电势能和电势第二课时教案

课时教学方案总第课时本节第课时课题§1-4电势能和电势授课模式新授内容要点静电力做功的特点、电势能、电势、等势面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。学情分析上节课我们学习了电场、电场强度。知道他是描述电场性质的物理量。学生已经掌握了动力学的知识，把一个点电荷放入电场中，它将在静电力的作用下做加速运动，那么它将获得一定的动能。我们知道这是静电力做工的结果。学习目标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。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。重难点及解决策略理解掌握电势能、电势、等势面的概念及意义。掌握电势能与做功的关系，并能用此解决相关问题。教学程序设计学生活动设计意图〖引入〗电场力做功的特点电势能电场力做功与电势能的关系WAB＝EpA－EPB〖新课教学〗三、电势通过类比可见，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：应该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选择有关，即电势的数值决定于零电势的选择。因此电势有正负之分，是由于其零电势的选择决定。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似之处呢？与知识进行类比，从前面的结论中领会到知识的相通性，能对知识进行类比应用。【思考与讨论】参看书上的问题进行思考与讨论，然后思考若是q当做负电荷来进行研究，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。今天我们学习了电势的知识后，那我们可以用什么来表示电势的高低呢？学生：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】寻找等势面：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，让学生明白到如何去寻找等势面，达到对后续结论探究创设前置氛围。观看挂图，从中寻找不同电场中等势面的不同和相同点，进行合理猜想。2．等势面与电场线的关系⑴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。WAB＝EpA－EPb＝qφA－qφB＝0讨论：什么情况下会出现力做功为零的情况？引导分析得出：F⊥v⑵电场线跟等势面一定垂直，即跟电场强度的方向垂直。引导学生用反证法达到证明的目的，加深对知识点的应用。而沿着电场线的方向，电势越来越低。归纳总结可得出：电场线跟等势面垂直，并且由电势高的等势面指向电势低的等势面。若两个相邻的等势面间的电势之差是相等的，则能得到书上图1．4－5的图形。观看图形或挂图，结合电场线的特点，可得出结论。⑶等势面越密，电场强度越大。⑷等势面不相交、不相切。3．应用等势面：由等势面描绘电场线方法：先测绘出等势面的形状和分布，再根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况了。【体验性实验】测绘两个异种点电荷的静电场分布。加强体验性实验的教学，让学生形成深刻印象，达到对知识应用能力的提高。1.回顾上节课的知识点2.在老师的引导分析两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，联系前面所学重力做功的特点，归纳得出相关的物理知识。5.思考该结论对非匀强电场适用吗？*回顾上节课的知识，为本节课做铺垫*培养学生分析具体情境能力，用联系类比的方法，对知识迁移，达到对新知识的认知。教学程序设计学生活动设计意图2.静电力做功与电势能变化的关系功是能量变化的量度。静电力做的功等于电势能的变化。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做负功，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。6.【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？7.重力做功与重力势能变化的关系？8.在教师的指导下分析如图情景得到：静电力做的功等于电势能的变化。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。*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。*相互交流合作学习，进一步理解电场力做功与电势能变化的关系。*类比法重力势能是系统能，同样电势能也是系统所共有的。教学程序设计学生活动设计意图则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。板书（略）〖教学反思〗。10.在上面讨论