电势能和电势教学课件
电势能和电势教学课件
电势能和电势教学课件
电势能和电势教学课件1
一教材内容分析
电场力是一种新的性质力，本章前面几节，对电场力的产生条件、大小和方向，以及部分作用规律（遵循平行四边形法则，牛顿运动定律等）进行了探究学习。本节进一步研究电场力作用规律——电场力做功及其能量变化规律，就是顺理成章的事。从本章的整个教材编写思路来看，与必修教材几乎吻合。因此，充分利用学生们学习必修教材时所学到的知识、技能、方法，就显得十分必要。其实，这也符合高中教学的特点和要求。另一方面，前面几节，从力的角度探究了电场的性质，本节则从能的角度探究电场的性质。同样地，这里依然要发挥好“知识迁移”、“能力迁移”的正作用，充分体验“学以致用”的学习乐趣。
如果从本章学习要求来看，前者是一条暗线（副线）；而后者是一条明线（主线）。笔者认为，学习本章时，教师可以做适当调节，使明线暗淡一些，而使暗线明亮一些。众所周知，能（量）是最为抽象的概念之一，而静电场领域里的能量概念，就尤为抽象。所以本节知识是本章的难点。
综上，本节教学设计为两个课时，第一课时，探究电场力的做功特点，得出电势能的概念，并分析电势能的性质；第二课时，进一步探究（静）电场的性质，类比导出电势概念、分析电势的性质，了解等势面的概念。
二教学目标
（一）知识与技能目标
1 认识电场力做功的特点；
2 分析电场力做功引起的能量变化，理解电势能概念及其性质；
3 知道电势的定义方法及其定义式，并会使用它分析相关问题；
4 理解“沿着电场线的方向电势越来越低”的这一结论；
5 知道等势面，理解等势面与电场线之间的关系。
（二）过程与方法目标
通过类比法探究新知识，体验知识探究过程。
（三）情感、态度与价值观目标
渗透从对生活中有关物理现象的观察，得到物理结论的方法，激发和培养探索自然规律的兴趣。
三知识重难点分析
（一）重点
1 电场力做功特点的分析；
2 电场力做功与能量变化之间关系的理解，以及电势能的理解；
3 电势的理解与运用；
4 等势面的理解。
（二）难点
1 电场力做功特点与电势能概念之间关系的理解；
2 电势能与电势的辨析；
3 电场线中有关电势和等势面性质的理解。
四教学流程设计
（一）第一课时：电势能
1 引入新课
教师：我们知道电场力是一种新的性质力，前面几节课，学习了它的产生条件、大小和方向、以及部分作用规律，例如遵循平行四边形法则，牛顿运动定律等等。在必修课中，我们还探究了什么力学概念和规律？
学生：做功，动能定理，机械能守恒定律和能量守恒定律。
教师：很好，现在我们回顾这些方面的知识。请同学们完成下面填空。
（1）做功的定义是：力对物体所做的功，等于力的大小、位移的大小，和力与位移夹角的余弦这三者的乘积；公式是：W=Flcosθ ，单位是：焦耳；做功是能量变化的量度；
（2）动能是指由于物体运动所具有的能量，定义式是
Ek=1/2mv^2 ；动能定理：力对物体所做的功等于物体动能的变化量；公式为 W=Ek2-Ek1；
（3）势能是指相互作用的物体凭借其位置所具有的能量；
（4）重力做功的特点是：重力对物体所做的功，只跟它的起点和终点的位置有关，与具体路径无关；重力对物体做功是重力势能变化的量度，公式是：W=mgh1-mgh2 ；重力势能的定义式是：Ep=mgh ，重力势能具有相对性，重力势能差值具有绝对性。
（5）能量守恒定律：能量既不能产生，也不能消亡，它只能从一个物体转移给另一物体，或者由一种能量形式转变为另一能量形式，而变化过程中总的能量保持不变。
学生：完成上面填空。
设计说明：以上可以作为课前学案由同学们预习时完成。但建议在课堂引入中，在请学生口头作答。
教师：这节课，我们研究电场力做功问题，从中我们探究电场力做功的规律。
2 进入新课
教师：给出下面问题，请同学们完成。先做（1）题。
例1 （1）质量为m的物体从A位置运动到B位置，如图一所示（重力加速度为g）。求：① 沿路径1，重力对物体做功为多少？②沿路径2，重力做功又是多少？
（2）带电量为q的物体（不计重力）在匀强电场中从A位置运动到B位置，如图二所示。求① 沿路径1，电场力对物体做功为多少？
②沿路径2，电场力做功又是多少？(图见附课件)
学生：完成练习。
教师：这是一道复习题，大家很容易就完成了。而且从中，我们可以得到重力做功的特点，这个特点是？
学生：重力对物体所做的功，只跟它的起点和终点的位置有关，与具体路径无关。
教师：结合W=mgh1-mgh2 ，我们知道mgh 表示一种能量，而且是由位置决定的能量，是一种势能，我们称之为重力势能。因此，
我们说：重力做功是重力势能变化的量度，数学表达式就是W=Ep1-Ep2 。
设计说明：这里暗含重力做功与路径无关的特点和建立重力势能之间的“充要”关系。关于此，教学中可以点到为止；亦可根据同学们的实际情况，追问：如果重力做功与路径有关，还能建立重力势能概念吗？为什么？
学生：再做（2）题。
教师：同学们也完成的很好。同学们肯定体会到了电场力做功特点，这个特点是？
学生：电场力对物体所做的功，只跟它的起点和终点的位置有关，与具体路径无关。
教师：由W=qEd1-qEd2 ，我们知道 qEd暗含什么物理量？
学生：是能量，而且是一种势能。
教师：同学们也给这个势能取一个名字吧？
学生：电势能（或电力势能，或电场力势能）。
教师：我觉得都可以。但是多读几遍，你应该能够感觉到：电场力势能和电力势能音节复杂，而且还有些拗口，所以我们还是拣好一点的名称：电势能。同学们再读读“重力势能”和“重势能”，那个读起来顺溜一些？
学生：尝试着读，并品味。
教师：我的感觉是重力势能好听一些。命名要讲究音律美的，这也是一种艺术美。
教学设计：这是一段插曲，但我认为这符合教学改革理念。另外，可以帮助消除误解，从而确定：电势能和重力势能同属于势能范畴。然而，也同样为了避免误解，教师应该强化下面教学：
教师：电势能和重力势能都是势能范畴，但是：重力势能，包括弹性势能都属于机械能范畴，而电势能不属于机械能。
教师：也就是说，电场力做功是什么的量度？
学生：电势能变化的量度。
教师：为此，我们也可以写成表达式：W=Ep1-Ep2 。为明确表
达始末位置，我们的教材把这个表达式明确表示为：WAB=EpA-EpB 。
教师：今天我们采用什么样的学习方法？
学生：类比学习法。
教师：我们之所以采用了类比学习法，就是因为电场力做功的特点和重力做功的特点是完全相似的。因此有关重力做功的有些重要结论也可以直接搬到电场力做功中来，比如：重力做正功……？
学生：重力做正功，重力势能减小；重力做负功，重力势能增大。
教师：电场力做功呢？
学生：电场力做正功，电势能减小；电场力做负功，电势能增大。
教师：重力做功是重力势能变化的量度……
学生：电场力做功是电势能变化的量度。
教师：我们说某一点的重力势能具有什么性？而任意两点的重力势能差值又具有什么性？
学生：某一点的重力势能具有相对性；任意两点的重力势能差值具有绝对性。
教师：翻译到电势能中来……
学生：某一点的电势能具有相对性；任意两点的电势能差值具有绝对性。
教师：所以，为了确定某一点的电势能数值，我们应该怎么做？
学生：选择一点（位置）作为零势能点。
教师：陈述下面问题。
例2 如下图，选择A点为零势能点，那么B点的电势能怎样确定？(图见附课件)
