新人教版高中物理选修3-1第一章第四节《电势能和电势》精品教案
高中物理 1.4 电势能和电势教案 新人教版选修3-1
高中物理 1.4 电势能和电势教案 新人教版选修3-1教学三维目标（一）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。
明确电势能、电势、静电力的功、电势能的关系。
3、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。
（二）过程与方法通过与重力做功的结合，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。
（三）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。
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。
教法：类比讲解教具：黑板，投影仪教学过程：（一）复习前面相关知识1．画出电场线，正电荷在该电场中的所受电场力2．从静电力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？（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Bq 沿折线从A 到M 、再从M 到Bq 沿任意曲线线A 到B结果都一样即：W=qEL AM =qEL AB cos θ【板书】：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【板书】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。
④．判断电荷在电场中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。
人教版高中物理(选修3-1)《电势能和电势教学设计》
人教版高中物理(选修3-1)第一章第四节教学设计电势能和电势(第1课时)一、教材分析本章研究静电荷产生的静电场的性质，是从电荷在电场中受力和电荷在电场中具有能量两个角度出发，有效地描述电场的基本特性.上节内容是从力的角度出发研究描述电场的力的性质的物理量——电场强度，本节从能的角度出发继续研究电场的能的性质.由于电场及其特性的描述不能用感官直接感受，引入的物理量又比较抽象，如何通过试探电荷来检验电场的存在及其性质，形象直观地帮助学生形成正确的物理图景；如何将所学知识正确迁移，类比出电场中较抽象的概念和规律；如何通过与力学的紧密联系，突破电势能和电势等概念是本节的重点和难点.也正是由于教材内容的上述特点，通过实验分析与理论探究深入挖掘知识间的有机联系，进而提高学生类比迁移能力和分析综合能力.电势能和电势相关知识的学习，对前面静电力和电场强度等知识的加深和巩固，对以后学习磁场及电磁波等知识的理解和掌握，都将带来影响.所以本节课在物理教学中的地位和作用是非常重要的.二、学情分析利：学生在高一学习了重力场的基本知识，会分析重力场中的相关问题；通过前面几节的学习，了解电场的力的性质，初步建立了场的图景.惑：高一阶段学生对重力场的研究中没有建立场的概念，而且已有所遗忘；前面几节学习没有完全建立场的图景，认识还很片面.三、教学目标知识与技能目标：1.在演示实验中感受电荷在电场中的电势能；2.分析静电力做功，建立电势能的概念；3.理论探究描述电场能的性质的物理量——电势.过程与方法目标：1.分析静电力做功的特点，得出电势能的数值，提高类比和迁移能力；2.经历理论探究电势的过程，体会分析数据的方法，提高分析能力和综合能力.情感、态度、价值观目标1.学生在亲身感受、理论探究过程中，经历了建模、推理、论证等科学思维，树立了物质观、运动观、能量观等物理观念.2.学生在探究分析、讨论交流活动中，学生形成了合作精神以及实事求是、尊重客观规律的科学态度，养成严谨、细致、耐心的科学素养.四、教学重点1.建立电势能的概念；2.建立电势的概念.五、教学难点建立电势能的概念.六、教学方法理论探究七、教学仪器电子起电机、导线、两绝缘金属板、若干泡沫小球八、教学过程上课前，用投影片打出：1.请同学们准备学习工具——铅笔、中性笔等，学习材料——教材、学生资料等.2.请同学们按三人实验小组就坐.四大组八小组，请同学们推选大组长和小组长.学习任务一：感受体验【教师】我们先认识一台仪器：电子起电机，它可以产生电荷.【学生】感受体验电荷的存在.【教师】将起电机的正(红色导线)负极(黑色导线)分别与金属板连接，形成电场.再将一泡沫小球放入电场中的水平台上.请同学们仔细观察：【学生】小球加速运动.【教师】小球靠什么作用加速运动的？【学生】静电力作用.【教师】小球加速，动能增加，静电力对小球做了正功.从能量转化的角度思考，小球在电场中运动，动能增加，意味着有另一种形式的能量减少了，这是一种怎样的能呢？【学生】电荷在电场中具有的能量——电势能.【板书】电势能——电场和电荷.【教师】大家引入的电势能到底对不对呢？今天，我们一起用理论探究的方法去一探究竟.【教师】提到势能，我们首先想到重力势能.重力势能的表达式是什么呢？它由哪些因素决定呢?