高中物理-电势 电势能教学设计学情分析教材分析课后反思

课标分析：1．知识与技能·理解静电力做功的特点、电势能的概念、电势能与电场力做功的关系。·理解电势的概念，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。·了解电势与电场线的关系，了解等势面的意义及与电场线的关系。2．过程与方法·通过与前面知识的结合，理解电势能与静电力做的功的关系，从而更好的了解电势能和电势的概念。·培养对知识的类比能力，以及对问题的分析、推理能力。·通过学生的理论探究，培养学生分析问题、解决问题的能力。培养学生利用物理语言分析、思考、描述概念和规律的能力。3．情感、态度与价值观·尝试运用物理原理和研究方法解决一些与生产、生活相关的实际问题，增强科学探究的价值观。利用知识类比和迁移激发学生学习兴趣，培养学生灵活运用知识和对科学的求知欲。·利用等势面图象的对称美，形态美以获得美的享受、美的愉悦，自己画图，在学习知识的同时提高对美的感受力和鉴别力。·在研究问题时，要培养突出主要矛盾，忽略次要因素的思维方法。学情分析：通过对必修内容的学习，学生对功的计算，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悉，具备了学习本节内容的知识前提，但建立起电势能的概念对学生来说相对比较困难的，因为电场的概念特别抽象，特别是从力与能量两条线上同时研究电场，让学生感到有点“力不从心”，知识迁移及灵活运用是学生学习过程中要跨越的一个台阶练习测评1下列说法正确的是（

）

A.

在电场中顺着电场线移动电荷，电场力做功，电荷电势能减少

B.

在电场中逆着电场线移动电荷，电场力做功，电荷电势能减少

C.

在电场中顺着电场线移动正电荷，电场力做正功，电荷电势能减少

D.

在电场中逆着电场线移动负电荷，电场力做负功，电荷电势能增加

2如图所示，A、B、C为电场中同一电场线上的三点，设电荷在电场中只受电场力作用，则下列说法正确的是（

）

A若在C点无初速释放正电荷，电荷向B运动，电势能减小

B若在C点无初速释放正电荷，电荷向B运动，电势能增大

C若在C点无初速释放负电荷，电荷向A运动，电势能增大

D若在C点无初速释放负电荷，电荷向A运动，电势能减小

3图一表示等量异种电荷P和Q形成的电场内的一簇等势面，求

(1)

P、Q各带何种电荷？

(2)

把q=10－7C的正点电荷从A移到B，电场力做多少功？

(3)

把q从B移到C电场力做多少功？

(4)

把q从C移到A电场力做多少功？

(5)

q从A出发经过B和C回到A的过程中电场力对电荷做的总功为多少？4如图6，在点电荷＋Q电场中，以＋Q为球心的同一球面上有A、B、C三点，把正检验电荷从球内P点移到A、B、C各点时电场力作功WPA、WPB、WPC的大小关系为________．

5如图7，a、b、c、d为某电场中的等势面，一带正电粒子飞入电场后只在电场力作用下沿M点到N点的虚线运动．由图可知，四个等势面电势Ua、Ub、Uc、Ud由高到低的排列顺序是_______，带电粒子在M、N两点中，电势能较大的是_________点．

6如图3，绝缘光滑半圆环轨道放在竖直向下的匀强电场中，场强为E．在与环心等高处放有一质量为m、带电＋q的小球，由静止开始沿轨道运动，下述说法正确的是（

）

A．小球在运动过程中机械能守恒

B．小球经过环的最低点时速度最大

C．小球经过环的最低点时对轨道压力为（mg＋Eq）

D．小球经过环的最低点时对轨道压力为3（mg－qE）【课后练习与提高】

1、如图所示，在点电荷电场中的一条电场线上依次有A、B、C三点，分别把+q和－q的试验电荷依次放在三点上，关于它所具有的电势能的正确说法是(

)

A．放上+q时，它们的电势能EA＞EB＞EC

B．放上+q时，它们的电势能EA＜EB＜EC

C．放上－q时，它们的电势能EA＞EB＞EC

D．放上－q时，它们的电势能EA＜EB＜EC

2、一个点电荷，从静电场的a点移到b点，其电势变化为零，则（

）

A.

a、b两点场强一定相等

B.