学生：点电荷从B点移动到A点，电场力所做的功在数值上就等于B点的电势能。
教师：B点的电势能是确定的吗？还跟什么因素有关？
学生：跟点电荷的性质、电荷量的大小，以及电场等因素有关。
教师：通常，电荷在离场源无限远处或在大地表面上的电势能规定为零。
教师：同学们今天的表现都很好！现在请同学们查阅教材，教材
给电势能定义了具体数学表达式没有？
学生：查阅，没有。
教师：为什么教材不直接定义为？
学生：我们匀强电场情况下得出电场力做功与路径无关的特点，而这一特点对于一般电场也同样成立。因此没有普遍意义。
设计说明：以上教学设计，把重力做功特点与重力势能概念提出放在一起，突出重力做功特点与重力势能概念提出之间的充要关系。然而通过类比，也就能突出电场力做功特点与电势能之间的逻辑关系。在这里打破教材的编排次序，我认为这正好克服了教材编写上的不足。
3 课堂练习
练习1 在一电荷量 C的点电荷，从电场中的A点移到B点时，克服电场力做功 J,从B点移到C点时电场力做功 J。问：
（1）以B点为零势能点，电荷在A点时的电势能是多少？
（2）以C点为零势能点，电荷在A点时的电势能又是多少？
练习2 将一个点电荷从无限远处移动到右图所示的电场中的A点，电荷的电势能为，问此过程中电场力做功多少？（见课件）练习3 图甲是等量异号电荷的电场线分布图，乙是等量同号电荷的电场线分布图。AOB是两点电荷的连线的垂直平分线，O点是连线的中点。
（1）在甲图中，把单位正电试探电荷从O点沿OA移动到无限远处，电场力是否做功？电势能是否变化？怎样变化？
（2）在乙图中，把单位正电试探电荷从O点沿OA移动到无限远处，电场力是否做功？电势能是否变化？怎样变化？
4 结束新课。
电势能和电势教学课件2
一【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，推知在匀强电场中静电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。静电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。
二【教学目标】
1．知识与技能
理解静电力做功的特点、电势能的概念、电势能与静电力做功的关系。
理解电势的概念，知道电势是描述电场的能的性质的物理量。
明确电势能、电势、静电力的功、电势能的关系。
了解电势与电场线的关系，了解等势面的意义及与电场线的关系。
2．过程与方法
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。
3．情感、态度与价值观
尝试运用物理原理和研究方法解决一些与生产、生活相关的实际问题，增强科
学探究的价值观。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。
利用等势面图象的对称美，形态美以获得美的享受、美的愉悦，自己画图，在学习知识的同时提高对美的感受力和鉴别力。
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。
三【教学重点和难点】
1．重点
理解掌握电势能、电势、等势面的概念及意义。
2．难点
掌握电势能与做功的关系，并能用此解决相关问题。
四【学情分析】
通过对必修内容的学习，学生对功的计算，重力做功的特点，重力做功与重力势能变化的关系，能量守恒定律等内容已相当熟悉，具备了学习本节内容的知识前提，但建立起电势能的概念对学生来说相对比较困难的，因为电场的概念特别抽象，特别是从力与能量两条线上同时研究电场，让学生感到有点“力不从心” ，知识迁移及灵活运用是学生学习过程中要跨越的一个台阶.
五【教学方法】理论、类比探究、分析归纳、讨论分析、应用举例、体验探究
六【课时安排】 2课时
七【教学过程】
复习导入：
力对物体做功：W=FLcosθ（只适用于恒力做功）
θ〈900 正功物体能量增加
0 θ〉90 负功物体能量减小
θ=900 不做功物体能量不变化
新课教学：
1．静电力做功的特点
结合课本图1。4-1（右图）分析试探电荷q在场强为E的均强电场中沿不同路径从A运动到B电场力做功的情况。
（1） q沿直线从A到B W=FL
（2） q沿折线从A到M、再从M到B
W=WAM+WMB=F|AO|+F|OB|cos900= FL
（3） q沿任意曲线线A到B（微元法）将曲线分为段，每一小段都可认为是直线，则：
W=W1+W2++Wn= ni=1Flicosθi=FLcosθ
【结论】：在任何电场中，静电力移动电荷所做的功，只与始末两点的位置有关，而与电荷的运动路径无关。
与重力做功类比，引出：
2．电势能(Ep):
（1）电势能：由于移动电荷时静电力做功与移动的路径无关，电荷在电场中也具有势能，这种势能叫做电势能。(描述性定义) （2）静电力做功与电势能变化的关系：
静电力做的功等于电势能的变化量
表达式：WABEPAEPB 普适式（适用于各种电场）
注意：
①．电场力做正功，电荷的电势能减小；电场力做负功，电荷的电势能增加
②．电场力力做多少功，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，而它们的总量保持不变。
③．在正电荷产生的电场中正电荷在任意一点具有的电势能都为正，负电荷在任一点具有的电势能都为负。
（3）空间中某点电势能Ep的确定：
① 规定零势能点：通常规定无限远处电势能为0或大地电势能为0。
② 电荷在某点的电势能，等于把它从这点移动到零势能点时静电力做的功 nWABEPAEPB 则如规定B为零势能点，EpA=WAB
(4)电势能的正负:
电势能是标量，但有正负，正负代表大小
（5）电势能的相对性：空间中某点电势能的大小依赖于0势能点的选取
（6）电势能的系统性：电势能是电荷与电场共有的能量
EpA=WAB= FL= qEL
合作探究：课本16页思考与讨论
建立电势能的概念为什么要讨论静电力做功问题，各种势能都是空间点的函数，即一个点对应一个确定的值，如果做不到就不可能定义某种势能。分析某种力做功的特点就能知道是否“一个点对应一个确定的值”。
3、电势
规定B点的电势能为0，则EpA=WAB= FL= qEL
同理改变试探电荷 EpA= WAB= FL=
2qEL
EpA= WAB=
FL= nqEL
EpA/q是恒定的，与试探电荷无关
（1）、定义：电荷在电场中某一点的电势能与它的电荷量的比值，叫做这一点的电势。用表示。
（2）表达式：Ep
q （比值定义法）
（3）单位：伏特（V）
（4）标量，只有大小，没有方向，但有正负。
（5）相对性：空间某点电势的大小依赖于0电势点的选取（通常选无限远或大地电势为0）
（6）沿电场线电势降低
（7）功W、电势能Ep、电势φ的正负问题：
三者都是标量但都有正负，电势能Ep、电势φ的正负代表大小；而功W的正负不代表大小，只代表了能量的传递方向。
4、等势面
⑴．定义：电场中电势相等的点构成的面
⑵．等势面的性质：
①．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，电场力不做功②．电场线跟等势面一定垂直，并且由电势高的等势面指向电势低的等势面。③．等势面越密，电场强度越大
③ 等势面不相交，不相切.
