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

鲁科版高二物理选修3-1_《电场力做功与电势能》名师教案.pdf

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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。

2/5

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

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