电势能和电势
图片预览
文档简介
本资料来自于资源最齐全的２１世纪教育网www.21cnjy.com
《电势能和电势》的教学设计
一、基本说明
1．教学内容所属模块：高中 选修3-1
2．年级： 高二年级
3．所用教材出版单位：人民教育出版社
4．所属的章节： 第一章 静电场 第四节
5．学时数： 2*45分钟
二、教学设计
1、教学目标
知识与技能：
（1）推导并掌握静电力做功的特点
（2）掌握电势能的概念、掌握静电力做功与电势能的变化关系
（3）领会电势的概念、掌握等势面的概念、了解常见电场的等势面、知道电场线和等势面的关系
过程与方法：
（1）推导静电力做功的特点的过程中领会“微分法、化曲为直”的思想
（2）电势能的概念获得及静电力做功与电势能的变化关系的研究过程中感受学习类比研究的方法
（3）电势的概念获得的过程中进一步学习比值法定义物理量的方法
情感、态度和价值观：
更多的让学生动手研究问题，激发学生学习兴趣，在类比法、微分法的学习过程中感受自然的“美”，培养学生探索自然的兴趣
2、内容分析
本节教材内容较多，概念之间的联系复杂，知识抽象，可直接感受性差，知识主体不断变化，学生很难把握知识之间的联系。教学课时安排两课时。第一课时：静电力做功的特点和电势能；第二课时：电势和等势面。教学过程中强调学生自主探讨的同时适当增加一定量的习题，让学生能够对概念理解得更加清晰。
3、学情分析
学生前面完成了重力和重力势能的学习、较为熟练的掌握了功是能量的转化的量度、建立了电场强度、电场线的概念，从学习方法上看本节知识的学习有很强的类比性，这也是学生学习本节知识很好的基础，但是本节知识概念之间联系复杂、内容抽象，而且前面所学知识也是高中物理中的难点章节，学生掌握并不理想，因此在教学过程中必须不断的回顾和拓展，并辅以具体的问题以帮助学生加深对知识的认识，培养学生综合能力，提高学生的学习热情。
4、设计思路
学生有一定的知识基础，可以通过类比、转换、方法迁移等手段更多的进行自主探究达到掌握知识，达到基本要求，适当的辅以具体问题达到知识延展和清晰的理解。学习过程中学生通过运用不同的方法感受到物理知识之间的和谐、体验成功的愉悦。
三、教学过程描述
教学环节及时间 教师活动 学生活动 对学生学习过程的观察和考查，以及及设计意图
第一课时
导入新课（5分钟） 1．实验演示：带电小球在电场力作用下加速2．媒体情景展示分析：一个试探电荷在匀强电场中某点只受电场力作用由静止释放,将如何运动 3．提出问题： 电场力做功 动能 观察、思考、分析问题提出猜想：带电物体在电场中具有与电场对应的能量？ 给学生留下深刻的印象，学会理性分析问题、思考问题。
具体情景下探究静电力做功的特点（8分钟） 实例1：匀强电场中把正电荷沿甲、乙、丙三条不同路径从A点移到B,分别求静电力做功为多少？ 具体分析演算，得到猜想结论：静电力做功与路径无关。 培养学生逻辑推理能力、进一步感受微分法的应用，培养学生严谨的科学态度。
类比分析提出电势能的概念（4分钟） 回顾重力做功的特点，感受过程中的能量转化关系。类比思考，带电体在电场中运动过程中能量的转化关系，确认一种与电有关的势能的存在。 学生回顾重力做功的特点、势能的概念，比较提出电势能的概念。 知识的迁移能力，学习类比处理物体问题的方法。
功能分析找到静电力做功和电势能的变化关系（6分钟） 回顾重力做功和重力势能的变化关系，思考静电力做功和电势能的变化关系。回到实例1中，学生用能量转化的观点分析从A到B过程中带电体能量的变化关系。 类比思考后，学生通过自己的分析得出结论：WAB=EPA-EPB 类比分析逻辑推理能力的培养
电势能大小的确定(4分钟) 根据WAB=EPA-EPB，若规定EPB=0，则EPA=WAB。电荷在某点的电势能，等于把它从该点移到零势能位置时静电力所做的功。问题：若把电荷从零势能处移到电场中A点静电力做功为4J，则EPA= 阅读教材：思考零势能位置如何规定的 学生跟着老师分析问题，确定电势能的大小。独立分析问题，进一步巩固静电力做功的特点及电势能大小的规定。阅读教材，确定”规定”的含义。 学生能否迅速的接受知识，处理问题。
具体问题探讨总结归纳电势能的性质（15分钟） 习题探讨：1．电势能有正负吗 正负表示什么意义 2．正、负电荷放在电场中电势能有什么区别 电荷的电势能跟电性有关吗 3．电荷沿电场线移动，电势能如何变化？ 学生通过小练习,思考问题，进一步认识电势能，熟悉电场力做功与电势能的关系。 巩固所学知识，培养学生分析问题的能力。
本节课内容小结（3分钟） 知识小结:1．静电力做功的特点：2．电势能的概念3．电场力做功与电势能的变化4．电势能的大小如何确定5．电势能的有关性质 学生一起回顾本节课所学内容 形成知识框架
第二课时
