10.1 《电势能和电势》 教学设计（表格式）

教学设计
课题 电势能和电势
课型 新授课 章/单元复习课□ 专题复习课□ 实验探究课□ 习题/试卷讲评课□ 课题研究课□ 学科实践活动课□ 其他□
教学内容分析
本节课所采用的教材是人教版高中物理必修3第10章第一节的内容，在上一章我们研究电场强度时，我们是从力的角度出发研究电场性质的，本节我们再从能量的角度来研究电场的其它性质电势能和电势。 课程标准要求为：“知道静电场中的电荷具有电势能。了解电势能、电势和电势差的含义。”《普通高中物理课程标准(2017年版)解读》对课程的标准的解读为：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，知道电场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变化的关系来计算电荷在电场中的电视呢个，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，知道用比值定义法定义表示电场另一方面的性质——能的性质——电势，体会类比方法也是科学研究的一种重要方法。 从教科书整体设计角度分析，功和能的关系问题在《物理必修2)中有过充分的讨论，在此， 教科书分析了静电力做的功之后很自然地就会得到电势能的概念，随后，由于电势能的大小与检验电荷的电荷量成正比，又得到了电势的概念。 电势能、电势的概念非常抽象，理解难度大，是本章的重点，也是学生的难点。本节处在电场强度之后，并且学好本节内容为以后的电势差、电功、电动势、磁场中的能量转化奠定一定的基础；同时，本节内容也是对功能关系的补充和完善。因此本节内容具有承上启下，补充完善的地位。
学情分析
通过对前面内容的学习,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,但对中学生来说，建立电势能和电势的概念是个比较困难的过程。对此，教师应有充分的思想准备，教科书以静电力对试探电荷做功为切人点，首先引导学生认识静电力做功与路径无关:接着将其同重力对物体做功与路径无关进行类比建立了电势能的概念，并且与重力对物体做功引起重力势能的变化再次类比，得出静电力做的功等于电势能的减少量，又一次与重力势能进行类比得知电势能具有相对性。学生的逻辑思维能力相较于高一有较大提高，能理解用类比方法研究电势能。
学习目标
物理观念：树立能量观念，理解电势能的概念，知道静电力做功与路径无关；理解静电力做功与电势能变化的关系，运用能量的观点去分析问题。 科学思维：在探究静电力做功的特点过程中再次领悟微元分割法的精妙之处，理解静电力做功的特点。 科学探究：通过与重力势能类比的方法对电势能进行研究，推导出电势能与静电力做功的关系。 科学态度与责任：渗透在探究过程中体验解决问题的成功喜悦，发挥学生空间想象能力，激发学生探索自然规律的兴趣。
学习重点难点
教学重点：树立能量观念，通过与重力势能类比的方法对电势能进行研究，推导出电势能与静电力做功的关系 教学难点：运用能量的观点去分析问题
教学辅助支持
多媒体设备
教学活动设计
过程学习内容与教师活动学生活动设计意图环节一 导入新课 思考讨论：一个正电荷在电场中只受到静电力 F的作用，它在电场中由 A 点运动到 B 点时，静电力做正功还是负功？动能增加还是减少？ 因为静电力的方向与位移的方向相同所以静电力做正功 WAB 。 由动能定理可知，该电荷的动能增加了 WAB 。 思考2：物体动能加了，意味着有另外一种形式的能量减少了。这是一种什么形式的能量转化为动能？ 这就是我们今天所要学的电势能转化为动能。 在上一章我们研究电场强度时，我们是从力的角度出发研究电场性质的，本节我们再从能量的角度来研究电场的其它性质电势能和电势。 学生思考讨论并回答 物理观念：树立能量观念，理解电势能的概念 科学态度与责任：发挥学生空间想象能力，激发学生探索自然规律的兴趣。环节二 静电力做功的特点1.重力和静电力的对比 甲 乙 （1）重力的大小和方向 如图甲所示，一个质量为m的物体不管它怎样运动，在地面某位置所受的重力大小都等于mg，方向竖直向下。 （2）静电力的大小和方向 如图乙所示，一个带正电的电荷量为q的试探电荷在匀强电场中某位置，不管它怎样运动，其所受静电力的大小都等于qE，方向跟电场强度E的方向相同。思考讨论：重力做功具有跟路径无关的特点，静电力做功是否也具有这一特点？科学探究：通过与重力做功具有跟路径无关的特点，类比的方法研究，静电力做功的特点。 将正的检验电荷q从A沿直线移至B，求电场力的功沿直线A-B： WAB ＝Fcosθ|AB| ＝qEcosθ|AB| ＝qE|AM| 科学态度与责任：渗透在探究过程中体验解决问题的成功喜悦，发挥学生空间想象能力，激发学生探索自然规律的兴趣。。将正的检验电荷q从A沿折线移至B，求电场力的功 ②沿折线A-M-B： 对AM：W1 = qE ·|AM| 对MB：W2 = 0 在整个移动过程WAMB = W1 + W2 = q E·|AM|将正的检验电荷q从A沿曲线移至B，求电场力的功 把曲线分成无数小段，每一小段中，设想 q 都从起点先沿电场方向、再沿垂直电场方向到达终点。各小段沿垂直电场方向运动时，静电力是不做功的，各小段沿电场方向移动的位移之和等于| AM| q 沿任意曲线从 A 点移动到 B 点静电力所做的功也是W＝qE|AM|科学思维：在探究静电力做功的特点过程中再次领悟微元分割法的精妙之处，理解静电力做的的特点。 物理观念：知道静电力做功与路径无关；环节三 电势能对比静电力做功与重力做功的特点,它们有什么相同之处 重力做功引起重力势能的变化，静电力做功引起什么能的变化 功和能量的变化密切相关。静电力做功具有跟重力做功一样的特点，重力做功等于重力势能的减少量。同理，静电力做功也应该等于电荷在电场中具有的势能的减少量。 电势能：我们称电荷在电场中具有的势能叫电势能，用Ep 表示。 科学探究：通过与重力势能类比的方法对电势能进行研究，推导出电势能与静电力做功的关系。 运用能量的观点去分析问题重力做功与重力势能变化的关系是什么由此猜测静电力做功与电势能变化的关系什么 电场力做正功，电势能减少；静电力做负功，电势能增加。 【例1】环节四 电势如图，电场强度为E，取B点为零势能点，A点距B点的距离为L，AB连线与电场强度方向的夹为θ。 1、电荷量为+q的试探电荷在A点的电势能为多少 由题意知EPB =0则静电力做的功： 2、电荷量为+nq的试探电荷在A点的电势能为多少 由1、2能发现什么 在电场中同一位置，电荷q具有的电势能EpA与q成正比。 即电势能跟电荷量的比值：课堂小结
板书设计
第十章第一节电势能与电势 静电力做功 特点：与电荷的起始位置和终止位置有关，与路径无关。 电势能 （1）定义：电荷在电场中具有的势能叫电势能，用符号EP表示。 （2）电场力做功和电势能的关系 1、当WAB>0，则EpA>EpB,表明电场力做正功，电势能减小； 2、当WAB<0，则EpA教学反思与改进
学生对静电力做功特点的理解不够，进而在理解电势能的变化时出现问题，应在讲解时再多举一些实例，有助于理解。