该点电荷一定沿等势面移动

C.

作用于该点电荷的电场力与其移动方向总是垂直的

D.

a、b两点的电势一定相等

3、如图四所示，为电场中一条电场线，一个点电荷由静止开始，在电场力作用下，从A点移到B点，下面论述正确的是（

）

A.

A处场强大于B处场强；

B.

点电荷在A处电势能大于在B处电势能；

C.

点电荷带负电；

D.

由A到B点电荷受到电场力越来越小。

4、在电场中，A点的电势高于B点的电势，则（

）

A．把负电荷从A点移到B点，电场力作负功

B．把负电荷从A点移到B点，电场力作正功

C．把正电荷从A点移到B点，电场力作负功

D．把正电荷从A点移到B点，电场力作正功

5、在静电场中，关于场强和电势的说法正确的是（

）

A．电场强度大的地方电势一定高

B．电势为零的地方场强也一定为零

C．场强为零的地方电势也一定为零

D．场强大小相同的点电势不一定相同

6、若带正电的小球只受电场力的作用，则它在任意一段时间内（

）

A．一定沿着电场线由高电势向低电势运动

B．一定沿着电场线由低电势向高电势运动

C．不一定沿电场线运动，但一定由高电势向低电势运动

D．不一定沿电场线运动，也不一定由高电势向低电势运动

7、有一电场的电场线如图1所示，场中A、B两点电场强度的大小和电势分别用EA、EB和UA、UB表示，则（

）

A．EA＞EB

UA＞UB

B．EA＞EB

UA＜UB

C．EA＜EB

UA＞UB

D．EA＜EB

UA＜UB

8、如图2，A、B为两等量异号点电荷，A带正电，B带负电，在A、B连线上有a、b、c三点，其中b为连线的中点，ab＝bc，则（

）

A．a点与c点的电场强度相同

B．a点与c点的电势相同

C．a、b间电势差与b、c间电势差相等

D．点电荷q沿A、B连线的中垂线移动，电场力不作功

9、在以点电荷为球心、r为半径的球面上各点相同的物理量是（

）

A．电场强度

B．同一电荷所受电场力

C．电势

D．同一电荷具有的电势能

10、下述说法正确的是（

）

A．在同一等势面上移动电荷，电场力不作功

B．等势面上各点场强大小一定相等

C．电场中电势高处，电荷的电势能就大

D．电场强度大处，电荷的电势能就大

11、一个电荷只在电场力作用下从电场中的A点移到B点电场力做了5×10－6J的功，那么（

）

A．电荷在B处时将具有5×10－6J的电势能

B．电荷在B处将具有5×10－6J的动能

C．电荷的电势能减少了5×10－6J

D．电荷的动能增加了5×10－6J

12、关于等势面下列说法正确的是(

)