仿照电场强度概念的提出方式用比值法得到电势的概念（8分钟） 情境：如图，在匀强电场中，规定O点的电势能为零，A为电场中任意一点，把正电荷q从A点移到O点。问题：（1）电场力做功多少？电荷q在A点具有的电势能为多少？（2）如果电荷电量分别变为2q、3q、4q等等，则电荷在A点的电势能变为多少？（3）通过计算分析结论，能否确定不变量的存在？ 学生计算分析，结合教材一起得到结论：(1)跟所放入的电荷电量无关。（2）是一个描述了电场的某种性质（3）电势的定义 进一步熟悉比值法定义物理量的过程
计算熟练电势的概念分析说明电势的有关性质（6分钟） 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点的电势为零，则该电荷在A点和C点的电势能分别为多少？ （1）学生练习，熟悉电势的概念（2）阅读教材了解归纳有关电势的性质 熟悉概念，自主学习与归纳
类比法提出等势面的概念（6分钟） （1）“电势”和“地势”文字的感受，指出电势描述电场中的位置高低差别（2）“等高线”的说法，提出等势面的概念 学生思考感受问题 类比法学习，变抽象为具体的可感受性
等势面和电场线的关系分析（6分钟） 问题：等势面具有什么性质？如何在电场中确定等势面？在同一个等势面上，任何两点间的电势都相等，所以在同一等势面上移动电荷静电力不做功。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。 学生根据等势面的概念、阅读教材思考分析问题，得出结论 自主学习与归纳
根据电场线画出常见电场的等势面（12分钟） （1）学生根据电场线和等势面的关系，熟悉教材P19图示的等势面，画出P13正、负点电荷和等量的异种、同种电荷的等势面。（2）结合图形分析，等势面的分布特点，电势的变化 学生熟悉等势面，具体感受等势面描述电场，通过自己画图进一步领会等势面和电场线的关系 培养学生综合应用能力
本节内容小结（7分钟） （1）静电力做功的特点（2）电势能的概念与计算（3）静电力做功和电势能的变化关系（4）电势的概念与计算（5）等势面的概念（6）等势面和电场线的关系（7）常见电场等势面 与学生一起回顾、归纳本节知识要点 形成知识框架
四、教学反思
1．本节教学中应注意到，所讲知识比较抽象，学生欠缺生活感受，类比教学让学生能够比较清晰地感受知识；
2．本节知识概念之间联系复杂，内容多而且较繁，涉及学生在必修中难以掌握的能量关系，是高中物理中最复杂的一节知识，教学过程中不宜求快，故设计课时为两课时，在教学过程中适当的增加课堂练习，让学生更好的感受新知；
3．教学准备阶段，注意根据需要找好相应的课堂训练题，以达到训练效果。
21世纪教育网 -- 中国最大型、最专业的中小学教育资源门户网站。 版权所有@21世纪教育网
《电势能和电势》的教学设计
一、基本说明
1．教学内容所属模块：高中 选修3-1
2．年级： 高二年级
3．所用教材出版单位：人民教育出版社
4．所属的章节： 第一章 静电场 第四节
5．学时数： 2*45分钟
二、教学设计
1、教学目标
知识与技能：
（1）推导并掌握静电力做功的特点
（2）掌握电势能的概念、掌握静电力做功与电势能的变化关系
（3）领会电势的概念、掌握等势面的概念、了解常见电场的等势面、知道电场线和等势面的关系
过程与方法：
（1）推导静电力做功的特点的过程中领会“微分法、化曲为直”的思想
（2）电势能的概念获得及静电力做功与电势能的变化关系的研究过程中感受学习类比研究的方法
（3）电势的概念获得的过程中进一步学习比值法定义物理量的方法
情感、态度和价值观：
更多的让学生动手研究问题，激发学生学习兴趣，在类比法、微分法的学习过程中感受自然的“美”，培养学生探索自然的兴趣
2、内容分析
本节教材内容较多，概念之间的联系复杂，知识抽象，可直接感受性差，知识主体不断变化，学生很难把握知识之间的联系。教学课时安排两课时。第一课时：静电力做功的特点和电势能；第二课时：电势和等势面。教学过程中强调学生自主探讨的同时适当增加一定量的习题，让学生能够对概念理解得更加清晰。
3、学情分析
学生前面完成了重力和重力势能的学习、较为熟练的掌握了功是能量的转化的量度、建立了电场强度、电场线的概念，从学习方法上看本节知识的学习有很强的类比性，这也是学生学习本节知识很好的基础，但是本节知识概念之间联系复杂、内容抽象，而且前面所学知识也是高中物理中的难点章节，学生掌握并不理想，因此在教学过程中必须不断的回顾和拓展，并辅以具体的问题以帮助学生加深对知识的认识，培养学生综合能力，提高学生的学习热情。
4、设计思路