人教版高中物理选修3-1电势能和电势(教案)
电势能和电势教案 【教学目标】 1、理解静电力做功的特点、电势能的概念、电势能与电场力做功的关系。 2、理解电势的概念，知道电势是描述电场的能的性质的物理量。 3、明确电势能、电势、静电力的功、电势能的关系。 4、了解电势与电场线的关系，等势面的意义及与电场线的关系。 重点：理解掌握电势能、电势、等势面的概念及意义。 难点：掌握电势能与做功的关系，并能用此解决相关问题。 【自主预习】 一、静电力做功的特点： 二、电势能： 1、静电力做负功， 2、静电力做正功， 3、在正电荷产生的电场中正电荷在任意一点具有的电势能都为，负电荷在任 一点具有的电势能都为。 4、在负电荷产生的电场中正电荷在任意一点具有的电势能都为，负电荷在任意一点具有的电势能都为。 5、电荷在电场中某一点A具有的电势能E P等于将该点电荷由A点移到
电场力所做的功W。即E P=W 6、若要确定电荷在电场中的电势能，应先规定的零位置。 三、电势 1、电势表征的重要物理量度。 2、定义 3、单位 4、公式 5、电势与电场线的关系 6、零电势位置的规定 四、等势面 1、定义： 2、等势面的性质： ①在同一等势面上各点电势，所以在同一等势面上移动电荷，电场力功 ②电场线跟等势面一定，并且由电势的等势面指向电势的等势面。 ③等势面越密，电场强度 ④等势面不，不 3、等势面的用途： 【典型例题】 一、电势能 【例1】下列关于电荷的电势能的说法正确的是( )
A．电荷在电场强度大的地方，电势能一定大 B．电荷在电场强度为零的地方，电势能一定为零 C．只在静电力的作用下，电荷的电势能一定减少 D．只在静电力的作用下，电荷的电势能可能增加，也可能减少 二、判断电势的高低 【例2】在静电场中，把一个电荷量为q＝2.0×10－5 C的负电荷由M点移到N点，静电力做功6.0×10－4 J，由N点移到P点， 静电力做负功1.0×10－3J，则M、N、P三点电势 高低关系是________． 三、静电力做功和电势能变化之间的关系 【例3】如图1所示，把电荷量为－5×10－9C的电荷，从电 场中的A点移到B点，其电势能__________(选填“增加”、“减少” 或“不变”)；若A点的电势U A＝15 V，B点的电势U B＝10 V， 则此过程中静电力做的功为________ J. 拓展探究如果把该电荷从B点移动到A点，电势能怎么变化？静电力做功的数值是多少？如果是一个正电荷从B点移动到A点，正电荷的带电荷量是5×10－9 C，电势能怎么变化？静电力做功如何？ 四、电场中的功能关系： ①静电力做功是电荷电势能变化的量度，具体来讲，静电力对电荷做正功时，电荷的电势能减少；静电力对电荷做负功时，电荷的电势能增加，并且，电势能增加或减少的数值等于静电力做功的数值．
高二物理 电势能 电势 教案
高二物理 电势能 电势 教案 教学过程： （一）复习前面相关知识 1．静电力、电场强度概念，指出前面我们从力的性质研究电场，从本节起将从能量的角度研究电场。 2．复习功和能量的关系。 从静电力做功使试探电荷获得动能入手，提出问题：是什么能转化为试探电荷的动能？引入新课。 （二）进行新课 1．静电力做功的特点 结合课本图1。4-1（右图）分析试探电荷q 在场强为E 的均强电场中沿不同路径从A 运动到B 电场力做功的情况。 q 沿直线从A 到B q 沿折线从A 到M 、再从M 到B q 沿任意曲线线A 到B 结果都一样即：W=qEL AM =qEL AB cos θ 【结论】：在任何电场中，静电力移动电荷所做的功，只与始末两点的位置有关，而与电荷的运动路径无关。 与重力做功类比，引出： 2．电势能 电势能：由于移动电荷时静电力做功与移动的路径无关，电荷在电场中也具有势能，这种势能叫做电势能。 静电力做功与电势能变化的关系： 静电力做的功等于电势能的变化量。写成式子为：PB PA E E W A B -=
注意： ①．电场力做正功，电荷的电势能减小；电场力做负功，电荷的电势能增加 ②．电场力力做多少功，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，而它们的总量保持不变。 ③．在正电荷产生的电场中正电荷在任意一点具有的电势能都为正，负电荷在任 一点具有的电势能都为负。 在负电荷产生的电场中正电荷在任意一点具有的电势能都为负，负电荷在任意一点具有的电势能都为正。 ④．求电荷在电场中某点具有的电势能 电荷在电场中某一点A 具有的电势能E P 等于将该点电荷由A 点移到电势零点电场力所做的功W 的。即E P =W ⑤．求电荷在电场中A 、B 两点具有的电势能高低 将电荷由A 点移到B 点根据电场力做功情况判断，电场力做正功，电势能减小，电荷在A 点电势能大于在B 点的电势能，反之电场力做负功，电势能增加，电荷在B 点的电势能小于在B 点的电势能。 ⑥电势能零点的规定 若要确定电荷在电场中的电势能，应先规定电场中电势能的零位置。 关于电势能零点的规定：P 19（大地或无穷远默认为零） 所以：电荷在电场中某点的电势能，等于静电力把它从该点移动到零电势能位置时电场力所有做的功。如上式若取B 为电势能零点，则A 点的电势能为： AB AB PA qEL W E == 举例分析：对图1。4-1中的各量附与一定的数值，后让学生计算。（1课时） 3．电势---表征电场性质的重要物理量度 通过研究电荷在电场中电势能与它的电荷量的比值得出。参阅P 20图1。4--3 （1）定义：电荷在电场中某一点的电势能与它的电荷量的比值，叫做这一点的电势。用?表示。标量，只有大小，没有方向，但有正负。 （2）公式：q E p =?（与试探电荷无关） （3）单位：伏特（V ） （4）电势与电场线的关系：电势顺线降低。（电场线指向电势降低的方向） （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．（大地或无穷远默认为零） ◎让学生思考和讨论P 21问题。◎引导学生分析问题与练习3、4 4．等势面 ⑴．定义：电场中电势相等的点构成的面 ⑵．等势面的性质： ①．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，电场力不做功 ②．电场线跟等势面一定垂直，并且由电势高的等势面指向电势低的等势面。 ③．等势面越密，电场强度越大 ④．等势面不相交，不相切 ⑶．等势面的用途：由等势面描绘电场线。 ⑷．几种电场的电场线及等势面
电势能和电势教学课件
