高教版中职物理（类）电子教案502第二节 电势能 电势 电势差

主题五电与磁及其应用

第二节电势能电势电势差教学设计案例

课程内容第二节电势能电势电势差

课程类型启发讲授课课时2学时

本节主要让学生通过实验，知道静电场中的电荷具有电势

教材内容能，能够分析电荷在电场中的不同位置具有的电势能。了解用

分析比值定义电势的方法，知道其物理含义。理解电势差的概念，

能进行简单的计算。了解匀强电场中电场强度与电势差的关系。

本节内容都是学生以前没有学习过的内容，而且又比较抽

象，因此对学生来说都是难点。但这部分内容又很重要，可以

让学生更深刻地理解电能，理解电压概念的来历，对电学专业

学情分析

学生将来的职业发展起着重要的基础作用。因此教师可以借助

类比、分析、演绎、归纳、数学等方法帮助学生理解，克服这一

部分难点。

1.建构电势能、电势、电势差的概念，形成电场中的电荷

具有电势能、沿着电场线的方向电势降低、电势差就是电场中

两点之间的电势之差等物理观念，并能应用其解释生产、生活

中的现象。

2.了解推理电场中的电荷具有电势能的演绎方法、定义电

势的比值定义法以及将电势能与重力势能、电势与高度相类比

教学目标

的方法。了解描述电势差的概念以及匀强电场中电势差与电场

强度的关系时使用的数学、归纳等科学论证方法。

3.观察“研究电场对电荷能量的影响”等演示实验，增加

对电势能的感性认识，增强实验观察素养。了解电势差与电场

强度的关系在生产中的应用，增强技术运用素养。

4.通过对电势能等相关问题的讨论，增强合作交流的意识

和能力。了解静电除尘等内容，增强保护环境的社会责任感。

让学生建构电势能、电势、电势差的概念，了解匀强电场

教学重点

中电势差与电场强度的关系。

建构电势能的概念，运用类比方法判断电荷在电场中不同

教学难点

位置电势能的增减。运用类比方法建构电势的概念。

让学生通过自主学习与合作学习了解新知识，形成新观念，

教学策略

提高实验观察能力，受到科学方法熏陶。

主要教法启发式讲授、演示实验、组织合作学习

主要学法自主学习、观察实验、思考讨论、合作学习

多媒体课件展示系统、静电感应起电机1台、带横杆的铁

教学资源架台1个、用棉线拴着的小箔筒1个、带绝缘底座直径约6cm

的金属球1个等。

课堂实施

教学设计意

教学内容教师活动学生活动

环节图

1.什么是电势能？1.安排学对教材和让学生

2.如何判断某电荷在电场中两生进行预教学视频通过课

点的电势能的多少？习（阅读教进行学习前自主

3.什么是类比方法？材、观看老和思考，学习，发

4.什么是电势？师提供的并与同学现自己

课前5.如何判断电场中电势的高微课视讨论其中不理解

准备低？频）。发现的问的问题，

6.什么是电势差？2.就学生题，将疑准备到

7.匀强电场中电势差与电场强提出的问问反馈给课堂上

度的关系是什么？题进行有老师。与同学

针对性地讨论，与

备课，准备老师交

在课堂上流，解决

学生讨论疑问。

时给予指

导。

新创设情境：展示图片、观看、思激发学

在初中物理中我们已提问：考生学习

课

学过，在如图所示的电路电压是什动力，明

引中，要想让电路中的白炽么？电流确学习

入灯正常工作，就要在其两经过用电目标。

端加上电压。器后，发生

了什么变

化？

新演示实验：研究电场对电进行演示观看、讨通过实

荷能量的影响实验，组织论、合作验，增强

课

将小箔筒用棉线竖直合作学习，学习，回学生对

教悬挂在点，如图所示，提问：答：电势能

课堂A

学让它带上正电荷小小箔筒小箔筒上正电荷q的感性

实施

处于最低位置。当我们将的正电荷q处于电场认识。

带正电荷Q的金属球从远处于金属中后具有

处移到A点附近时，观察球的电场了一定的

小箔筒位置发生的变化。中后具有能量，可

了做功的将小箔筒

本领，即具从A点移

有了一定动到5点。

的____,可在此过程

将小箔筒中，正电

从A移动到荷q的一

Bo在此过部分能量

程中，正电转化为小

荷q的一部箔筒的重

分______转力势能。

化为小箔

筒的重力

势能。

物理学中，把电场中讲述倾听、记帮助学

的电荷由于受到电场力的忆生建构

作用而具有的能量称为电电势能

势能，用耳表示。电势能的概念。

是标量，它的国际单位制

单位是J（焦）。

处于地球表面的物使用类比倾听、理让学生

体，可以认为处于重力场方法，讲解解、记忆通过类

中。当物体由高处竖直下电场中的比方法，

落位移h时，重力做正功电势能的了解电

mgh,物体的重力势能将减规律。荷在电

少〃吆〃；反之，当物体由低场中所

处竖直上升位移/?时，重具有的

力做负功〃吆/?，物体的重力电势能

势能将增加mgh0的规律。

电场中电荷的电势能

与重力场中物体的重力势

能在这方面相类比：在电

场中，当电荷从一点移动

到另一点时，如果电场力

对电荷做了多少正功，电

荷的电势能就减少多少；

如果电场力对电荷做了多

少负功，电荷的电势能就

增加多少。

电场中，电场力做功