A．

等势面与电场线处处垂直

B．

同一等势面上的各点场强大小必定相等

C．

电荷所受电场力的方向必和该点等势面垂直，并指向电势升高的方向

D．

电荷从电场中一点移到另一点，电场力没做功，电荷必在同一等势面上移动

13、以无穷远处为零电势点，下述情况中各物理量为正还是为负？

（1）负电荷周围空间的电势为_________值．

（2）正电荷位于某负荷电产生的电场内，它的电势能为________值．

（3）负电荷位于某负电荷产生的电场内，它的电势能为________值．

14、如图8所示，实线为电场线，虚线为等势线，且相邻两等势间的电势差相等，一正电荷在等势线U3上时，具有动能20J，它运动到等势线U1时速度为零，令U2＝0，那么该电荷的电势能为4J时，其动能为_______J．一、在教学过程中，充分体现让学生自己动手动脑，教师出示例题先让学生思考，然后请学生上黑板上来进行演算，其他学生也在下面同时进行练习。这样一来做到了让全班每位学生都有事做,大家都在跟着老师的思路进行学习。二、学生能积极投入到学习中来。如：通过我的观察全班学生没有一位在做与课堂无关的事.三、教师基本功较好。如；板书书写工整有顺序，板书条理清晰。并能用较流利的普通话上课。四、老师能走下讲台巡视到学生中去搜集存在的问题，并能及时解决问题。五、教师和学生都处在一种民主、和谐的学习氛围中。本节课学生在宽松、平等的教学环境中自由地发表各自的想法、观点，使学生学的轻松，教师教的也轻松。六、在学生自主练习中，为了照顾学习较滞后的学生，教师应充分了解全体学生；教育技术方面应多用利用教具或课件展示，让学生有充分的观察和思考，真正感悟比例尺应用的整个过程，但由于地震造成学校很多设备损坏无法应用，这也是客观原因。其次是在利用比例尺解决实际问题中还需要指导和练习，以便学生在解决问题的实际过程中很好的运用。课堂上，老师饱满的情绪状态是富有激情的，教学语言是科学的，教学设计充满趣味性，无时不在影响着学生的学习情绪、智力活跃程度和对教学过程的参与程度，学生的课堂学习过程是有效的。综观全课，学生积极参与其中，课堂收到了理想的教学效果。同时，我们也认识到：只有关注学生的学习体验，尊重学生的个性差异，引导学生全员参与，才能真正达到提高课堂教学效率的目的。【学情与教材分析】本节内容为物理选修3－1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，尤其是用类比的方法达到对新知识的探究，同时让学生就具体的物理知识迁移埋下思维铺垫。教材从电场对电荷做功的角度出发，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，而不能决定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。对学生能力的提高和对知识的迁移、灵活运用给予了思维上的指导作用。电势能电势是电磁学开篇章节静电场中的重点内容，它从能量的角度反映了电场的性质。对它的研究为以后的学习

电功、电动势、电磁能奠定了知识基础。尤其能和电势差（电压）与日常生活和生产，科学尖端技术的应用与研究有着密切的关系，因而学好这部分知识有着广泛的实用价值。效果分析1.建立良好的师生关系是提高学生学习兴趣并促使学生真正自主学习的基础，也是学生主动参与教学的基础。我努力建立和谐的师生关系，用自己真诚的爱心去打动、感化学生，为学生创造良好的、愉快的学习环境，使每个学生的潜能得到释放，才能得以发挥。2.重视教学语言:课堂上语言风趣、幽默、通俗易懂、深入浅出、生动活波、逻辑严密、有感召力、有激情，让学生感到愿意上好这节课，且非上好不可。3通过实例激发学生学习兴趣，促使学生主动探究、主动学习，培养学生的观察能力、动手能力、实践能力以及思维能力，真正达到新课标中用实例探究的教学目的。4利用现代教学手段，提高学生新鲜感，吸引学生注意力。比如用对比图给学生更直观的感觉，这样课堂教学效果会好。反思：

通过实践教学，重在让学生有对比的观点去学习物理知识。课中多次用到类比的物理思想，让学生对知识有更多的牵连，能对前面的知识达到灵活的应用，牵带多种方法学习物理知识，同时也反映出了选修3－1的设计思想。