【学生】重力势能：E P=mgh，重力和相对位置.【教师】相对谁的位置？【学生】地球.【教师】一定是地球吗？【学生】相对于零势能面.【教师】实际上，相互作用的物体凭借其相对位置而具有的能我们称为势能.【学生】相互作用——静电力，相对位置——如何体现呢？【教师】其实引入势能是需要条件的.功是能量变化的量度！力做功与路径无关，就可引入势能.【学生】我们只要证明静电力做功与路径无关，就说明我们引入的电势能是正确的.【教师】为了定量地研究，将演示实验的电场近似看成是一个匀强电场，我们研究小球由静止开始运动的一个过程：请第一大组计算：沿直线AB；第二大组计算：沿折线ACB；第三、四大组计算：沿曲线AMB.【展示与交流】W AB=qE|AC|=qEl1；分析：静电力做功的特点.【学生】不论电荷经由什么路径，静电力做的功都是一样的.【学生】静电力做功与电荷运动的路径无关，与电场中的位置有关.【板书】一、静电力做功：与路径无关【教师】大家的猜想得以证实.由于是电荷在电场中具有的势能，我们就称之为电势能.【教师】既然静电力做功与路径无关，从功能关系的角度就可以表示为——静电力做功与电势能变化的关系：W AB=E pA-E pB .【板书】W AB=E pA-E pB .【教师】静电力做正功，电势能减小；静电力做负功，电势能增加.虽然我们是在匀强电场中推导出来的，但此结论对非匀强电场一样适用.【思考与讨论】+q从A点到B点的过程中，电势能怎么变化？从C点到B点又怎么变化呢？学习任务二：探究1—电势能【教师】知道电荷从A点到B点电势能如何变化，如果在电场中A点放一试探电荷+q，它在A点的电势能的数值如何确定呢？研究能，我们首先想到功.功是能量变化的量度.【学生】能否通过静电力做功与电势能变化的定量关系，来确定电势能的数值呢？【讨论与分析】请同学们以大组为单位，想一想如何确定电荷q在电场中的A点电势能的数值.【展示与交流】交流分析过程：（1）静电力做功与电势能变化的关系：W AB=E pA-E pB，选E pB=0，E pA=W A→0（2）选择一个零势能点——原则上是任意选择.A→O，静电力可能做正功，也可以做负功，所以电势能有正负之分，它相对于零势能面有正负，和重力势能的正负号一样表示大小.（3）定义：电荷在电场中A点的电势能在数值上等于将电荷从A点移到零势能位置静电力做的功.（4）通常：理论上选距场源电荷无限远处的电势能为零，实际上选大地的电势能为零.【板书】二、电势能E pA=W A-0——“+、-”之分，表示大小.学习任务二：探究2—电势【问题与猜测】电势能是电荷和电场共有的，电荷用电荷量q体现电势能，电场可以用哪一个物理量来反映电势能呢？【教师】我们能不能寻找一个描述电场本身性质的物理量，且与试探电荷无关？为了找到这个物理量，我们仍然以刚才抽象的物理模型为例来分析.选电荷在电场中O点的电势能为零.请同学们以小组为单位，先将表格补充完整，然后分析数据，最后尝试找到一个与试探电荷无关的物理量.【计算与分析】思路：抽象比值、赋予性质、得出定义【展示与交流1】第八小组（1）电场中的D 点：不同电荷，E p 不同；E p 有正负. （2）电荷不同，但比值φ=E pq相同.（3）比值E pq与试探电荷无关，可能反映电场的性质.【教师】如果在不同点，E pq 不同，我们就可以抽象出这个比值来描述电场的性质.大家的E pq比值和第八组的不同吗？ 【教师】大组交流，看看E pq 能反映电场的什么性质？同一电荷放在不同位置，看看有什么规律？【展示与交流2】第一大组（1）D 点与A 点：同一电荷在不同点，电势能不同，比值E pq 不同，能描述电场能的性质.（2）比值E pq，D 点比A 点小.【教师】比值定义法：物理学上把这个比值定义为电场中某点的电势：φA =E pAq，电场中A 点的电势在数值上等于单位正电荷在A 点的电势能.电势——来描述电场能的性质. 大家计算一下各点的电势.【学生】φA =3000V ，φA =1500V ；φA >φD. 【展示与交流3】第三、四大组（1）φA >φD >0、φB =-3000V<0、φC =-3000V<0. （2）正负号表示电势的高低. 【展示与交流4】第二大组（1）φB =-3000V=φC <0，B 、C 为等势点. （2）不同点，电势可能相同. 【学生】归纳和总结电势有“+、-”之分，且表示大小；φA >φD >0>φC =φB ，沿着电场线方向电势逐渐降低. 【板书】三、电势 φA =E pAq——“+、-”之分，表示高低. 【思考与讨论】若选φD =0，试分析：(1)+q 从A →D →O →C →B 电势能怎么变化？电势又怎么变化？(2)-q 从B →C →O →D →A 电势能怎么变化？电势又怎么变化？【回归导入】教师：如果在电场中放入多个泡沫小球，它们在运动的过程中加速、碰撞，撞出新的物质，从而揭示物质的奥秘，这就是“北京正负电子对撞机”的简单原理.我们一起看一段视频：【视频播放】北京正负电子对撞机，撞出物质的奥秘！【结课】教师：加速、碰撞、打开，在这里，不再意味着终结，而是开启了一段新的旅程.愿同学们脚踏实地，在探寻物质奥秘的道路上，不断前行！这节课我们就学到这儿，下节课我们将继续研究电场的能的性质. 下课，谢谢大家！