和电势能变化之间的关系

可以归纳为

WAB=EpA—EpB

上式中的WAB是电荷从A

点移动到B点时电场力做

的功，练八是电荷在A点具

有的电势能，是电荷在

B点具有的电势能。

例如，在如图所示的展示图片、观看、倾引导学

电场中，一个正电荷在电列举实例听、理解生进一

场力K的作用下，从A点讲解判断步理解

电势能多电势能

移动到8点时，电场力做

少的方法。的规律。

正功，因此可知正电荷在A

点的电势能多，在B点的

电势能少；一个负电荷在

电场力B的作用下，从。

点移动到C点时，电场力

也做正功，因此可知负电

荷在。点的电势能多，在

。点的电势能少。

【思维与方法】类比方讲述倾听让学生

法了解科

类比方法是根据两个学方法。

（或两类）对象之间在某

些方面的相同或相似，而

猜测它们在其他方面也可

能相同或相似的推理方

法。

在地球表面，我们可使用类比倾听、理通过类

以直接判断出一个物体重方法，讲解解、记忆比方法，

力势能的多少：同一个物电势的概帮助学

体在高处的重力势能多，念。生建构

在低处的重力势能少。即电势的

物体重力势能的多少与物概念。

体地理位置的高度有直接

的关系。

同样，人们为了能够

直观地比较电荷在电场中

的电势能的多少，把放在

电场中某一点的电荷所具

有的电势能稣与电荷量q

的比值称为该点的电势。

电势一般用符号V来表

示：

y-FP

q

电势是标量，它的国

际单位制单位是V（伏）。

经过长期实践，人们展示图片，观看、倾让学生

归纳出电场中电势的高低讲解电势听、理解、了解电

可以根据电场线的方向来的特点及记忆场中电

判断：沿着电场线的方向，零电势点势的特

电势越来越低。的选取方点及零

电场中的电势与地球法。电势点

上的高度一样，都是相对的选取

的。要确定某一点的电势，方法。

首先要选择一个零电势

点。例如，在一个匀强电场

中有A、B、C、。四点，若

选取。点为零电势点，A、

B、C三点的电势就分别为

30V、20V、10V,如图所

Zj\o

若选取A点为零电势

点，B、C、。三点的电势

就分别为一10V、-20V.

-30V,如图所示。

零电势点的选取可以

是任意的。实践中，常选取

大地或仪器的公共地线为

零电势点。

【思考与讨论】组织学生合作学引导学

与同学讨论，根据耳合作学习、习、观察、生分析

=qV可演绎出：对于一个巡视、指讨论、质应用电

正电荷来说，在电势高处，导、答疑疑势的概

电势能;在电势低处，念，判断

电势能____o而对于负电电荷在

荷来说，在电势高处，电势电场中

能;在电势低处，电势不同处

能____o（填“多”或“少”）电势能

的多少。

电场中任意两点的电展小图片、观看、倾帮助学

势之差，称为这两点的电讲解电势听、理解、生建构

势差，也称为电压，用符号差的概念记忆电势差

U表示。若电场中A、B两及特点。的概念，

了解电

点的电势分别为匕和vB,

势差的

则这两点间的电势差为

特点。

电势差也是标量，它

的国际单位制单位也是V

（伏伏在图5-2-4中，A、

B两点间的电势差UAB=

30V-20V=10V；B、A

两点间的电势差URA=20

V-30V=-10Vo

电场中某点电势的大

小与零电势点的选取有

关，其值是相对的。而任意

两点间的电势差却与零电

势点的选取无关，是绝对

的。例如，在上两图中，不

论选择哪一点作为零电势

点，两点间的电势差始

终是30V。

电源的作用就是给白展示图片、观看、倾让学生

炽灯提供电势差，即电压。讲解，回应听、理解了解运

白炽灯两端，靠近电源正“情境与用所学

极的一端电势高，靠近电问题”中的概念解

源负极的一端电势低。电问题。

荷流入白炽灯前的电势能释实际

多，流出白炽灯后的电势问题。

能少，减少的电势能转化

为白炽灯的光能和热力学

能。

电势差与电场强度是展示图片、观看、倾让学生

有联系的。通过理论推导讲解匀强听、理解、了解匀

可以得出，在匀强电场中，电场中，电记忆强电场

沿电场强度方向的两点间势差与电中，电势

的电势差等于电场强度与场强度的差与电

这两点的距离的乘积。关系。场强度

如图所示，在某一匀的关系。

强电场中，A、8两点间的

电势差为距离为止

电场强度为E,则

“B=Ed

上式还可以写成

E=^-

d

此公式说明，在匀强

电场中，电场强度在数值

上等于沿电场强度方向单

位长度的电势差。由于电

势差UAB的单位是V,距

离△的单位是m,因此，

我们得到电场强度的另一

个单位V/m（伏/米）。

【应用与拓展】静电除展小图片、观看、倾让学生

尘组织学生听、理解了解静

以煤为燃料的工厂、自主学习、电除尘

电站，每天排出的烟尘带巡视、指技术中

走大量的煤粉，不仅浪费导、答疑电势差

燃料，而且造成严重的环与电场

境污染。利用图5-2-7所示强度关

的静电除尘器可以消除烟系的应

气中的煤粉。用。

本节的主要内容讲完组织学生向老师提通过思

自了，同学还有哪些疑问，自