联系本站客服加+微信号15139388181 或QQ：9899267 |
视频标签：电势能和电势
所属栏目：高中物理优质课视频
视频课题：高中物理人教版选修3-1第一章静电场第4节《电势能和电势》海南
本视频配套资料的教学设计、课件 /课堂实录及教案下载可联本站系客服
高中物理人教版选修3-1第一章静电场第4节《电势能和电势》海南省国兴中学
1.4 电势能和电势
(第1课时) 【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。 上一节是从力的角度出发研究描述电场性质的物理量——电场强度，本节是从能量的角度研究电场。教科书之所以按电势能——电势——电势差的逻辑关系设计结构，目的就是要突出通过做功研究能量变化的科学思想。在此，教科书分析了静电力做的功之后很自然地就会得到电势能的概念，随后，由于电势能的大小与检验电荷的电话量成正比，又得到了电势的概念。本节的教学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。
【学情分析】
对学生来说，建立电势能的概念是一个困难的过程，我们老师应有充分的思想准备。在授课过程中应以静电力对试探电荷做功为切入点，首先引导学生认识静电力做功跟路径无关，接着将其同重力对物体做功与路径无关进行类比建立了电势能的概念，并且与重力做功引起重力势能的变化再次类比，得出静电力做功等于电势能的减少量，又一次与重力势能进行类比得知电势能具有相对性。总之，教学过程中应该从提高学生的思维品质的角度渗透类比法，以降低学生学习的难度。
【教学目标】
1．知识与技能
（1）理解静电力做功的特点、电势能的概念.
（2）将静电力做功与重力做功进行类比，理解静电力做功与电势能变化的关系，认识电势能的相对性.
2．过程与方法
（1）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的概念. （2）培养对知识的类比能力，以及对问题的分析、推理能力. （3）通过学生的理论探究，培养学生分析问题、解决问题的能力. 3．情感、态度与价值观
（1）利用知识类比和迁移激发学生学习兴趣，培养学生灵活运用知识和对科学的求知欲。 （2）在研究问题时，要培养突出主要矛盾，忽略次要因素的思维方法。
【教学重点和难点】
1．重点：理解和掌握静电力做功的特点和电势能的概念及意义. 2．难点：掌握电势能与静电力做功的关系，电势能概念的理解.
【教学方法】
类比法、总结归纳法，本节课突出类比法的思维特征和思维过程.
【教学过程】
预习检查(提问学生)
1．复习功的计算公式和重力做功的特点及重力做功与重力势能变化的关系。(副板书：两个公式) 2. 在匀强电场中静止释放电荷，电荷将做什么运动？在这一过程中，什么力对电荷做功？电荷动能如何变化？是什么能转化成试探电荷的动能？ （二）新课教学
2
教师过渡：根据能量守恒定律，有一种能量在增加，就必定有另一种能量在减少，我们知道，功是能量变化的量度，在这两种能量转化的过程中，到底是哪个力参与做功了？点电荷在静电场只受到静电力的作用，所以只有静电力参与做功。（分析试探电荷受力） [创设情景，导入新课]
思考1：在静电场中，静电力做功有什么特点？（放出幻灯片：静电力做功的特点）（板书：一. 静电力做功的特点）
(给学生5分钟完成,板书完毕,下来巡视,实物投影分析) [合作探究] 在静电场中静电力做功的特点
让带正点的试探电荷q在电场强度为E的匀强电场中沿几条不同路径从A点运动到B点，我
们来计算这几种情况下静电力对电荷所做的功。（分组合作探究，时间3分钟）
W＝F|AB cosθ|＝qE|AM| W＝W1＋W2=qE|AM| W＝W1＋W2＋W3＋„＝qE|AM|
分析三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，联系前面所学的知识，归纳得出相关的物理知识。
拓展：如果在非匀强电场中，我们可以把移动的路径分割成无数段，使每一小段路径上的电场可以认为是匀强电场，通过同样的分析与推导，上述的结论仍然成立。
可见，该特点对于非匀强电场中也是成立的。
结论：静电力做的功只与电荷的起始位置和终点位置有关，与电荷经过的路径无关。(板书)