+九、板书设计4、电势能和电势一、静电力做功：与路径无关W AB=E pA-E pB——W AB>0，电势能减小；W AB<0，电势能增加二、电势能：电场和电荷E pA=W A0——“+、-”之分，表示大小E p=0三、电势：电场φA=E pAq——“+、-”之分，表示高低φA=0十、教后反思电势能和电势概念的建立是教学难点，对于难点的知识努力让学生在感受的基础上进行理性思考，经历理论探究的过程，获取让学生信服的证据.只有这样，学生才能真正理解与掌握，也才能真正体现出物理的学科特色.就目标达成情况而言，本节课效果很好，学生很积极主动的参与整个学习过程，经过同学们的一起努力，探索物理规律.学生收获了知识和方法，经历了建模、推理、论证等科学思维，树立了物质观、运动观、能量观等物理观念，还形成了合作探究的精神和严谨的科学态度.。
物理人教选修3-1示范教案：第一章第四节电势能和电势含解析
4 电势能和电势错误!教学分析电势能、电势是电磁学开篇章节静电场中的重点内容，它从能量的角度反映了电场的性质。
对它的研究为以后学习电功、电动势、电磁能奠定了知识基础。
本部分内容尤其与日常生活和生产、科学尖端技术的应用与研究有着密切的关系，因而学好这部分知识有着广泛的实用价值。
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认识新知识，同时为具体的物理知识迁移作好思维铺垫。
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.教学目标1．通过讨论静电力对试探电荷做功，知道静电力做功与路径无关的特点.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.3．知道电势的定义方法及其定义公式、单位。
4．知道等势面的定义，知道电场线一定垂直于等势面。
教学重点难点1．理解电势能、电势、等势面的概念及意义。
2．掌握电势能与做功的关系，并能用此解决相关问题.教学方法与手段本节课突出类比法的思维特征和思维过程，适当强调类比过程中的求证环节。
错误!教学媒体：多媒体课件、挂图.知识准备：复习电场强度、电场线知识、重力做功及与重力势能的关系。
错误!导入新课[事件1］教学任务：创设情景，导入新课师生活动：[方法介绍］类比法是根据两个(两类）对象之间在某方面的相同或相似,而推出他们在其他方面也可能相同或相似的逻辑推理方法.具体说来，A事物具有属性a、b、c，又具有属性d。
如果B事物具有属性a、b、c，那么，B事物也可能具有属性d。
是否真是这样,需要得到实验的验证。
展示表格［引入新课］可见,静电场与重力场有某些特征是相似的.根据两者的相似性，我们是否可以大胆的推测静电场的其他性质？下面我们进一步讨论这一问题。
人教版物理选修3-1,1.4 电势能和电势(教案)6页
第1章第4节电势能和电势【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。
【教学过程】★重难点一、对电势能的理解★1．电场力做功的特点（1）匀强电场中电场力做功的计算：如图所示，在场强为E的匀强电场中，将正电荷q从A移到B，若AB ＝L，并且AB与电场线的夹角为θ.则电场力对电荷所做的功为W＝FL cosθ＝qEL cosθ.（2）电场力做功的特点静电场中，电场力做功只与移动电荷的电荷量以及起点和终点的位置有关，而与路径无关2．电势能的特点(1)电势能是由电场和电荷共同决定的，属于电荷和电场所共有的，我们习惯上说成电荷的电势能。
(2)电势能是标量，有正负但没有方向，其正负表示大小。
(3)电势能是相对的，其大小与选定的参考点有关。
确定电荷的电势能，首先应确定参考点，也就是零势能点的位置。
3．电势能增减的判断方法(1)做功判断法无论正、负电荷，只要电场力做正功，电荷的电势能一定减小；只要电场力做负功，电荷的电势能一定增大。
(2)电场线判断法正电荷顺着电场线的方向移动时，电势能逐渐减小；逆着电场线的方向移动时，电势能逐渐增大。
负电荷顺着电场线的方向移动时，电势能逐渐增大；逆着电场线的方向移动时，电势能逐渐减小。
4．电势能与重力势能的比较【特别提醒】电势能大小的判断(1)场源电荷判断法：离正场源电荷越近，正试探电荷的电势能越大，负试探电荷的电势能越小；离负场源电荷越近，正试探电荷的电势能越小，负试探电荷的电势能越大．(2)电场线法：正电荷顺着电场线的方向移动时电势能逐渐减小，逆着电场线的方向移动时电势能逐渐增大；负电荷顺着电场线的方向移动时电势能逐渐增大，逆着电场线的方向移动时电势能逐渐减小．(3)做功判断法：无论正、负电荷，电场力做正功，电荷的电势能减小；电场力做负功，电荷的电势能增大. 【典型例题】在图示的非匀强电场中，实线表示电场线；在只受电场力的作用下，电子从A点运动到B点；电子在A点的速度方向如图所示．比较电子在A、B两点的速度、加速度、电势能，其中正确的是（）A．v A＞v B、a A＜a B、E pA＞E pB B．v A＞v B、a A＞a B、E pA＜E pBC．v A＜v B、a A＜a B、E pA＜E pB D．