电势能和电势教学课件 电势能和电势教学课件 电势能和电势教学课件1 一教材内容分析 电场力是一种新的性质力，本章前面几节，对电场力的产生条件、大小和方向，以及部分作用规律（遵循平行四边形法则，牛顿运动定律等）进行了探究学习。本节进一步研究电场力作用规律——电场力做功及其能量变化规律，就是顺理成章的事。从本章的整个教材编写思路来看，与必修教材几乎吻合。因此，充分利用学生们学习必修教材时所学到的知识、技能、方法，就显得十分必要。其实，这也符合高中教学的特点和要求。另一方面，前面几节，从力的角度探究了电场的性质，本节则从能的角度探究电场的性质。同样地，这里依然要发挥好“知识迁移”、“能力迁移”的正作用，充分体验“学以致用”的学习乐趣。 如果从本章学习要求来看，前者是一条暗线（副线）；而后者是一条明线（主线）。笔者认为，学习本章时，教师可以做适当调节，使明线暗淡一些，而使暗线明亮一些。众所周知，能（量）是最为抽象的概念之一，而静电场领域里的能量概念，就尤为抽象。所以本节知识是本章的难点。 综上，本节教学设计为两个课时，第一课时，探究电场力的做功特点，得出电势能的概念，并分析电势能的性质；第二课时，进一步探究（静）电场的性质，类比导出电势概念、分析电势的性质，了解等势面的概念。 二教学目标 （一）知识与技能目标 1 认识电场力做功的特点； 2 分析电场力做功引起的能量变化，理解电势能概念及其性质； 3 知道电势的定义方法及其定义式，并会使用它分析相关问题； 4 理解“沿着电场线的方向电势越来越低”的这一结论；
5 知道等势面，理解等势面与电场线之间的关系。 （二）过程与方法目标 通过类比法探究新知识，体验知识探究过程。 （三）情感、态度与价值观目标 渗透从对生活中有关物理现象的观察，得到物理结论的方法，激发和培养探索自然规律的兴趣。 三知识重难点分析 （一）重点 1 电场力做功特点的分析； 2 电场力做功与能量变化之间关系的理解，以及电势能的理解； 3 电势的理解与运用； 4 等势面的理解。 （二）难点 1 电场力做功特点与电势能概念之间关系的理解； 2 电势能与电势的辨析； 3 电场线中有关电势和等势面性质的理解。 四教学流程设计 （一）第一课时：电势能 1 引入新课 教师：我们知道电场力是一种新的性质力，前面几节课，学习了它的产生条件、大小和方向、以及部分作用规律，例如遵循平行四边形法则，牛顿运动定律等等。在必修课中，我们还探究了什么力学概念和规律？ 学生：做功，动能定理，机械能守恒定律和能量守恒定律。 教师：很好，现在我们回顾这些方面的知识。请同学们完成下面填空。 （1）做功的定义是：力对物体所做的功，等于力的大小、位移的大小，和力与位移夹角的余弦这三者的乘积；公式是：W=Flcosθ ，单位是：焦耳；做功是能量变化的量度； （2）动能是指由于物体运动所具有的能量，定义式是
电势、电势和电势能
第12单元：电势、电势差和电势能 【教学结构】 电势能、电势、电势差三个物理量联系密切，表示电场的能的性质。三个概念均很重要，但需要突出电势差概念的理解和应用。 一、电势能 1.电场力的功 W=F·S S应是沿电场线方向位移，根据F、S的方向决定电场力做正功、负功。电场力做功与路径无关，与重力功比较理解上述内容 2.电势能：电荷在电场中具有的势能，和重力势能一样要确定0势能的位置。比0电势能高的电势能为正，比零电势能低的电势能为负。电势能用ε表示，单位焦耳（J） 3.电势能与电场力的功的关系，W=－△ε△ε=ε2－ε1，电场力做正功电势能减少，电场力做负功电势能增加。与重力功和重力势能变化的关系进行比较。 二、电势 1.电势定义：U=ε q 。图1所示为正点电荷的电 场，为距Q无穷远处，此处电势能为零，把电量 不同的正电荷q1、q2、q3……从无穷远处A点移到电场中B点，电场力做负功为W1、W2、W3……，所以电荷在B点电势能应 为ε1、ε2、ε3，虽然q不同，ε不同，但它们比值，εεε 1 1 2 23 q q q ,, 相同，用此理解， 电势的概念为单位电量电荷在B处所具有的电势能，或理解为1库仑的电荷从B到A电场力做的功。 2.电势是标量，单位：伏特简称伏，用V表示，1V=1J／C。从上面过程分析可知，在离场源无穷远处电势为0。(1)正电荷电场中，处处电势为正，负电荷电场中，处处电势为负。(2)沿电力线方向，电势降低。 3.电势能与电势的关系，ε=υq，对照电场力和电场强度的联系和区别进行比较。判断q在正、负点电荷电场中的电势能的正负，分q为正、负电荷两种情况考虑。 4.等势面：电场中电势相等的点构成的面 (1)在同一等势面上的任意两点间移动电荷电场力不做功，与在同一水平面上移动的物体重力不做功的道理一样 (2)等势面一定与电场线垂直 (3)匀强电场中的等势面是与电场线垂直的一族平面。思考点电荷电场等势面情况 (4)处于静电平衡的导体是等势体。等势体不是电势为零 三、电势差 1.1.电势差的定义：电场中两点间的电势的差值。又叫电压。单位：伏特符 号：U U AB=U A－U B U A＞U B时，U AB＞0为正，U A＜U B时，U AB＜0为负
电势能、电势
电势能、电势、电势差、电场强度、电场力作功是静电场中非常重要的概念,具有抽象、复杂、难以区别的特点。笔者通过多年的教学发现大部分学生对这一部分知识掌握得都不好，基本的概念都无法辨别清楚，更别说理解它们之间的联系和区别。鉴于此，笔者对教材内容进行了创新，认真总结了这几个物理量的规律和特点，并找出了它们之间的区别和联系，使得知识脉络清楚，便于学生理解和学习。下面我们就来一起分享笔者的总结成果。 一、电势能 1.定义：电荷在电场中某点的电势能，等于静电力把它从该点移动到零电势能位置时电场力所有做的功。 2.电势能的单位：焦耳，符号为J。 3.电势能零点的选取,若要确定电荷在电场中的电势能，应先确定电场中电势能的零位置。零势能处可任意选择,常取无限远处或大地的电势能为零点。 4.电荷在电场中某点具有的电势能等于将该点电荷由该点移到电势零点电场力所做的功。电势能反映电场和处于其中的电荷共同具有的能量。 5.静电力做功与电势能变化的关系：电场力做多少功，电势能就变化多少。 6. 如何比较电荷在电场中A、B两点具有的电势能高低: 将电荷由A点移到B点根据电场力做功情况判断，电场力做正功，电势能减小，电荷在A点电势能大于在B点的电势能，反之电场力做负功，电势能增加，电荷在A点的电势能小于在B点的电势能。 二、电势 1.定义：在电场中，某点电荷的电势能跟它所带的电荷量之比叫做这点的电势。