高中物理-电势差教学设计学情分析教材分析课后反思

《电势差》教学设计一、教材分析“电势差”是高中静电场知识关于电场力做功特点、电势能、电场力做功与电势能的关系、电势等概念与规律之后的一个教学内容，也是高中电学教学的重点和难点。电势差是比电势更有实际意义的概念，在物理学中，特别是在技术应用方面使用更多的是电势差概念。本节内容以电势概念为起点，再次运用类比的方法，把电势差与高度差进行类比引入电势差的概念，接着把电势差定义为“两点间的电势之差”，交代了电势差正负的含义。然后，从静电力在A、B两点间移动电荷时所做的功等于电荷在这两点间的电势能之差出发，导出静电力做的功与电势差的关系WAB=qUAB，经过变形得到UAB=WAB/q，同时得出电势差与电势零点的选择无关。再通过例题对电势差进行深化理解与巩固应用。二、学情分析本节内容涉及的概念有电势、电势能、电场力做功和电势差等，概念多且抽象，概念间的关系也较复杂，再加上静电力做功公式中正负号的应用以及正负号的物理意义等，都会对学生的学习构成困难。电势差即电压，学生在初中电学学习时已经了解电压概念，本节教学是对电压概念的深化。教学中要以学生原有的知识（电势定义式、电场力做功与电势能的关系）作为新知识（电势差概念）的生长点，引导学生从原有知识中生长出新的知识，能够激发学生的好奇心和求知欲，并体会收获的喜悦，同时还能培养学生的演绎思维能力。三、教学目标理解电势差的概念，知道电势差与电势零点的选择无关。掌握两点间电势差的电势表达式，知道电势差正负与两点电势高低的关系。知道电场中移动电荷时静电力做功与两点电势差之间的关系，会应用静电力做功的公式进行相关计算。四、教学流程回顾旧知，类比引入（1）引导学生回顾小结已学知识：前面我们学习了电场力做功的特点、电场力做功与电势能变化的关系、电场中某点电势的表达式以及等势面等，研究电场的能的性质时，我们沿着“电场力做功―电势能变化―电势能―电势―等势面”的思路展开，同时与“重力做功―重力势能变化―重力势能―高度―等高线”进行类比。（2）引出新概念：在电场中，我们更关心的并不是某一点的电势，而是某两点之间的电势之差，即电势差UAB=φA-φB。电势差UAB反映了A、B两点的电势差值的大小及高低关系，单位也是伏特。（3）引导学生讨论下列问题：①电势差是标量吗？怎样理解它的正、负及零的意义？电势差是电势之差，故与电势一样，也是标量；电势差的正负反映了这两点的电势高低关系。②UAB=UBA吗？为什么？由电势差UAB=φA-φB的定义式可直接得出UAB=-UBA的结论。【设计意图】本节电势差的教学离不开上两节内容的铺垫，所以通过复习旧知引入，理清相关概念和规律，同时运用高度和高度差类比得出电势差定义，让学生理解电势差概念及其引入的必要性与重要性。2.顺藤摸瓜，逻辑推理（1）提出问题：电势反映的是电荷在电场中所具有的能的性质，而功和能是密切相关的。电势差与电场力做功之间是否存在某种关系呢？（2）根据电势差的表达式UAB=φA-φB和上节学所知识，推导电势差与电势能的关系，进而推导出电势差与电场力做功的关系，即：在引入试探电荷后，学生得出UAB=φA-φB=φB-φA=-UBA。3.深入思考，把握内涵教师提出系列问题，让学生在讨论和回答中深化理解电势差与电场力做功的关系：（1）UAB=W/q是电势差的比值定义式，其物理意义是什么？电场中A、B两点间的电势差UAB在数值上等于把单位正电荷从A点移到B点电场力所做的功。电场中两点间的电势差与试探电荷有关吗？为什么？有的学生会根据功的定义式推得WAB=qEL，L为A、B沿场强方向的距离，故而得出UAB与q、WAB无关，由电场及两点的位置决定。有的学生会提出，因为电势与试探电荷无关，故电势差也与试探电荷无关。电场中两点的电势差与零电势点的选择有关吗？根据UAB=W/q，在电场中移动电荷时，电场力做功由场强及两点的位置决定，可见与零电势点的选择无关，故电势差也与零电势点的选择无关。前面通过电场与重力场的类比知道，空间某一点的高度跟高度参考零点的选择有关，但空间两个点之间的高度差却跟高度参考零点的选择无关。这里类似地得到，电场中选择不同的位置作为电势零点，电场中某点电势的数值也会改变，但电场中某两点的电势差也跟电势零点的选择无关。（4）由UAB=W/q变形得到电场力做功与电势差的关系：WAB=qUAB，通过该公式计算电场力做功的物理意义和优越性是什么？让学生领悟到，知道了电场中两点的电势差，就可以很方便地计学生整体基础较薄弱，尤其在学习物理表现更为明显，主要表现在对抽象问题的理解上，读题时不能建立物理模型，不能找出已知量，甚至不能联系公式进行求解。