高教版中職物理（類）電子教案502第二節(jié) 電勢能 電勢 電勢差

主題五電與磁及其應(yīng)用

第二節(jié)電勢能電勢電勢差教學(xué)設(shè)計案例

課程內(nèi)容第二節(jié)電勢能電勢電勢差

課程類型啟發(fā)講授課課時2學(xué)時

本節(jié)主要讓學(xué)生通過實驗，知道靜電場中的電荷具有電勢

教材內(nèi)容能，能夠分析電荷在電場中的不同位置具有的電勢能。了解用

分析比值定義電勢的方法，知道其物理含義。理解電勢差的概念，

能進(jìn)行簡單的計算。了解勻強(qiáng)電場中電場強(qiáng)度與電勢差的關(guān)系。

本節(jié)內(nèi)容都是學(xué)生以前沒有學(xué)習(xí)過的內(nèi)容，而且又比較抽

象，因此對學(xué)生來說都是難點(diǎn)。但這部分內(nèi)容又很重要，可以

讓學(xué)生更深刻地理解電能，理解電壓概念的來歷，對電學(xué)專業(yè)

學(xué)情分析

學(xué)生將來的職業(yè)發(fā)展起著重要的基礎(chǔ)作用。因此教師可以借助

類比、分析、演繹、歸納、數(shù)學(xué)等方法幫助學(xué)生理解，克服這一

部分難點(diǎn)。

1.建構(gòu)電勢能、電勢、電勢差的概念，形成電場中的電荷

具有電勢能、沿著電場線的方向電勢降低、電勢差就是電場中

兩點(diǎn)之間的電勢之差等物理觀念，并能應(yīng)用其解釋生產(chǎn)、生活

中的現(xiàn)象。

2.了解推理電場中的電荷具有電勢能的演繹方法、定義電

勢的比值定義法以及將電勢能與重力勢能、電勢與高度相類比

教學(xué)目標(biāo)

的方法。了解描述電勢差的概念以及勻強(qiáng)電場中電勢差與電場

強(qiáng)度的關(guān)系時使用的數(shù)學(xué)、歸納等科學(xué)論證方法。

3.觀察“研究電場對電荷能量的影響”等演示實驗，增加

對電勢能的感性認(rèn)識，增強(qiáng)實驗觀察素養(yǎng)。了解電勢差與電場

強(qiáng)度的關(guān)系在生產(chǎn)中的應(yīng)用，增強(qiáng)技術(shù)運(yùn)用素養(yǎng)。

4.通過對電勢能等相關(guān)問題的討論，增強(qiáng)合作交流的意識

和能力。了解靜電除塵等內(nèi)容，增強(qiáng)保護(hù)環(huán)境的社會責(zé)任感。

讓學(xué)生建構(gòu)電勢能、電勢、電勢差的概念，了解勻強(qiáng)電場

教學(xué)重點(diǎn)

中電勢差與電場強(qiáng)度的關(guān)系。

建構(gòu)電勢能的概念，運(yùn)用類比方法判斷電荷在電場中不同

教學(xué)難點(diǎn)

位置電勢能的增減。運(yùn)用類比方法建構(gòu)電勢的概念。

讓學(xué)生通過自主學(xué)習(xí)與合作學(xué)習(xí)了解新知識，形成新觀念，

教學(xué)策略

提高實驗觀察能力，受到科學(xué)方法熏陶。

主要教法啟發(fā)式講授、演示實驗、組織合作學(xué)習(xí)

主要學(xué)法自主學(xué)習(xí)、觀察實驗、思考討論、合作學(xué)習(xí)

多媒體課件展示系統(tǒng)、靜電感應(yīng)起電機(jī)1臺、帶橫桿的鐵

教學(xué)資源架臺1個、用棉線拴著的小箔筒1個、帶絕緣底座直徑約6cm

的金屬球1個等。

課堂實施

教學(xué)設(shè)計意

教學(xué)內(nèi)容教師活動學(xué)生活動

環(huán)節(jié)圖

1.什么是電勢能？1.安排學(xué)對教材和讓學(xué)生

2.如何判斷某電荷在電場中兩生進(jìn)行預(yù)教學(xué)視頻通過課

點(diǎn)的電勢能的多少？習(xí)（閱讀教進(jìn)行學(xué)習(xí)前自主

3.什么是類比方法？材、觀看老和思考，學(xué)習(xí)，發(fā)

4.什么是電勢？師提供的并與同學(xué)現(xiàn)自己

課前5.如何判斷電場中電勢的高微課視討論其中不理解

準(zhǔn)備低？頻）。發(fā)現(xiàn)的問的問題，

6.什么是電勢差？2.就學(xué)生題，將疑準(zhǔn)備到

7.勻強(qiáng)電場中電勢差與電場強(qiáng)提出的問問反饋給課堂上

度的關(guān)系是什么？題進(jìn)行有老師。與同學(xué)

針對性地討論，與

備課，準(zhǔn)備老師交

在課堂上流，解決

學(xué)生討論疑問。

時給予指

導(dǎo)。

新創(chuàng)設(shè)情境：展示圖片、觀看、思激發(fā)學(xué)

