来越低；与电势能相像,我们知道Ep 有零势能面,因此电势也具有相对性；引导同学得出：应当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；5零电势位置的规定：电场中某一点的电势的数值与零电势的挑选有关,即电势的数 值打算于零电势的挑选；因此电势有正负之分,是由于其零电势的挑选打算；通常以大地或无穷远默认为零；与零电势能的位置规定是否有相像之处呢？与学问进行类比,从

12、前面的结论中领悟到学问的相通性,能对学问进行类比应用；（四）反思总结、当堂检测【摸索与争论 】参看书上的问题进行摸索与争论,然后摸索如是 q 当做负电荷来进行 争论,其结果是否一样呢？四、等势面 在地理课上常用等高线来表示地势的高低；今日我们学习了电势的学问后,那我们可 以用什么来表示电势的高低呢？同学：在电场中常用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；【体验性实践 】查找等势面：找正点电荷和带电平行金属板中的等势面；通过体验性实践活动,让同学明白到如何去查找等势面,达到对后续结论探究创设前 置氛围；观看挂图,从中查找不同电场中等势面的不同和相同点,进行合理猜想；2等

13、势面与电场线的关系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,静电力不做功；W ABEpAEPbqAqB0 争论：什么情形下会显现力做功为零的情形？引导分析得出：Fv 电场线跟等势面肯定垂直,即跟电场强度的 方向垂直；引导同学用反证法达到证明的目的,加深对学问点的应用；而沿着电场线的方向,电势越来越低；并且由电势高的等势面指向电势低的等势面；归纳总结可得出： 电场线跟等势面垂直,如两个相邻的等势面间的电势之差是相等的,就能得到书上图 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：由等势面描画电场线 方

14、法：先测绘出等势面的外形和分布,再依据电场线与等势面的关系,绘出电场线的 分布,于是我们就知道电场的情形了；【体验性试验 】测绘两个异种点电荷的静电场分布；加强体验性试验的教学,让同学形成深刻印象,达到对学问应用才能的提高；九【板书设计 】第四节、电势能和电势 一、静电力做功的特点 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；二、电势能 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,这种势能我们叫做电势能；电势能用 Ep表示；2争论：静电力做功与电势能变化的关系 WAB （ EpB EpA） EpAEPB 3求电荷在某点处具有的电势能 4零势能面的挑选 三、电势 1定义： EP/q 2电势是标量,它只有大小没有方向,但有正负；3电场线指向电