電勢能和電勢第二課時教案

課時教學方案總第課時本節(jié)第課時課題§1-4電勢能和電勢授課模式新授內(nèi)容要點靜電力做功的特點、電勢能、電勢、等勢面教材分析本節(jié)內(nèi)容為物理選修3－1中第一章靜電場中第四節(jié)的教學內(nèi)容，它處在電場強度之后，位于電勢差之前，起到承上啟下的作用。它是課程教學中利用物理思維方法較多的一堂課，尤其是用類比的方法達到對新知識的探究，同時讓學生就具體的物理知識遷移埋下思維鋪墊。教材從電場對電荷做功的角度出發(fā)，推知在勻強電場中電場力做功與移動電荷的路徑無關。進而指出這個結論對非勻強電場也是適用的，并與重力勢能類比，說明電荷在電場中也是具有電勢能。電場力做功的過程就是電勢能的變化量，而不能決定電荷在電場中某點的電勢能的數(shù)值，因此有必要規(guī)定電勢能零點。對學生能力的提高和對知識的遷移、靈活運用給予了思維上的指導作用。學情分析上節(jié)課我們學習了電場、電場強度。知道他是描述電場性質的物理量。學生已經(jīng)掌握了動力學的知識，把一個點電荷放入電場中，它將在靜電力的作用下做加速運動，那么它將獲得一定的動能。我們知道這是靜電力做工的結果。學習目標通過與前面知識的結合，理解電勢能與靜電力做的功的關系，從而更好的了解電勢能和電勢的概念。培養(yǎng)對知識的類比能力，以及對問題的分析、推理能力。通過學生的理論探究，培養(yǎng)學生分析問題、解決問題的能力。培養(yǎng)學生利用物理語言分析、思考、描述概念和規(guī)律的能力。通過與前面知識的結合，理解電勢能與靜電力做的功的關系，從而更好的了解電勢能和電勢的概念。培養(yǎng)對知識的類比能力，以及對問題的分析、推理能力。通過學生的理論探究，培養(yǎng)學生分析問題、解決問題的能力。培養(yǎng)學生利用物理語言分析、思考、描述概念和規(guī)律的能力。重難點及解決策略理解掌握電勢能、電勢、等勢面的概念及意義。掌握電勢能與做功的關系，并能用此解決相關問題。教學程序設計學生活動設計意圖〖引入〗電場力做功的特點電勢能電場力做功與電勢能的關系WAB＝EpA－EPB〖新課教學〗三、電勢通過類比可見，若用左圖中的Ep/m，或右圖中的Ep/q，它們的值是相同的。如何來表征這個相同的量呢？讓學生很快能想到用比值定義法來定義物理量，對知識活學活用。上面討論的是特殊情況，下面我們來討論一般情況：（如圖）EpA＝qE場Lcosθ可見，EpA與q成正比，即電勢能跟電荷量的比值EpA/q都是相同的。對電場中不同位置，由于L與θ可以不同，所以這個比值一般是不同的。電荷在電場中某一點的電勢能與它的電荷量的比值，是由電場中這點的位置決定的，跟試探電荷本身無關。得出結論后，引導學生類比電場的得來過程，提出新的物理量──電勢。1．定義：電荷在電場中某一點的電勢能與他的電荷量的比值，叫做這一點的電勢。用φ表示。表達式：φ＝Ep/q（與試探電荷無關）2．電勢是標量，它只有大小沒有方向，但有正負。3．單位：伏特（V）1V＝1J/C物理意義：電荷量為1C的電荷在該點的電勢能是1J，則該點的電勢就是1V。以上結論由學生得出，自己能用所學知識進行簡單的描敘，培養(yǎng)相關應用歸納知識的能力。思索：如何來判斷電勢的高低呢？讓學生明白：根據(jù)靜電力做功的正負，判斷電勢能的變化，進而判定電勢的高低?，F(xiàn)通過具體情景來進行分析。4．電場線指向電勢降低的方向。電勢順線降低；順著電場線方向，電勢越來越低。與電勢能相似，我們知道Ep有零勢能面，因此電勢也具有相對性。引導學生得出：應該先規(guī)定電場中某處的電勢為零，然后才能確定電場中其他各點的電勢。5．零電勢位置的規(guī)定：電場中某一點的電勢的數(shù)值與零電勢的選擇有關，即電勢的數(shù)值決定于零電勢的選擇。因此電勢有正負之分，是由于其零電勢的選擇決定。通常以大地或無窮遠默認為零。與零電勢能的位置規(guī)定是否有相似之處呢？與知識進行類比，從前面的結論中領會到知識的相通性，能對知識進行類比應用?！