【教材分析】本节内容为物理选修3－1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，尤其是用类比的方法达到对新知识的探究，同时让学生就具体的物理知识迁移埋下思维铺垫。教材从电场对电荷做功的角度出发，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，而不能决定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。对学生能力的提高和对知识的迁移、灵活运用给予了思维上的指导作用。【教学目标】1．知识与技能·理解静电力做功的特点、电势能的概念、电势能与电场力做功的关系。·理解电势的概念，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。·了解电势与电场线的关系，了解等势面的意义及与电场线的关系。2．过程与方法·通过与前面知识的结合，理解电势能与静电力做的功的关系，从而更好的了解电势能和电势的概念。·培养对知识的类比能力，以及对问题的分析、推理能力。·通过学生的理论探究，培养学生分析问题、解决问题的能力。培养学生利用物理语言分析、思考、描述概念和规律的能力。3．情感、态度与价值观·尝试运用物理原理和研究方法解决一些与生产、生活相关的实际问题，增强科学探究的价值观。利用知识类比和迁移激发学生学习兴趣，培养学生灵活运用知识和对科学的求知欲。·利用等势面图象的对称美，形态美以获得美的享受、美的愉悦，自己画图，在学习知识的同时提高对美的感受力和鉴别力。·在研究问题时，要培养突出主要矛盾，忽略次要因素的思维方法。【教学重点和难点】1．重点·理解掌握电势能、电势、等势面的概念及意义。2．难点·掌握电势能与做功的关系，并能用此解决相关问题。【教学课时】2课时【实验器材准备】挂图【教学方法】理论、类比探究、分析归纳、讨论分析、应用举例、体验探究【教学过程】复习前面相关知识。1．静电力，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：如图所示从静电场中静电力做功使试探电荷获得动能入手，提出问题：是什么转化为试探电荷的动能？引入新课。第四节、电势能和电势一、静电力做功的特点让试探电荷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，我们来计算这几种情况下静电力对电荷所做的功。W＝F|AB|＝qE|AB|W＝F|AB|cosθ＝qE|AB|W＝W1＋W2＋W3＋……其中F＝qE|AM|分析三种情况下的做功的数据结果，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：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、电势能寻找类比点：力做功只与物体位置有关，而与运动路径无关的事例在物理中有哪些呢？属于什么能？（移动物体时重力做的功与路径无关同一物体在地面附近的同一位置才具有确定的重力势能。）思考：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，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。【思考与讨论】如果做功与路径有关，那能否建立电势能的概念呢？2．讨论：静电力做功与电势能变化的关系通过知识的类比，让学生能从中感受到新知识的得出也可以通过已有获取。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。WAB＝－（EpB－EpA）＝EpA－Ep【思考讨论】对不同的电荷从A运动到B的过程中，电势能的变化情况：正电荷从A运动到B做正功，即有WAB>0，则EpA>EpB，电势能减少。●正电荷顺着电场线的方向其电势能逐渐减少。负电荷从A运动到B做正功，即有WAB<0，则EpA>EpB，电势能增加。●负电荷顺着电场线的方向其电势能逐渐降低。对此分析得出：电势能为系统所有，与重力势能相类似。3．求电荷在某点处具有的电势能问题讨论：在上面讨论的问题中，请分析求出A点的电势能为多少？学生思考后无法直接求出，不妨就此激励学生，并提出类比方法。类比分析：如何求出A点的重力势能呢？进而联系到电势能的求法。则EpA＝WAB（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。4．零势能面的选择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，根据静电力做功情况判断。若静电力做功为正功，电势能减少，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，判断其做功特点再进行判断。通过对不同内容的拓展，引导学生能通过自己对不同事例的分析，知道对问题考虑的全面性有所了解，同时能正确认识到在分析问题时还应该思考问题的不同侧面，达到对问题的全面解决。提高思维的深度和发散能力，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研究认识了电场强度，现在要通过电势能的研究来认识另一个物理量──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，若用左图中的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？让学生很快能想到用比值定义法来定义物理量，对知识活学活用。上面讨论的是特殊情况，下面我们来讨论一般情况：（如图）EpA＝qE场Lcosθ可见，EpA与q成正比，即电势能跟电荷量的比值EpA/q都是相同的。对电场中不同位置，由于L与θ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决定的，跟试探电荷本身无关。得出结论后，引导学生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φ表示。表达式：φ＝Ep/q（与试探电荷无关）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物理意义：电荷量为1C的电荷在该点的电势能是1J，则该点的电势就是1V。以上结论由学生得出，自己能用所学知识进行简单的描叙，培养相关应用归纳知识的能力。思索：如何来判断电势的高低呢？让学生明白：根据静电力做功的正负，判断电势能的变化，进而判定电势的高低。现通过具体情景来进行分析。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。与电势能相似，我们知道Ep有零势能面，因此电势也具有相对性。引导学生得出：