在初中物理中我們已提問：考生學(xué)習(xí)

課

學(xué)過，在如圖所示的電路電壓是什動力，明

引中，要想讓電路中的白熾么？電流確學(xué)習(xí)

入燈正常工作，就要在其兩經(jīng)過用電目標(biāo)。

端加上電壓。器后，發(fā)生

了什么變

化？

新演示實驗：研究電場對電進(jìn)行演示觀看、討通過實

荷能量的影響實驗，組織論、合作驗，增強(qiáng)

課

將小箔筒用棉線豎直合作學(xué)習(xí)，學(xué)習(xí)，回學(xué)生對

教懸掛在點(diǎn)，如圖所示，提問：答：電勢能

課堂A

學(xué)讓它帶上正電荷小小箔筒小箔筒上正電荷q的感性

實施

處于最低位置。當(dāng)我們將的正電荷q處于電場認(rèn)識。

帶正電荷Q的金屬球從遠(yuǎn)處于金屬中后具有

處移到A點(diǎn)附近時，觀察球的電場了一定的

小箔筒位置發(fā)生的變化。中后具有能量，可

了做功的將小箔筒

本領(lǐng)，即具從A點(diǎn)移

有了一定動到5點(diǎn)。

的____,可在此過程

將小箔筒中，正電

從A移動到荷q的一

Bo在此過部分能量

程中，正電轉(zhuǎn)化為小

荷q的一部箔筒的重

分______轉(zhuǎn)力勢能。

化為小箔

筒的重力

勢能。

物理學(xué)中，把電場中講述傾聽、記幫助學(xué)

的電荷由于受到電場力的憶生建構(gòu)

作用而具有的能量稱為電電勢能

勢能，用耳表示。電勢能的概念。

是標(biāo)量，它的國際單位制

單位是J（焦）。

處于地球表面的物使用類比傾聽、理讓學(xué)生

體，可以認(rèn)為處于重力場方法，講解解、記憶通過類

中。當(dāng)物體由高處豎直下電場中的比方法，

落位移h時，重力做正功電勢能的了解電

mgh,物體的重力勢能將減規(guī)律。荷在電

少〃吆〃；反之，當(dāng)物體由低場中所

處豎直上升位移/?時，重具有的

力做負(fù)功〃吆/?，物體的重力電勢能

勢能將增加mgh0的規(guī)律。

電場中電荷的電勢能

與重力場中物體的重力勢

能在這方面相類比：在電

場中，當(dāng)電荷從一點(diǎn)移動

到另一點(diǎn)時，如果電場力

對電荷做了多少正功，電

荷的電勢能就減少多少；

如果電場力對電荷做了多

少負(fù)功，電荷的電勢能就

增加多少。

電場中，電場力做功

和電勢能變化之間的關(guān)系

可以歸納為

WAB=EpA—EpB

上式中的WAB是電荷從A

點(diǎn)移動到B點(diǎn)時電場力做

的功，練八是電荷在A點(diǎn)具

有的電勢能，是電荷在

B點(diǎn)具有的電勢能。

例如，在如圖所示的展示圖片、觀看、傾引導(dǎo)學(xué)

電場中，一個正電荷在電列舉實例聽、理解生進(jìn)一

場力K的作用下，從A點(diǎn)講解判斷步理解

電勢能多電勢能

移動到8點(diǎn)時，電場力做

少的方法。的規(guī)律。

正功，因此可知正電荷在A

點(diǎn)的電勢能多，在B點(diǎn)的

電勢能少；一個負(fù)電荷在

電場力B的作用下，從。

點(diǎn)移動到C點(diǎn)時，電場力

也做正功，因此可知負(fù)電

荷在。點(diǎn)的電勢能多，在

。點(diǎn)的電勢能少。

【思維與方法】類比方講述傾聽讓學(xué)生

法了解科

類比方法是根據(jù)兩個學(xué)方法。

（或兩類）對象之間在某

些方面的相同或相似，而

猜測它們在其他方面也可

能相同或相似的推理方

法。

在地球表面，我們可使用類比傾聽、理通過類

以直接判斷出一個物體重方法，講解解、記憶比方法，

力勢能的多少：同一個物電勢的概幫助學(xué)

體在高處的重力勢能多，念。生建構(gòu)

在低處的重力勢能少。即電勢的

物體重力勢能的多少與物概念。

體地理位置的高度有直接

的關(guān)系。

同樣，人們?yōu)榱四軌?/p>

直觀地比較電荷在電場中

的電勢能的多少，把放在

電場中某一點(diǎn)的電荷所具

有的電勢能穌與電荷量q

的比值稱為該點(diǎn)的電勢。

電勢一般用符號V來表

示：

y-FP

q

電勢是標(biāo)量，它的國

際單位制單位是V（伏）。

經(jīng)過長期實踐，人們展示圖片，觀看、傾讓學(xué)生

歸納出電場中電勢的高低講解電勢聽、理解、了解電

可以根據(jù)電場線的方向來的特點(diǎn)及記憶場中電

判斷：沿著電場線的方向，零電勢點(diǎn)勢的特

電勢越來越低。的選取方點(diǎn)及零

電場中的電勢與地球法。電勢點(diǎn)

上的高度一樣，都是相對的選取

的。要確定某一點(diǎn)的電勢，方法。

首先要選擇一個零電勢

點(diǎn)。例如，在一個勻強(qiáng)電場

中有A、B、C、。四點(diǎn)，若

選取。點(diǎn)為零電勢點(diǎn)，A、

B、C三點(diǎn)的電勢就分別為

30V、20V、10V,如圖所

Zj\o

若選取A點(diǎn)為零電勢

點(diǎn)，B、C、。三點(diǎn)的電勢

就分別為一10V、-20V.