舅伎寂c討論】參看書上的問題進行思考與討論，然后思考若是q當做負電荷來進行研究，其結果是否一樣呢？四、等勢面在地理課上常用等高線來表示地勢的高低。今天我們學習了電勢的知識后，那我們可以用什么來表示電勢的高低呢？學生：在電場中常用等勢面來表示電勢的高低。1．等勢面：電場中電勢相同的各點構成的面?！倔w驗性實踐】尋找等勢面：找正點電荷和帶電平行金屬板中的等勢面。通過體驗性實踐活動，讓學生明白到如何去尋找等勢面，達到對后續(xù)結論探究創(chuàng)設前置氛圍。觀看掛圖，從中尋找不同電場中等勢面的不同和相同點，進行合理猜想。2．等勢面與電場線的關系⑴在同一等勢面上各點電勢相等，所以在同一等勢面上移動電荷，靜電力不做功。WAB＝EpA－EPb＝qφA－qφB＝0討論：什么情況下會出現(xiàn)力做功為零的情況？引導分析得出：F⊥v⑵電場線跟等勢面一定垂直，即跟電場強度的方向垂直。引導學生用反證法達到證明的目的，加深對知識點的應用。而沿著電場線的方向，電勢越來越低。歸納總結可得出：電場線跟等勢面垂直，并且由電勢高的等勢面指向電勢低的等勢面。若兩個相鄰的等勢面間的電勢之差是相等的，則能得到書上圖1．4－5的圖形。觀看圖形或掛圖，結合電場線的特點，可得出結論。⑶等勢面越密，電場強度越大。⑷等勢面不相交、不相切。3．應用等勢面：由等勢面描繪電場線方法：先測繪出等勢面的形狀和分布，再根據(jù)電場線與等勢面的關系，繪出電場線的分布，于是我們就知道電場的情況了?！倔w驗性實驗】測繪兩個異種點電荷的靜電場分布。加強體驗性實驗的教學，讓學生形成深刻印象，達到對知識應用能力的提高。1.回顧上節(jié)課的知識點2.在老師的引導分析兩種情況下的做功的數(shù)據(jù)結果，結合具體的問題情景，從中找到共同點和不同點，聯(lián)系前面所學重力做功的特點，歸納得出相關的物理知識。5.思考該結論對非勻強電場適用嗎？*回顧上節(jié)課的知識，為本節(jié)課做鋪墊*培養(yǎng)學生分析具體情境能力，用聯(lián)系類比的方法，對知識遷移，達到對新知識的認知。教學程序設計學生活動設計意圖2.靜電力做功與電勢能變化的關系功是能量變化的量度。靜電力做的功等于電勢能的變化。電場力做多少功，電勢能就變化多少，在只受電場力作用下，電勢能與動能相互轉化，而他們總量保持不變。WAB＝－（EpB－EpA）＝EpA－EP【思考討論】對不同的電荷從A運動到B的過程中，電勢能的變化情況：正電荷從A運動到B做正功，即有WAB>0，則EpA>EpB，電勢能減少。●正電荷順著電場線的方向其電勢能逐漸減少。負電荷從A運動到B做負功，即有WAB<0，則EpA>EpB，電勢能增加?！褙撾姾身樦妶鼍€的方向其電勢能逐漸降低。對此分析得出：電勢能為系統(tǒng)所有，與重力勢能相類似。3．求電荷在某點處具有的電勢能類比分析：如何求出A點的重力勢能呢？進而聯(lián)系到電勢能的求法。6.【思考與討論】如果做功與路徑有關，那能否建立電勢能的概念呢？7.重力做功與重力勢能變化的關系？8.在教師的指導下分析如圖情景得到：靜電力做的功等于電勢能的變化。思考討論對不同的電荷從A運動到B的過程中，電勢能的變化情況。*通過知識的類比，讓學生能從中感受到新知識的得出也可以通過已有獲取。*相互交流合作學習，進一步理解電場力做功與電勢能變化的關系。*類比法重力勢能是系統(tǒng)能，同樣電勢能也是系統(tǒng)所共有的。教學程序設計學生活動設計意圖則EpA＝WAB（以B為電勢能零點）電荷在某點的電勢能，等于靜電力把它從該點移動到零勢能位置撕所做的功。4．零勢能面的選擇通常把電荷離場源電荷無限遠處的電勢能規(guī)定為零，或把電荷在大地表面上的電勢能規(guī)定為零。拓展：求電荷在電場中A、B兩點具有的電勢能高低。將電荷由A點移動到B點，根據(jù)靜電力做功情況判斷。若靜電力做功為正功，電勢能減少，電荷在A點電勢能大于在B點的電勢能。反之靜電力做負功，電勢能增加，電荷在A點電勢能小于在B點的電勢能弄清正、負電荷在電場中電勢能的不同特點，判斷其做功特點再進行判斷。板書（略）〖教學反思〗。10.在上面討論