电势是从能量角度上描述电场的物理量（电场强度则是从力的角度描述电场) 。 2.电势符号是φ，单位是伏特，符号：V。 3.电势只有大小，没有方向，是标量。 4.物理意义：(1)由电场中某点位置决定，反映电场能的性质。(2)与检验电荷电量、电性无关。(3)表示将1C正电荷从参考点移到零势点电场力做的功。 5.电势是一个相对量，其参考点是可以任意选取的。在具体应用中，常取标准位置的电势为零。电势只不过是和标准位置相比较得出的结果。我们一般取地球为标准位置，在理论研究时，常取无限远处为标准位置。 6.电势的特点：不管是正电荷的电场线还是负电荷的电场线，只要顺着电场线的方向总是电势减小的方向，逆着电场线总是电势增大的方向。 7.等势面：电场中电势相等的点构成的面。 三、电势差 1.定义：电势差是指电场中两点之间电势的差值，也叫电压，用字母U表示。 2.在国际单位制中，电势差的单位是伏特，简称为伏，符号是V。 3.公式：UAB=WAB/q，电荷q在电场中由一点A移动到另一点B时，电场力所做的功与电荷量的比值叫做A、B两点的电势差。 4.物理意义：（1）由电场中两点位置决定，反映电场能的性质。（2）与检验电荷电量、电性无关。（3）表示移动单位正电荷，电场力做的功。（4）电场中A、B两点间的电势差跟移动电荷的路径无关，只与AB位置有关。 5.电势差是标量，但有正、负，正、负只表示哪点电势高，哪点电势低。 6.电势差的数值与零电势点的选取无关。 7.电压和电势差是同一个物理概念的两种不同说法。电压和电势差的区别就是电势 差有正负，而电压不提正负。 四、电场强度 1.定义：放入电场中某一点的电荷受到的电场力跟它的电量的比值叫该点的电场强度，
人教版高中物理必修第三册同步教案10.1电势能和电势
第1节电势能和电势 学习目标 1.通过计算在匀强电场中移动电荷静电力所做的功,认识静电力做功跟路径无关的特点。 2.通过类比重力势能引入电势能,体会能量观点是分析物理问题的重要方法,并进一步认识到物理学的和谐统一性。 3.理解电势能的变化与静电力做功的关系。 4.通过建立电势概念的过程,理解电势是从能的角度描述电场的物理量。会判断电场中两点电势的高低。 自主预习 1.电场最基本的性质是什么?电场强度的定义式?点电荷电场强度的决定式? 2.功的计算公式?静电力做功的特点?(与什么因素有关?与什么因素无关?) 3.重力做功引起重力势能的变化,写出重力做功与重力势能变化之间的关系。 4.什么是电势能?静电力做功与电势能变化的关系?表达式? 5.什么是电势?定义式?单位?电势是标量还是矢量? 课堂探究 [情境导入]一个正电荷在电场中某点由静止释放,将如何运动? (三)静电力做功的特点 [情境设问]试探电荷q在电场强度为E的匀强电场中沿不同路径从A运动到B: 1.q沿直线从A到B; 2.q沿折线从A到M,再从M到B; 3.q沿任意曲线从A到B。 分析三种情况下静电力做功的情况。
[思考与讨论] 通过对这三种情况的分析,你能够得到什么结论? (四)电势能 [提出问题]电场力做功的特点与以前研究过的什么力做功的特点相似? [情境设问]如图所示,试探电荷在电场中移动时,静电力做什么功?动能如何变化?电势能如何变化? (a) (b) [提出问题]大家要注意,电荷有两种:正电荷和负电荷。如果在以上情境中移动的是负电荷,结果又如何呢? [思考与讨论]根据以上的分析,归纳一下静电力做功与电势能变化之间的关系。 [思考与讨论]我们是如何确定物体在某一位置时的重力势能的?类比思考,如何确定电荷在电场中某一点的电势能? [思考与讨论] 1.重力势能是物体和地球所组成的系统所共有的,那么电势能是否是电荷和电场这个系统所共有的? 2.如果被移动电荷的电荷量、极性不同,电势能相同吗? 3.如果电场发生变化,被移动电荷的电势能会有变化吗? (五)电势
10.1 电势能和电势 讲义—2020-2021学年【新教材】人教版(2019)高中物理必修第三册
第十章静电场中的能量 第1节电势能和电势 【素养目标】 1．知道静电力做功的特点，理解电势能、电势的概念。 2．能熟练应用电势能、电势的有关知识分析解决实际问题。 【必备知识】 知识点一、静电力做功的特点 (1)在匀强电场中移动电荷时，静电力所做的功与电荷的起始位置和终止位置有关，与电荷经过的路径无关，与重力做功一样。 (2)静电力做功的特点对非匀强电场也是适用的。 知识点二、电势能 (1)定义：电荷在电场中也具有势能．这种势能叫电势能，用E p表示． (2)相对性：电势能具有相对性，通常取无限远处或大地表面为电势能的零点。 (3)静电力做的功与电势能的关系： ①静电力做的功等于电势能的减少量，W AB＝E p A－E p B. ②静电力对电荷做多少正功，电荷的电势能就减少多少；静电力对电荷做多少负功，电荷的电势能就增加多少。 ③电荷在某点的电势能，等于静电力把它从该点移到零电势能点时所做的功． ④零势能是标量，正负表示大小，不表示方向，比较电势能大小时要考虑正负号。电场中规定的电势能为零的位置，通常把离场源电荷无穷远处或大地处的电势能规定为零． 知识点三、电势 (1)定义:电荷在电场中某一点的电势能与它的电荷量之比，叫电场在这一点的电势。用符号φ表示。 (2)公式:φ＝E p/q. (3)单位:在国际单位制中，电势的单位是伏特，符号是V,且有1 V=1 J/C。
(4)物理意义:电势是描述电场的能的性质的物理量。电场中某点的电势由电场本身及电势零点决定，与放入电场中的试探电荷无关。 (5)电势的高低 ①沿着电场线方向电势逐渐降低。 ②正电荷在电势高处电势能较大，负电荷在电势低处电势能较大。 (6)标矢性:电势是标量，但可以为负值。当电场中某点的电势为负值时，表示这点的电势比零电势还低。 (7)零电势面(点)的选取:在物理学的理论研究中,常取无限远处的电势为0;在实际应用中，常取大地的电势为0。 【课堂检测】 1.如图甲所示，有一固定的负点电荷N，其右侧距离为L处竖直放置一内壁光滑的绝缘圆筒，圆筒内有一带电小球。将小球从H0高处由静止释放，至小球下落到与N同一水平面的过程中，其动能E k随高度H（设小球与点电荷N的竖直高度差为H）的变化曲线如图乙所示。下列说法正确的是（） A. 小球可能带负电，也可能带正电 B. 在高度H1~H2之间的某点，库仑力在竖直方向上的分力最大 C. 该过程中，小球所受合力先增大后减小再增大 D. 该过程中，小球的机械能先增大后减小 【答案】B 【解析】A．若小环带正电，重力和静电力对小环都做正功，小环的动能一直增大，与图乙不符，所以小环带负电，A不符合题意； B．小环在高度H1~H2之间运动时，动能减小，根据动能定理E k=E k0+F电竖ℎ− mgℎ=E k0+(F −mg)ℎ 电竖