v A＜v B、a A＞a B、E pA＞E pB【答案】D★重难点二、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，用φ表示． 2．定义式：φ＝E pq .3．对电势的理解(1)在国际单位制中，电势的单位是伏特(V)，1 V ＝1 J/C ．(2)电势是标量，只有大小，没有方向，但有正值和负值之分，是表示电场能量性质的一个物理量． (3)在利用φ＝E pq 计算电势时，E p 、q 可代入正、负号运算，计算结果的正、负号恰好反映了电势的高低．(4)电势的相对性①电势是相对的，只有先确定了电势零点以后，才能确定电场中其他位置的电势．电场中某点的电势跟电势零点的选择有关．②对不是无限大的带电体产生的电场，通常取无限远处的电势为零；在实际处理问题中，又常取大地电势为零．4．电势与电场线的关系：无论什么电场，沿电场线方向电势是逐渐降低的，且是电势降落最快的方向． 5．电势能与电势的区别与联系电势φ电势能E p物理 意义 反映电场的能的性质的物理量 反映电荷在电场中某点所具有的能量相关 因素电场中某一点的电势φ的大小，只跟电场本身有关，跟试探电荷q 无关电势能的大小是由点电荷q 和该点电势φ共同决定的大小电势沿电场线逐渐降低，规定零电势点后，某点的电势高于零，则为正值；某点的电势低于零，则为负值正点电荷(＋q )：电势能的正负跟电势的正负相同负点电荷(－q )：电势能的正负跟电势的正负相反 单位 伏特V焦耳J联系φ＝E pq或E p ＝qφ，二者均是标量5．电势能与电势的区别与联系【特别提醒】如何比较电场中两点电势的高低(1)根据电场力做功判断：①在两点间移动正电荷，如果电场力做正功，则电势降低，如果电场力做负功，则电势升高．②在两点间移动负电荷，如果电场力做正功，则电势升高；如果电场力做负功，则电势降低．(2)根据电场线确定：电场线的方向就是电势降低最快的方向．(3)根据电荷电势能的变化：①如果在两点间移动正电荷时，电势能增加，则电势升高；电势能减少，则电势降低．②如果在两点间移动负电荷时，电势能增加，则电势降低；电势能减少，则电势升高．【典型例题】如图所示，电场中有a 、b 两点，则下列说法中正确的是：（）A ．电势a b ϕϕ<，场强a b E E <B ．电势a b ϕϕ>，场强a b E E >C ．将电荷-q 从a 点移到b 点电场力做负功D ．将电荷-q 分别放在a 、b 两点时具有的电势能pa pbE E > 【答案】C★重难点三、等势面★ 1．等势面的特点(1)在等势面内任意两点间移动电荷，电场力不做功。
高中物理第一章第4节电势能和电势教案新人教版选修3_1
4．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。
新人教版高中物理选修3-1第一章第四节《电势能和电势》精品教案
新人教版高中物理选修3－1第一章第四节《电势能和电势》精品教案【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、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（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和电势的概念。
（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。
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（1）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。
（2）利用等势面图像的对称美，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。
（3）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。
【教学方法】类比探究、分析归纳、讨论分析、应用举例、多媒体课件【教学过程】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：如图所示从静电场中静电力做功使试探电荷获得动能入手，提出问题：是什么转化为试探电荷的动能？一、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（2）q沿折线从A到M、再从M到B（3）q沿任意曲线线A到B结果都一样即：W=qEL AM =qEL AB cos与重力做功类比，引出结论：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。
物理：1.4《电势能和电势》精品教案(新人教版选修3-1)
选修 3-1第一章1.4 电势能、电势一【教材剖析】本节内容为物理选修3－ 1 中第一章静电场中第四节的教课内容，它处在电场强度以后，位于电势差以前，起到承前启后的作用。
它是课程教课中利用物理思想方法许多的一堂课，特别是用类比的方法达到对新知识的研究，同时让学生就详细的物理知识迁移埋下思想铺垫。