在学习过程中有部分学生不能参与到课堂教学与学习中去，而是无所事事，针对这种情况，在课堂教学中尽可能的激发学生学习兴趣，让更多的学生参与到课堂教学，讲解的知识问题要有针对性，由浅到深，符合学习的规律特点，多用激励性语言。通过新课的预习、学习与习题训练，大部分学生基本上掌握了电势差的有关知识和运算，能把学习的到理论知识运用到实际中去，基本上达到了学习目标与要求。但也存在一少部分学生对决定电势差因素不理解，尤其电势差、功、检验电荷电荷量等物理量之间的关系不明白，因此下一节课针对这种情况要加强练习。《电势差》教材分析“电势差”是高中静电场知识关于电场力做功特点、电势能、电场力做功与电势能的关系、电势等概念与规律之后的一个教学内容，也是高中电学教学的重点和难点。电势差是比电势更有实际意义的概念，在物理学中，特别是在技术应用方面使用更多的是电势差概念。本节内容以电势概念为起点，再次运用类比的方法，把电势差与高度差进行类比引入电势差的概念，接着把电势差定义为“两点间的电势之差”，交代了电势差正负的含义。然后，从静电力在A、B两点间移动电荷时所做的功等于电荷在这两点间的电势能之差出发，导出静电力做的功与电势差的关系，同时得出电势差与电势零点的选择无关。再通过例题对电势差进行深化理解与巩固应用。《电势差》测评练习A组1．对于电场中任意两点间电势差，下列说法中正确的是[]A．电势差越大，在这两点间移动电荷时电场力做的功越多．B．两点间的电势差，数值上等于在这两点间移动单位正电荷时，电场力做的功．C．两点间的电势差与在这两点间移动的电荷有关．D．两点间的电势差与在这两点间移动的电荷无关．2．电荷在电场中移动时的下列判断中，正确的是[]A．正电荷顺着电场线移动，电场力做功，电势能增加．B．正电荷逆着电场线移动，克服电场力做功，电势能减少．C．负电荷顺着电场线移动，克服电场力做功，电势能减少．D．负电荷逆着电场线移动，电场力做功，电势能减少．3．电场空间中的A、B两点的电势差UAB是1V，对它的意义理解正确的是[]A．电场力移送电量为qC的电荷从A到B所做的功是1J．B．电场力移送电量为1C的电荷从A到B所做的功是1J．C．电场力移送电量为1C的电荷从B到A所做的功是1J．D．电量为1C的电荷从A到B移动时，克服电场力做功1J．4．把电量4.0×10-6C的电荷，在电场中从A移到B，克服电场力做功1.6×10-4J，则A、B两点电势差UAB=____；电荷的电势能等于______．5．一个电量为-2.0×10-8C的点电荷，在电场中M点时的电势能为14×10-6J，把它移到N点时电场力作功8×10-6J，则它在N点的电势能为______，MN两点间电势差UMN=______．B组1．关于电场中电势能的下列说法中，正确的是[]A．在电场中电势高的地方，电荷在该点具有的电势能就越大．B．在电场中某处，放入电荷的电量越多，它所具有的电势能越大．C．在正点电荷电场中的任一点，放入的正电荷所具有的电势能一定大于负电荷所具有的电势能．D．在负点电荷电场中的任一点，正电荷所具有的电势能一定小于负电荷所具有的电势能．2．如图1－12所示点电荷电场中，将检验电荷从A点分别移到以点电荷为中心的同一圆周上的B、C、D、E各点，则电场力做的功[]A．从A到B做功最多．B．从A到C做功最多．C．从A到E做功最多．D．做功一样多．3．一点电荷从电场中的a点移到b点时，电场力做功为零，则[]A．a、b两点的场强一定相等．B．一定沿等势面移动．C．电荷所受的电场力一定与移动方向总是垂直．D．a、b两点电势一定相等．4．在一个点电荷电场中，把电量为1.0×10-9C的带正电的检验电荷，从极远处移到电场中P点，电场力作功1.8×10-7J，则检验电荷的电势能变化情况是______．若以极远处为零电势能位置，则电荷在场中P点的电势能为______，P点的电势为______．5．图1—13中三曲线表示三条等势线，其电势UC=0，UA=UB=10V，UD=-30V．(1)把一个电量q=10-7C的负电荷放在A、B、C、D四处时，具有的电势能各多大？(2)把这个电荷从C移到D，电场力做功多少？(3)把这个电荷从D移到B再移到A，电场力做功多少？在本节课的教学过程中，学生基本上都参与了教学活动，积极性较高，个人独立思考、小组合作讨论、形成统一的完整性答案，小组代表展示结果，其他小组同学评价、质疑等等环节都体现了学生的学习主动性在逐渐提高。但也有部分学生对电势差决定因素不能掌握，