高中物理人教版必修第三册：电势能和电势（教学设计）必修第三册.docx

教学设计

课程基本信息

学科

物理

年级

高二

学期

秋季

课题

电势能和电势

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。

3．理解电势能的变化与静电力做功的关系。

4．知道电势能的定义。知道常见的电势能零点的规定方法。

5．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，会并判断电场中两点电势的高低。

教学重难点

教学重点：

1．电势能概念的建立。

2．电势能的变化与静电力做功的关系。

3．电势概念的建立

教学难点：

1．根据静电力做功的特点引入电势能的概念。

2．比值法定义电势，理解电势是电场本身的性质。

教学过程

教学环节

教师活动

学生活动

设计意图

第一课时知识回顾

1、物体做自由落体运动时速度为什么会改变，做平抛运动时呢？

2、物体动能改变的原因？动能是由什么能转化而来？

3、重力做功的特点？

4、带电体在静电场中受力的方向怎么判断？大小如何计算？

学生积极思考

已有知识是学习本节知识的基础，简要复习，易于接下来的教学活动

问题提出

思考讨论书本26页问题。哪种能量减少导致电荷功能增加？

什么是能量变化的量度？

学生思考

创设情境，引出研究的问题。培养学生多角度思考问题的能力，培养其思考解决问题的方向。

规律探究（电场力做功特点）

1.获取研究思路

这种能量肯定是因为电场的存在而具有的，能量的变化与静电力做功密切相关。所以下面我们可以通过研究静电力做功来研究电场中的能量。从功入手研究能量是我们一贯的思路。

我们曾经学过两类力，它们做功的特点不同。一类力做功与路径无关，学过那哪个力是这样的？重力。一类力做功与路径有关，哪个力是这样的特点？滑动摩擦力。这两类力做功的特点是不同的，所对应的研究方法也不同。所以下面我们来计算静电力所做的功，看看与电荷运动的路径有没有关系？

2.证明匀强电场中静电力做功跟路径无关

做一做：在电场强度为E的匀强电场中任取A、B两点，AB的连线长度为l，与电场强度的方向夹角为θ。把带正电的试探电荷从A点移动到B点，若试探电荷的电荷量为q，计算下面三种情况下静电力对电荷所做的功：

（1）把q沿直线AB从A点移动到B点；

（2）把q沿折线AMB从A点移动到B点；

（3）使q沿任意曲线ANB从A点移动到B点。

分析：通过前两个问题的计算，初步得出结论——沿不同的路径把q从A点移动到B点，静电力做功相同。利用“微元法”的思想，计算第三个问题，得出与前两问相同的结果。

结论：在匀强电场中，不论q经由什么路径从A点移动B点，静电力所做的功都是一样的。因此，在匀强电场中移动电荷时，静电力所做的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。

3.推广到一般的电场

“静电力所做的功与电荷经过的路径无关。”这个结论虽然是从匀强电场得出的，但可以证明对于其他静电场同样适用。因为证明超出了高中物理的要求，不做详细推导。

经过科学论证，形成猜想

按照要求，计算具体情境下电场力做功的大小。并讨论分析，得出结论。

学生思考。

对问题的推理形成猜想，提高科学探究能力。

设计合理科学探究思路---类比，得到解决问题的方向

具体情境下，结合学生已有知识结构，通过学生自主推导，提升学生获取和处理信息的能力，逻辑思维能力。

体会微元法的应用，提高数学推理能力，

提升学生对结果进行交流总结能力。

从特殊到一般，体现科学思维中的归纳提升能力

电势能概念建立

1.之前我们学过哪个力做功与路径无关？

重力做功同样与物体运动的路径无关，只跟物体下落的高度有关。

重力做功什么能发生了变化？

重力做功时，物体的重力势能会发生变化。

类比重力势能，提出电势能的概念，得出“静电力做功等于电势能的减少量”。

（1）电场力做功，是不是也有某个能量发生变化了？

电场中也存在这种由位置决定的能量，我们把这种能量叫做“电势能”。

电场力做功和电势能变化关系是怎样的？

类比重力做功，我们可以推测静电力所做的功等于电势能的减少量。这一结论我们通过能量关系能否验证？根据动能定理，静电力所做的功等于动能的增加量；根据能量守恒定律，动能增加量等于电势能的减少量，所以静电力所做的功等于电势能的减少量。

静电力做功与电势能的关系式

静电力做功和电势能关系用式子如何表达？

如果用WAB表示电荷由A点运动到B点静电力所做的功，EpA和EpB分别表示电荷在A点和B点的电势能，它们之间的关系式为：

WAB＝EpA－EpB

当WAB为正值时，EpAEpB，表明静电力做正功，电势能减少。当WAB为负值时，EpAEpB，表明静电力做负功，电势能增加。

电势能的大小

如何确定电场中某点的电势能？

需要确定