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挪动电荷的路径没关。
从而指出这个结论对非匀强电场也是合用的，并与重力势能类比，说明电荷在电场中也是拥有电势能。
电场力做功的过程就是电势能的变化量，而不可以决定电荷在电场中某点的电势能的数值，所以有必需规定电势能零点。
对学生能力的提升和对知识的迁徙、灵巧运用赐予了思想上的指导作用。
二【教课目的】1．知识与技术·理解静电力做功的特色、电势能的看法、电势能与电场力做功的关系。
·理解电势的看法，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。
·认识电势与电场线的关系，认识等势面的意义及与电场线的关系。
2．过程与方法·经过与前方知识的联合，理解电势能与静电力做的功的关系，从而更好的认识电势能和电势的看法。
·培育对知识的类比能力，以及对问题的剖析、推理能力。
·经过学生的理论研究，培育学生剖析问题、解决问题的能力。
培育学生利用物理语言剖析、思虑、描述看法和规律的能力。
3．感情、态度与价值观·试试运用物理原理和研究方法解决一些与生产、生活有关的实质问题，增强科学探究的价值观。
利用知识类比和迁徙激发学生学习兴趣，培育学生灵巧运用知识和对科学的求知欲。
·利用等势面图象的对称美，形态美以获取美的享受、美的欢乐，自己绘图，在学习知识的同时提升对美的感觉力和鉴识力。
·在研究问题时，要培育突出主要矛盾，忽视次要要素的思想方法。
三【教课要点和难点】1．要点·理解掌握电势能、电势、等势面的看法及意义。
高中物理《1.4 电势能和电势》教案 新人教版选修3-1
高中物理选修3-1《1.3 电场强度》教案教学三维目标（一）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。
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。
（二）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。
（三）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。
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。
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Bq 沿折线从A 到M 、再从M 到Bq 沿任意曲线线A 到B结果都一样即：W=qEL AM =qEL AB cos【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 AB -=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。
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新人教版高中物理选修3－1第一章第四节《电势能和电势》精品教案【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、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（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和电势的概念。
（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。
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（1）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。
（2）利用等势面图像的对称美，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。
（3）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。
【教学方法】类比探究、分析归纳、讨论分析、应用举例、多媒体课件【教学过程】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：如图所示从静电场中静电力做功使试探电荷获得动能入手，提出问题：是什么转化为试探电荷的动能？一、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（2）q沿折线从A到M、再从M到B（3）q沿任意曲线线A到B结果都一样即：W=qEL AM =qEL AB cos与重力做功类比，引出结论：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。
拓展：该特点对于非匀强电场中也是成立的。
二、电势能寻找类比点：力做功只与物体位置有关，而与运动路径无关的事例在物理中有哪些呢？属于什么能？（移动物体时重力做的功与路径无关同一物体在地面附近的同一位置才具有确定的重力势能。