教师过渡：可见和重力做功一样，静电力做功也与路径无关！我们知道，在重力场中正是由于重力做功跟路径无关，所以引入了重力势能。同样，静电场中静电力做功跟重力做功具有一样的特点，都是跟路径无关，通过类比，我们也可以引入与静电力做功相对应的势能——电势能
思考２： 如果电荷沿不同路径移动时静电力做的功不一样，还能建立电势能的概念吗？ [概念的建立]
二、电势能（板书）
1.定义：电荷在电场中具有的与其位置有关的能量，叫电势能 2.物理意义：描述电荷在电场中具有的能量. 3.相对性
重力场中，重力做功的过程伴随着重力势能的变化，用公式表示为WG=Ep1－Ep2。
(副板书)那么静电力做功的过程是否也伴随着电势能的改变呢？是否也存在WAB=EpA
－EpB？
[理论探究]：三.静电力做功与电势能变化的关系
3
（老师拿着重物演示）物体在地面附件下降时，重力对物体做什么功？（问全体同学）学生：正功。则物体的重力势能减少；物体上升时，重力对物体做什么功？学生：负功。则物体的重力势能增加。与此相似，在静电场中，当移动电荷时如果电场力做正功，电荷的电势能减少；移动电荷时如果电场力做的是负功，则电荷的电势能在增加。（老师讲述完毕点击出类比图片）
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。 结论：静电力做的功等于电势能的减少量，即WAB= EpA－EpB =－ΔEP . 当WAB>0（正功），则EpA>EpB，电势能减少；
当WAB<0（负功），则EpA>EpB，电势能增加。
通过以上分析可以看到，静电力做的功只能决定电势能的变化，而不能决定电荷在电场中某点的电势能的数值。在重力场中，重力势能具有相对性，只有选定零势面，某一点的重力势能才能有确定的值，同理，在静电场中，电势能也具有相对性，只有把电场中某点的电势能规定为零，才能确定电荷在其他点的电势能的数值。电势能具有相对性
思考3：如何求出静电场中某一点的电势能？（提示：如何求出A点的重力势能呢？进而联系到电势能的求法.）
则 EpA＝WAB （以B为电势能零点）
结论: 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时所做的功。
接下来，我们回过头来解决思考２： 如果电荷沿不同路径移动时静电力做的功不一样，还能
建立电势能的概念吗？课本上P16的思考与讨论
电势能的大小是由电荷与电场的相对位置决定的，同一电荷在电场中同一点的电势能应该有确定的值。假设电荷从电场中某一点P沿不同路径移动到零势能点处电场力做功不一样，那么同一电荷在同一点P的“电势能”就不同，这样P点的“电势能”就没有确定值，这就不能建立电势能的概念了！
4
综上所学，我们一直沿用类比法，把电场类比重力场，把静电力做功类比重力场做功，得出电场这一系列的特性，下面请同学们完成你们手中的表格，时间3分钟
综上所述对重力场与静电场的类比，我们得到两个场之间的相似性：
特征
重力场
静电场
a 重力做功跟路径无关 b
物体在重力场中有重力势能
c
WG=Ep1－Ep2=－ΔEP
重力做正功（负功）， 重力势能减少（增加）
d 重力势能具有相对性
e 物体在某点的重力势能等于把它从该点移动到零势能处重力所做的功
[课堂练习, 小组合作]
例1．下图中MN为电场中某一条电场线方向向右，在线取两点a、b 今将一电荷＋q从a移到
b则（ ）
A.电场力做正功，＋q的电势能增加； B.电场力做负功，＋q的电势能增加； C.电场力做正功，＋q的电势能减少； D.电场力做负功，＋q的电势能减少。
例2. 如图，在场强 E=103
N/C 的匀强电场中，将点电荷q=+1C从A移动到B，AB相距L=1m，静电力做功为多少？电势能如何变化？若规定EPA=0，则EPB=？
A
B
5
【小结】
【布置作业】
1. 《创新设计》P12 1、2、3 ２．预习：电势和等势面
【板书设计】
第四节、电势能和电势 一、静电力做功的特点
结论：静电力做的功只与电荷的起始位置和终点位置有关，与电荷经过的路径无关。 二、电势能
1.定义：电荷在电场中具有的与其位置有关的能量，叫电势能， 电势能用Ep表示。 2.物理意义：描述电荷在电场中具有的能量。 3.具有相对性
三、静电力做功与电势能变化的关系
WAB＝ －（EpB－EpA）＝EpA－EPB
3．求电荷在某点处具有的电势能 4．零势能面的选择
视频来源：优质课网 www.youzhik.com
