鲁科版高二物理选修3-1_《电场力做功与电势能》名师教案.pdfVIP

电场力做功与电势能

【教学目标】

一、知识与技能

1、知道电场力做功的特点和电势能的概念；

2、理解电场力做功与电势能变化的关系

二、过程与方法

通过重力场与电场的类比，引入电势能，得出电场力做功与电势能变化的关系，

让学生了解类比方法在物理学研究中的应用。

三、情感态度与价值观

利用知识类比和迁移激发学生的学习兴趣，培养学生灵活应用知识和对科学的求

知欲。

【教学重点和难点】

1、重点：掌握电势能与电场力做功的关系，并能用此解决相关问题。

2、难点：理解掌握电势能的概念及意义。

【学情分析】

1、对学生原有认知结构的分析：学生在必修课中已比较熟练地掌握了受力分析、

功的计算、重力做功的特点，重力势能等知识。在第1章的前几节刚学过电场力、

电场强度等知识，已具备学习本节内容的能力。

2、学生可能存在的问题：电势能较为抽象，学生不容易理解；学生对利用力学

知识处理电学问题不适应；学生不容易把重力做功的特点的知识迁移到电场力做

功中。

3、学法指导：根据学生已有的知识基础和学生的实际接受能力及心理特点，本

节课采用以下几种方法进行指导：

①给予学生思考的时间和机会，让学生参与解决问题，培养自主学习能力；

②让学生进行分组讨论，共同解决问题，培养学生团结协作的精神；

③让学生用已有的知识演绎推理，归纳总结出新的规律，提高学生的划规意识（由

力学到电学）实现知识的正迁移。

【教学课时】

1课时

1/5

【教学方法】

理论、类比探究、分析归纳、讨论分析、应用举例

【教学过程】

复习前面相关知识。

1．电场力，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：功是能量转化的量度！

1、功的计算：W=FScosθ

2、重力做功的特点：

(1)与路径无关，由初末位置的高度差来决定。

(2)重力做功WG与重力势能变化的关系

重力做正功，重力势能减少

重力做负功，重力势能增加

W=E-E

重P1P2

(3)重力势能是相对的，须选定零势能参考面

引入新课：

如图所示，在场强为E的匀强电场中放进一个静止的电荷，该电荷会如何运动？

生：匀加速运动

既然做匀加速运动，那么该电荷的动能就会增加，为什么动能会增加？

生：电场力做正功在上图中，假设电荷从A运动到B，AB=d，电荷量为+q，求

这过程中电场力做的功，因为W=Fd所以W=qEd。

一、电场力做功的特点

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，

我们来计算这几种情况下电场力对电荷所做的功。

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其中F＝qE|AM|

分析三种情况下做功的数据结果，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。从中发现问题和知识

结论。

结论：电场力做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。

板书：1、在匀强电场中，电场力做功值W=qEd，其中d为头尾两点沿电

场力方向的位移。

板书：2、电场力做功只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。

二、电势能

我们知道，功是能量转化的量度，一个力做功必定带来相应的能量转化。因

此电场力做功，肯定也有能量发生转化。那是什么能发生了变化呢?——在刚才

的电荷运动中，正电荷的动能增加了，是什么能转化过来的呢?

物体在重力场中具有重力势能，同样的电荷在电场中也具有势能，这种势能

叫做电势能。电场力做功使得电势能与其他形式的能之间发生了转化。

重力如果做正功，重力势能减少；重力如果做负功，重力势能增加。同样的，

如果电场力做正功，电势能减少；电场力做负功，电势能增加。

板书：3、电场力做功量度电势能的减少量。W=E-E（该公式含正负

ABPAPB

号）

电场力做功只能决定电势能的变化量，而不能决定电荷在电场中某点的电势

能的数值