）思考：静电力做功也与路径无关，是否隶属势能？我们可以给它一个物理名称吗？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，这种势能我们叫做电势能。
电势能用E p表示。
【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？2．讨论：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。
静电力做的功等于电势能的变化。
功是能量变化的量度。
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。
W AB＝－（E pB－E pA）＝E pA－E P【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W AB>0，则E pA>E pB，电势能减少。
（1）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做正功，即有W AB<0，则E pA>E pB，电势能增加。
（2）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问题讨论：在上面讨论的问题中，请分析求出A点的电势能为多少？学生思考后无法直接求出，不妨就此激励学生，并提出类比方法。
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。
则 E pA＝W AB（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。
通过对不同内容的拓展，引导学生能通过自己对不同事例的分析，知道对问题考虑的全面性有所了解，同时能正确认识到在分析问题时还应该思考问题的不同侧面，达到对问题的全面解决。
提高思维的深度和发散能力，达到对物理学习全面化的探究要求。
当堂练习：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（1）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？（2）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？（3）如果规定B点的电势能为零，则该电荷在A点和C点的电势能分别为多少？2、一个电荷只在电场力作用下从电场中的A点移到B点时，电场力做了5×10－6J的功，那么( )A．电荷在B处时将具有5×10－6J 的电势能B．电荷在B处将具有5×10－6J 的动能C．电荷的电势能减少了5×10－6JD．电荷的动能增加了5×10－6J3、如图1所示，a、b为某电场线上的两点，那么以下的结论正确的是（）A．把正电荷从a移到b，电场力做正功，电荷的电势能减少B．把正电荷从a移到b，电场力做负功，电荷的电势能增加C．把负电荷从a移到b，电场力做正功，电荷的电势能增加D．从a到b电势逐渐降低三、电势：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P20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：qEp（与试探电荷无关）（3）单位：伏特（V）（4）电势与电场线的关系：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E p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？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。
寻找等势面：找正点电荷和带电平行金属板中的等势面。
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。
W AB＝E pA－E Pb＝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。
当堂练习：4、有关电场中某点的电势，下列说法中正确的是（）A、由放在该点的电荷所具有的电势能的多少决定B、由放在该点的电荷的电量多少来决定C、与放在该点的电荷的正负有关D、是电场本身的属性，与放入该点的电荷情况无关5、关于等势面正确的说法是（）A．电荷在等势面上移动时不受电场力作用，所以不做功B．等势面上各点的场强大小相等C．等势面一定跟电场线垂直D．两等势面不能相交6、一个点电荷，从静电场中的a点移至b点，其电势能的变化为零，则（）A．a、b两点的场强一定相等B．该电荷一定沿等势面移动C．作用于该点电荷的电场力与其移动方向总是垂直的D．a、b两点的电势相等7、在匀强电场中有a、b、c三点，位置关系如图所示，其中ab=√3 cm，bc=1cm已知电场线与abc三点所在的平面平行,若将电量为-2×10－８C的点电荷从 a 移到b，电场力不做功，而把该电荷从a移到c，电场力做功为 1.8×10－７J(1)画出通过a、b、c(2)求该匀强电场的电场强度布置作业：P221、2、3、7。