-30V,如圖所示。

零電勢點(diǎn)的選取可以

是任意的。實踐中，常選取

大地或儀器的公共地線為

零電勢點(diǎn)。

【思考與討論】組織學(xué)生合作學(xué)引導(dǎo)學(xué)

與同學(xué)討論，根據(jù)耳合作學(xué)習(xí)、習(xí)、觀察、生分析

=qV可演繹出：對于一個巡視、指討論、質(zhì)應(yīng)用電

正電荷來說，在電勢高處，導(dǎo)、答疑疑勢的概

電勢能;在電勢低處，念，判斷

電勢能____o而對于負(fù)電電荷在

荷來說，在電勢高處，電勢電場中

能;在電勢低處，電勢不同處

能____o（填“多”或“少”）電勢能

的多少。

電場中任意兩點(diǎn)的電展小圖片、觀看、傾幫助學(xué)

勢之差，稱為這兩點(diǎn)的電講解電勢聽、理解、生建構(gòu)

勢差，也稱為電壓，用符號差的概念記憶電勢差

U表示。若電場中A、B兩及特點(diǎn)。的概念，

了解電

點(diǎn)的電勢分別為匕和vB,

勢差的

則這兩點(diǎn)間的電勢差為

特點(diǎn)。

電勢差也是標(biāo)量，它

的國際單位制單位也是V

（伏伏在圖5-2-4中，A、

B兩點(diǎn)間的電勢差UAB=

30V-20V=10V；B、A

兩點(diǎn)間的電勢差URA=20

V-30V=-10Vo

電場中某點(diǎn)電勢的大

小與零電勢點(diǎn)的選取有

關(guān)，其值是相對的。而任意

兩點(diǎn)間的電勢差卻與零電

勢點(diǎn)的選取無關(guān)，是絕對

的。例如，在上兩圖中，不

論選擇哪一點(diǎn)作為零電勢

點(diǎn)，兩點(diǎn)間的電勢差始

終是30V。

電源的作用就是給白展示圖片、觀看、傾讓學(xué)生

熾燈提供電勢差，即電壓。講解，回應(yīng)聽、理解了解運(yùn)

白熾燈兩端，靠近電源正“情境與用所學(xué)

極的一端電勢高，靠近電問題”中的概念解

源負(fù)極的一端電勢低。電問題。

荷流入白熾燈前的電勢能釋實際

多，流出白熾燈后的電勢問題。

能少，減少的電勢能轉(zhuǎn)化

為白熾燈的光能和熱力學(xué)

能。

電勢差與電場強(qiáng)度是展示圖片、觀看、傾讓學(xué)生

有聯(lián)系的。通過理論推導(dǎo)講解勻強(qiáng)聽、理解、了解勻

可以得出，在勻強(qiáng)電場中，電場中，電記憶強(qiáng)電場

沿電場強(qiáng)度方向的兩點(diǎn)間勢差與電中，電勢

的電勢差等于電場強(qiáng)度與場強(qiáng)度的差與電

這兩點(diǎn)的距離的乘積。關(guān)系。場強(qiáng)度

如圖所示，在某一勻的關(guān)系。

強(qiáng)電場中，A、8兩點(diǎn)間的

電勢差為距離為止

電場強(qiáng)度為E,則

“B=Ed

上式還可以寫成

E=^-

d

此公式說明，在勻強(qiáng)

電場中，電場強(qiáng)度在數(shù)值

上等于沿電場強(qiáng)度方向單

位長度的電勢差。由于電

勢差UAB的單位是V,距

離△的單位是m,因此，

我們得到電場強(qiáng)度的另一

個單位V/m（伏/米）。

【應(yīng)用與拓展】靜電除展小圖片、觀看、傾讓學(xué)生

塵組織學(xué)生聽、理解了解靜

以煤為燃料的工廠、自主學(xué)習(xí)、電除塵

電站，每天排出的煙塵帶巡視、指技術(shù)中

走大量的煤粉，不僅浪費(fèi)導(dǎo)、答疑電勢差

燃料，而且造成嚴(yán)重的環(huán)與電場

境污染。利用圖5-2-7所示強(qiáng)度關(guān)

的靜電除塵器可以消除煙系的應(yīng)

氣中的煤粉。用。

本節(jié)的主要內(nèi)容講完組織學(xué)生向老師提通過思

自了，同學(xué)還有哪些疑問，自