电势能和电势教案
电势能和电势教案 电势能和电势教案 一、教学目标 1. 理解电势能和电势的概念。 2. 掌握求解电势能和电势的方法。 3. 能够用电势能和电势解释电场现象。 二、教学重难点 1. 电势能和电势的概念的理解与应用。 2. 求解电势能和电势的方法的掌握。 3. 电势能和电势与电场现象的关系的理解。 三、教学准备 1. 教学PPT。 2. 实验设备：电势计、电压源、串联电容器、余弦定理实验装置等。 3. 手绘电场示意图。 四、教学步骤 1. 导入（10分钟） 通过手绘电场示意图，向学生引入电场概念，并提问：“在电场中，电荷具有什么性质？电势能和电势分别与电荷的哪些性质有关？”激发学生思考。 2. 提出问题（10分钟）
向学生展示一个电荷在电场中的运动情况，并提问：“在电场中，电荷从一个位置移动到另一个位置时，是否会发生能量的变化？这个能量变化有什么特点？”引导学生思考电势能的概念。 3. 电势能的引入（15分钟） 通过探究电势能的概念和计算公式，让学生理解电势能与电荷位置和电场强度的关系，并带领学生进行计算练习。同时，向学生提问：“通过计算，你认为电势能为正值还是负值？为什么？”引导学生分析电势能的正负与电荷在电场中的运动方向有关。 4. 电势的引入（15分钟） 通过展示电荷在电场中受到的力的变化情况，引入电势的概念和计算公式。并通过实验演示，教师用电势计测量不同位置处的电势值，并与学生讨论计算电势的方法和结果。 5. 电势能与电势关系的引导（10分钟） 通过对比电势能和电势的计算公式，带领学生发现电势能与电势的关系，并引导学生进行推理和归纳。 6. 课堂练习（15分钟） 以电势能和电势的计算为例，设计练习题，帮助学生巩固和应用所学知识。 7. 拓展延伸（10分钟） 通过讲解电势能和电势在不同电场情况下的应用，引导学生思
电势和电势能教案
电势和电势能教案 教案标题：电势和电势能教案 教学目标： 1. 理解电势的概念，并能够计算电势差。 2. 了解电势能的概念，并能够计算电势能的变化。 3. 掌握电势和电势能的关系，能够运用相关知识解决与电势和电势能有关的问题。 教学准备： 1. 教师准备：电势和电势能的相关知识、实验仪器（如电源、电压表、导线等）。 2. 学生准备：学生需要提前了解电荷和电场的基本概念。 教学过程： 引入（5分钟）： 1. 教师可以通过引入电场的概念来引出电势的概念，简要介绍电势的定义和意义。 2. 引导学生思考电势与电势能的关系，为后续学习做铺垫。 讲解与示范（15分钟）： 1. 通过实验演示，教师可以向学生展示电势的测量方法和计算电势差的步骤。 2. 结合实例，讲解电势能的概念和计算方法，强调电势能与电荷量、电势差之 间的关系。 讨论与实践（20分钟）： 1. 分组讨论：将学生分成小组，让他们讨论电势和电势能的应用场景，并提出 相关问题。
2. 实践活动：让学生进行一些实验活动，如在不同电势差下测量电势值、计算 电势能的变化等，以加深对电势和电势能的理解。 总结与拓展（10分钟）： 1. 教师对本节课的重点内容进行总结，并强调电势和电势能的重要性和应用价值。 2. 拓展讨论：引导学生思考电势和电势能在其他物理现象中的应用，如电容器、电场中的粒子运动等。 作业布置： 1. 布置相关的练习题，巩固学生对电势和电势能的理解和计算能力。 2. 鼓励学生自主探索，寻找与电势和电势能相关的实际问题，并进行解答和讨论。 教学反思： 1. 教师可以通过观察学生的讨论和实验操作情况，及时调整教学策略，确保教 学效果。 2. 鼓励学生积极参与讨论和实践活动，提高学生的学习兴趣和主动性。
电势能与电势教案
“电势能及电势”教学设计 【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及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，并及重力势能类比，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。 【教学目标】 1．知识及技能 ·理解静电力做功的特点、电势能的概念、电势能及电场力做功的关系。 ·理解电势的概念，知道电势是描述电场的能的性质的物理量。 ·明确电势能、电势、静电力的功、电势能的关系。 ·了解电势及电场线的关系，了解等势面的意义及及电场线的关系。 2．过程及方法 ·通过及前面知识的结合，理解电势能及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。 3．情感、态度及价值观 ·尝试运用物理原理和研究方法解决一些及生产、生活相关的实际问题，增强科学探究的价值观。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。 ·利用等势面图象的对称美，形态美以获得美的享受、美的愉悦，自己画图，在学习知识的同时提高对美的感受力和鉴别力。 ·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
电势能与电势教案
山西师范大学现代文理学院物理与信息工程系 教 学 设 计 课题：电势能与电势 班级：物理1401班 姓名：赵晶晶 学号： 1490120124
电势能与电势教案 一、教学目的 1.知识与技能 1）理解静电力做功的特点、电势能的概念、电势能与电 场力做功的关系。 2）理解电势的概念，知道电势是描述电场的能的性质的物理量。 3）明确电势能、电势、静电力的功、电势能的关系。 4）了解电势与电场线的关系，了解等势面的意义及与电场线的关系。 2.过程与方法 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。 3.情感态度与价值观 尝试运用物理原理和研究方法解决一些与生产和生活相关的实际问题，增强科学探究的价值观。 二、教学重难点 重点：理解掌握电势能、电势、等势面的概念及意义。 难点：掌握电势能与做功的关系，并能用此解决相关问题。 三、教学过程 1.静电力做功的特点 中，它沿几种不同的的路径从A 运动到C的情况。 【1】从A运动到B，再从B 运动到C
