电势能和电势说课

电势能和电势说课第一页，共二十二页，2022年，8月28日学情分析知识准备：功能关系，尤其是重力做功与重力势能变化关系以及重力势能的特点已经有较深入的认识。

比值法定义物理量以前多有接触存在困难：电势能和电势的概念抽象，建立过程比较困难，因为在研究重力势能时没有特别研究与电势相对应的物理量，如“重力势”

类比的方法用的比较少，在此处大量应用对思维迁移能力要求较高第二页，共二十二页，2022年，8月28日教学目标1.通过讨论静电力对试探电荷做功，知道静电力做功与路径无关的特点2.将静电力做功与重力做功进行类比，理解静电力做功与电势能变化的关系。认识电势能的相对性3.知道电势的定义方法及其公式、单位4.知道等势面的定义，知道电场线一定垂直于等势面第三页，共二十二页，2022年，8月28日教学重难点1.理解电势能、电势、等势面的概念及意义2.掌握电势能变化与电场力做功的关系，并能用此解决相关问题第四页，共二十二页，2022年，8月28日教学方法类比的方法。反证法（在研究电场方向与等势面垂直时应用）问题式引导课时安排：两课时，第一课时解决静电力做功和电势能的问题，第二课时解决电势和等势面的问题第五页，共二十二页，2022年，8月28日教学过程一、导入新课1.设置情景把一个静止的试探电荷放入电场中，它将在电场力的作用下做加速运动，经过一段时间之后，试探电荷的动能会增加2.提出问题A：什么力做功使试探电荷的功能增加B：什么形式的能转化为试探电荷的动能？第六页，共二十二页，2022年，8月28日二、新课讲授（1）静电力做功的特点(以匀强电场对正的试探电荷做功为例）E+qABME+qABM结论：在匀强电场中移动电荷时，静电力做的功与电荷的起始位置和终止位置有关，但与电荷经过的路径无关。拓展：该特点在非匀强电场中也成立（采用微元法，化非匀强电场为匀强电场）第七页，共二十二页，2022年，8月28日（2）电势能问题1：电场力做功的特点与我们学过的哪种力做功特点类似？问题2：重力做功与路径无关，我们引入了重力势能的概念，知道了物体重力作用下加速下落过程中是重力势能转化为动能。那么电场力做功也与路径无关，该引入什么能呢？正的试探电荷在电场中加速的过程中是什么能转化为试探电荷的动能呢？问题3：重力做的正功等于减少的重力势能，克服重力做功等于增加的重力势能，可用公式来描述重力做功和重力势能变化的关系，静电力做功与重力势能的变化也可以用来描述吗？第八页，共二十二页，2022年，8月28日问题4：重力做功只能确定重力势能的变化量，无法确定重力势能的大小，要想确定重力势能大小，我们首先选取零势面。同样的静电力做功只能确定电势能的变化量，而无法确定电荷在电场中的电势能的数值，那么如何确定电荷在电场中的电势能？电势能具有相对性吗？电势能的零点该如何选取？问题5：重力势能为物体和地球的系统所共有，电势能也具有系统性吗？它属于哪个系统？第九页，共二十二页，2022年，8月28日1.定义：电荷在电场中具有的与电荷位置有关的能，叫电势能。2、电场力对电荷做正功，电荷的电势能减小，电场力对电荷做负功，电荷的电势能增大，

电势能3、电势能是相对的，与零电势能面有关，一般选无穷远处或大地为零势能点电荷在某点的电势能等于把它从研究位置到零势能位置时静电力做的功。4、电势能是电荷和电场所共有的，具有系统性5.标量性第十页，共二十二页，2022年，8月28日重力势能和电势能类比

重力场中，重力：地球和物体之间存在的吸引力电场中，电场力：电荷之间的作用力有重力就有重力势能Ep=mgh有电场力就有相应的能，叫电势能EPEp由物体和地面间的相对位置决定EP由电荷间的相对位置决定电场力做正功，电势能就减少电场力做负功，电势能就增加电场力作功，电势能改变重力做功，重力势能改变重力做正功，重力势能就减少重力做负功，重力势能就增加W重=EP1-EP2W电=EPA-EPB第十一页，共二十二页，2022年，8月28日（3）电势提出问题：能否用电势能来表述电场能的性质？第十二页，共二十二页，2022年，8月28日取O点的电势能为零,则:EPA=qELCOSθ讨论电势能与电荷的比值?思考与讨论ALOθE+第十三页，共二十二页，2022年，8月28日2.公式:3.单位:伏特符号为V1V=1J/C电势1.定义:电荷在电场中某一点的电势能与它的电荷量的比值。第十四页，共二十二页，2022年，8月28日对电势的理解1：电势的相对性：某点电势的大小是相对于零点电势而言的。零电势的选择是任意的，一般选地面和无穷远为零势能面。2：电势的固有性：电场中某点的电势的大小是由电场本身的性质决定的，与放不放电荷及放什么电荷无关。3：电势是标量，4：计算时EP,q,都带正负号。第十五页，共二十二页，2022年，8月28日1.沿着电场线方向,电势将怎样变化?思考与讨论3.电势为负数时,负号表示方向吗?2.如何确定电场中某点的电势?第十六页，共二十二页，2022年，8月28日地理上，等高线表示地势的高低。在电场中常用等势面来表示电势的高低。电场中电势相同的各点构成的面叫做等势面等势面第十七页，共二十二页，2022年，8月28日等势面等势面的特点：1、等势面一定跟电场线垂直，在同一等势面上的任意两点间移动电荷，电场力不做功；2、电场线总是从电势高的等势面指向电势低的等势面，任意两个等势面都不会相交；3、等差等势面越密的地方电场强度越大第十八页，共二十二页，2022年，8月28日等势面几种典型电场的等势面：1、点电荷电场中的等势面：以点电荷为球心的一簇球面第十九页，共二十二页，2022年，8月28日等势面2、等量异种点电荷电场中的等势面：两簇对称曲面第二十页，共