【2】从A沿直线AC运动到C 【3】从A沿曲线AC运动到C 结果都一样：W AC=qEL 得出结论：证明出静电力做功的特点，即静电力做的功与路径无关，只与始末位置有关。 引入：与重力做功相似。思考重力做功引出了重力势能，静电力做功即可引出电势能。 2.电势能Ep 进一步与重力势能类比 1）根据重力势能的概念类比得出电势能的概念。即电荷在电场中具有的势能称为电势能。 2）根据重力势能与重力做功之间的关系类比得出电势能静电力做功之间的关系。静电力做正功，电势能降低。静电力做负功，电势能增加。 3）根据重力做功与重力势能变化的关系式类比得出静电力做功与电势能变化的关系式。W AB=E PA-E PB=-（E PB-E PA）=-ΔE P 4）思考如何求电荷在某点的电势能，就是把它从这点移动到零势能位置时静电力做的功。从而引入零势能点的概念。 5）零势能点的规定：通常把电荷在离场源电荷无限远处电势规定为0，或把大地表面的电势能规定为0。 引入：通过对电势能的研究再引入电势的概念。 3.电势ϕ 1）首先给出电势的定义：电荷在电场中某点的电势能和它电荷量的比值。可以看出电势是一个比值定义的物理量。 2
10.1.2 电势能和电势—电势—人教版(2019)高中物理必修第三册教案
课 时 教 案 第 10 单元 第 2 案 总第 7 案 课题： §10.1.2 电势能和电势—电势 【教学目标与核心素养】 1．理解电势，知道电势是描述电场能的性质的物理量 2．理解电势和电势能的关系 3．知道等势面及特点，通过等势面的学习提高学生的对美的欣赏能力 【教学重点】 1．电势的理解 2．等势面的特点 【教学难点】 1．电势的理解 2．等势面的应用 【教学过程】 复习引入： ①什么是电势能？ ②电场力做功特点？ ③电场力做功与电势能的关系是什么？ 电荷在电场中具有电势能，我们能否用电势能描述电场能的性质呢？ 如图： 不同电荷在电场中同一点电势能不同，不同电荷在电场中不同点电势能也可能是相同的。所以电势能不能描述电场能的性质。 分析：匀强电场中，规定O 点电势能为零，则从A 点到O 点： cos AO PA PO PA W E E E qEl θ=-== PA E 与q 成正比，cos El θ为定值，对电场中的同一点，E P 与q 的比值是不变的；电场中的不同点l 与θ可以不同，故/P E q 可以不同。所以p /E q 反映了电场的能的性质，由电场决定，与q 无关。该比值我们定义为电势。
一、电势 1．定义：电荷在电场中某一点的电势能与它的电荷量的比值，叫做这一点的电势，以φ表示。 2．定义式：φ = p // AO E q W q 由表达式可得：电场中某点的电势数值上等于单位正电荷由该点移到零势能点电场力做的功。（单位正电荷在该点的电势能） （变式求电势能公式，电势越高，正电荷电势能越大；电势越低，负电荷的电势能越大）3．性质 ①电势是标量，有大小没有方向。 ②电势具有相对性，某点的电势大小与零电势点的选择有关，常取无穷远或大地电势为零。电场中各点的电势可以是正值，也可是是负值，正负表大小。（分析原因）正电荷的电场，负电荷的电场，等量同种、异种电荷电场的电势分析。 4．单位：V （1V=1J/C） 1V的意义：若电量为1C的电荷在电场中某点的电势能为1J，则这一点的电势为1V。5．物理意义：描述电场能的性质的物理量 6．在电场中沿电场线方向移动一个正电荷，电场力做正功，E P减小，由φ = p / E q可得：φ减小，故得： 电场线的方向就是电势降落最快的方向 （沿电场线方向移动负电荷，电场力做负功，E P增加） 比较：场强与电势 ①二者无必然联系，场强为零的地方，电势不一定为零，场强大的地方电势不一定高②电势为零的地方，场强不一定为零，电势高处场强不一定大。 例1.将带电量为6×10-6C的负电荷从电场中的A点移到B点，克服电场力做了3×10-5J 的功，再从B移到C，电场力做了1.2×10-5J的功，则： ⑴电荷从A移到B，再从B移到C的过程中电势能共改变了多少？ ⑵如果规定A点的电势能为零，则该电荷在B点和C点的电势能分别为多少？它们的电势分为多少？
电势能和电势教学设计
第一课时 （一）创设问题情景 1．复习静电力、电场强度概念，指出前面我们从力的性质研究电场，从本节起将从能量的角度研究电场。起到一个承上启下的过渡作用。 2．创设问题情景：在匀强电场中某电由静止释放一试探电荷，静电力将对试探电荷做功使试探电荷获得动能，是什么能转化为试探电荷的动能呢？这种能又该如何量度呢？从而引入新课。 （二）新课教学 1、认识电场力做功的特点 依据“功是能量转化的量度”的思想，要研究问题情境中的能量转化，不妨先从研究电场力做功的问题，自然过渡到分析电场力做功的特点。 呈现问题1：让试探电荷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(A、B沿场强方向的距离为L)，计算这几种情况下电场力对电荷所做的功。 沿电场线方向运动时，根据恒力做功的计算方法：W＝F|AB|＝qEL| ； 沿与电场线有一定夹角的直线运动时，根据恒力做功的计算方法：W＝F|AB|cosθ＝qEL； 沿任一曲线路径运动时，根据选取微元“化曲为直”的思想，求功的累加可得：W＝W1＋W2＋W3＋……＝qEL | 分析三种情况下的做功的数据结果，结合具体的问题情景，得出初步结论：匀强电场中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。 呈现问题2：让试探电荷q在非匀强电场中沿几条不同路径从A点运动到B点，请你尝试计算几种情况下电场力对电荷所做的功，你又有什么新的发现？ 根据选取微元“化变为恒、化曲为直”的思想，通过分析计算，进一步得出：上述结论在非匀强电场中也是成立的。
呈现问题3：过去学过的哪种力做功也具有与电场力做功相似的特点？请你列举出它们的相似点。 接着引导学生认识到根据这种相似性，我们可以采用类比研究的方法来认识电场力做功问题，这就为我们研究开始提出的问题提供了有效的路径。 教师讲授：重力场中，被举高的物体因为受到重力作用总有下落的趋势，而在下落过程中重力做功的多少跟路径无关，只跟初末位置有关，因此，我们说重力场中物体具有重力势能，那么，试探电荷在电场中受到电场力总有沿电场力方向运动的趋势，而且电场力做功也跟路径无关，只跟初末位置有关，那么电场中电荷应该也具有一种势能，我们给它取个名字就叫静电势能，简称电势能。电势能用Ep表示。就像重力势能是由物体和地球共有一样，电势能也是电荷和电场所共有。 呈现问题4：重力场中，重力做功的过程中伴随着重力势能与其他形式能量的转化，那么，电场力做功过程中是否也有电势能与其他形式能量的转化呢？请分析开始提出的问题，谈谈你的认识。学生发言后总结出，开始提出的问题中，就是电势能转化为试探电荷的动能。 接着引导学生结合重力场类比定性分析静电力做功与电势能变化的关系 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。 呈现问题5：静电力做功与电势能变化之间有何定量关系呢？ 引导学生认识到：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。 故有W AB＝E KB-E KA＝E pA－E pB＝－（E pB－E pA）＝－△Ep 呈现问题6：如下图，如何确定物体在A点的重力势能呢？通过类比，你认为如何确定试探电荷在A点的电势能比较恰当？ 学生发表观点，教师引导学生认识只有先确定零电势能位置，电势能才有确定的值。根据功能关系可知，电荷在电场中某点所具有的电势能的大小就等于将该电荷从该点移动到零电势能位置电场力所做的功。即E pA＝W A0
电势能和电势教案
第一章 电势能、电势 一教材分析 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; 二教学目标 1．知识与技能 ·理解静电力做功的特点、电势能的概念、电势能与电场力做功的关系; ·理解电势的概念,知道电势是描述电场的能的性质的物理量; ·明确电势能、电势、静电力的功、电势能的关系; ·了解电势与电场线的关系,了解等势面的意义及与电场线的关系; 2．过程与方法 ·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; 3．情感、态度与价值观 ·尝试运用物理原理和研究方法解决一些与生产、生活相关的实际问题,增强科学探究的价值观;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; ·利用等势面图象的对称美,形态美以获得美的享受、美的愉悦,自己画图,在学习知识的同时提高对美的感受力和鉴别力;
电势能和电势 教学设计 说课稿 教案
电势能和电势 三维目标 知识与技能 1．理解静电力做功的特点、电势能的概念、电势能与电场力做功的关系； 2．理解电势的概念，知道电势是描述电场能的性质的物理量； 3．明确电势能、电势、静电力做功、电势能的关系； 4．了解电势与电场线的关系； 5．了解等势面的意义及与电场线的关系。 过程与方法 通过前面知识的结合，理解电势能与静电力做功的关系，从而更好的了解电势能和电势的概念。 情感态度与价值观 运用物理原理和研究方法，解决一些与生产和生活相关的实际问题，增强科学价值观。 教学重点 理解掌握电势能、电势、等势面的概念及意义。 教学难点 掌握电势能与做功的关系，并能用此解决相关问题。 教学方法 类比法、讲练法、推理归纳法。 教具准备 投影仪、多媒体课件。 课时安排 2课时 教学过程 ［新课导入］ 问题：电场的两个基本性质是什么？ 电场的两个基本性质：电场对放入其中的电荷有力的作用（电场的力的性质），并使之具有能（电场的能的性质）。 我们已经建立了电场强度的概念，知道它是描述电场性质的物理量。倘若把一个静止的试探电荷放入电场中，它将在静电力的作用下做加速运动，经过一段时间后获得一定的速度，试探电荷的动能增加了。我们知道，这是静电力做功的结果，而功又是能量变化的量度，那么，在这一过程中，是什么能转化成试探电荷的动能呢？为此，我们首先要研究静电力做功的特点和电场力做功与能量变化之间的关系。 前面已经学习了电场的力的性质──用场强来描述，今天我们从电场力做功和能量的角度来研究电场的能的性质。 ［新课教学］ 一、静电力做功的特点 要考虑电场的能的性质，必涉及到电场力的做功。对它的讨论可类比于重力场中的重力做功。 问题：重力做功有什么特点？ 结论：重力做功与路径无关，仅跟物体的重力，物体移动的两位置的高度差有关。对同一物体，两位置的高度差越大，重力做功就越多。只要两位置确定，即高度差确定，移动同一物体重力做功就相同。 问题：同样为场力做功，电场力做功是否也具有同样的特点呢？ 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点移动到B点，我们计算这几种情况下静电力所做的功。
人教版高中物理必修三第十章 静电场中的能量第一节《电势能和电势》教学设计
人教版必修三第十章静电场中的能量第一节电势能和电势 （新授课） 一、课程标准要求及解读 1．课程标准要求 知道静电场中的电荷具有电势能。了解电势能、电势的含义。 2．课程标准解读 本条目要求学生通过与重力势能引入的对比，了解电荷在电场中的电势能，知道静电力做功与电势能变化的关系。体验类比法在科学研究中的作用。让学生通过用电场力做功与电势能的变化关系来计算电荷在电场中的电势能，了解电势能的系统性和相对性。通过对检验电荷在具体电场中电势能的分析，知道比值定义法表示电场另一方面的性质——能的性质——电势，体会类比法也是科学研究中的一种重要方法。通过具体电场中电势的分析，了解电势的客观性、标量性和相对性。 二、教学目标 1．通过计算在匀强电场中移动电荷静电力所做的功，认识静电力做功与路径无关的特点。 2．通过类比重力势能引入电势能，体会能量观点是分析物理问题的重要方法，并进一步认识到物理学的和谐统一性。 3．理解电势能的变化与静电力做功的关系。知道常见的电势能零点的规定方法。 4．通过建立电势概念的过程，理解电势是从能的角度描述电场的物理量。会判断电场中两点电势的高低。 三、重难点 1.重点：本节的重点是明确静电力做功和电势能变化之间的关系, 培养学生的科学探究能力。 2.难点：本节的难点是电势能概念的建立, 通过类比和迁移、猜想论证, 归纳总结出静电力做功与电势能变化之间的关系。 四、教学方法 启发、引导、讲授 五、教学流程图
六、教学过程 【引入】 在物理学的发展历程中，许多伟大的科学家都是善于运用类比推理法，提出科 学假说，进而获得巨大成功的。 什么是类比法?类比法就是根据两个( 或两类) 对象之间在某些方面具有相同 或相似，从而推出它们在其他方面也可能 相同或相似的逻辑推理方法。 牛顿正是通过类比，猜想可能是地球对苹果的引力造成它不能离开地球。最 终，把天上和地上的力统一，建立了万有 引力定律。 今天运用类比法研究特殊的物质: 重力场和静电场。 一个试探电荷在匀强电场中某点由静止 释放，将如何运动？动能如何变化？（不 计重力）