学生有一定的知识基础，可以通过类比、转换、方法迁移等手段更多的进行自主探究达到掌握知识，达到基本要求，适当的辅以具体问题达到知识延展和清晰的理解。学习过程中学生通过运用不同的方法感受到物理知识之间的和谐、体验成功的愉悦。
三、教学过程描述
教学环节及时间 教师活动 学生活动 对学生学习过程的观察和考查，以及及设计意图
第一课时
导入新课（5分钟） 1．实验演示：带电小球在电场力作用下加速2．媒体情景展示分析：一个试探电荷在匀强电场中某点只受电场力作用由静止释放,将如何运动 3．提出问题： 电场力做功 动能 观察、思考、分析问题提出猜想：带电物体在电场中具有与电场对应的能量？ 给学生留下深刻的印象，学会理性分析问题、思考问题。
具体情景下探究静电力做功的特点（8分钟） 实例1：匀强电场中把正电荷沿甲、乙、丙三条不同路径从A点移到B,分别求静电力做功为多少？ 具体分析演算，得到猜想结论：静电力做功与路径无关。 培养学生逻辑推理能力、进一步感受微分法的应用，培养学生严谨的科学态度。
类比分析提出电势能的概念（4分钟） 回顾重力做功的特点，感受过程中的能量转化关系。类比思考，带电体在电场中运动过程中能量的转化关系，确认一种与电有关的势能的存在。 学生回顾重力做功的特点、势能的概念，比较提出电势能的概念。 知识的迁移能力，学习类比处理物体问题的方法。
功能分析找到静电力做功和电势能的变化关系（6分钟） 回顾重力做功和重力势能的变化关系，思考静电力做功和电势能的变化关系。回到实例1中，学生用能量转化的观点分析从A到B过程中带电体能量的变化关系。 类比思考后，学生通过自己的分析得出结论：WAB=EPA-EPB 类比分析逻辑推理能力的培养
电势能大小的确定(4分钟) 根据WAB=EPA-EPB，若规定EPB=0，则EPA=WAB。电荷在某点的电势能，等于把它从该点移到零势能位置时静电力所做的功。问题：若把电荷从零势能处移到电场中A点静电力做功为4J，则EPA= 阅读教材：思考零势能位置如何规定的 学生跟着老师分析问题，确定电势能的大小。独立分析问题，进一步巩固静电力做功的特点及电势能大小的规定。阅读教材，确定”规定”的含义。 学生能否迅速的接受知识，处理问题。
具体问题探讨总结归纳电势能的性质（15分钟） 习题探讨：1．电势能有正负吗 正负表示什么意义 2．正、负电荷放在电场中电势能有什么区别 电荷的电势能跟电性有关吗 3．电荷沿电场线移动，电势能如何变化？ 学生通过小练习,思考问题，进一步认识电势能，熟悉电场力做功与电势能的关系。 巩固所学知识，培养学生分析问题的能力。
本节课内容小结（3分钟） 知识小结:1．静电力做功的特点：2．电势能的概念3．电场力做功与电势能的变化4．电势能的大小如何确定5．电势能的有关性质 学生一起回顾本节课所学内容 形成知识框架
第二课时
仿照电场强度概念的提出方式用比值法得到电势的概念（8分钟） 情境：如图，在匀强电场中，规定O点的电势能为零，A为电场中任意一点，把正电荷q从A点移到O点。问题：（1）电场力做功多少？电荷q在A点具有的电势能为多少？（2）如果电荷电量分别变为2q、3q、4q等等，则电荷在A点的电势能变为多少？（3）通过计算分析结论，能否确定不变量的存在？ 学生计算分析，结合教材一起得到结论：(1)跟所放入的电荷电量无关。（2）是一个描述了电场的某种性质（3）电势的定义 进一步熟悉比值法定义物理量的过程
计算熟练电势的概念分析说明电势的有关性质（6分钟） 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点的电势为零，则该电荷在A点和C点的电势能分别为多少？ （1）学生练习，熟悉电势的概念（2）阅读教材了解归纳有关电势的性质 熟悉概念，自主学习与归纳
类比法提出等势面的概念（6分钟） （1）“电势”和“地势”文字的感受，指出电势描述电场中的位置高低差别（2）“等高线”的说法，提出等势面的概念 学生思考感受问题 类比法学习，变抽象为具体的可感受性
等势面和电场线的关系分析（6分钟） 问题：等势面具有什么性质？如何在电场中确定等势面？在同一个等势面上，任何两点间的电势都相等，所以在同一等势面上移动电荷静电力不做功。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。 学生根据等势面的概念、阅读教材思考分析问题，得出结论 自主学习与归纳
根据电场线画出常见电场的等势面（12分钟） （1）学生根据电场线和等势面的关系，熟悉教材P19图示的等势面，画出P13正、负点电荷和等量的异种、同种电荷的等势面。（2）结合图形分析，等势面的分布特点，电势的变化 学生熟悉等势面，具体感受等势面描述电场，通过自己画图进一步领会等势面和电场线的关系 培养学生综合应用能力
本节内容小结（7分钟） （1）静电力做功的特点（2）电势能的概念与计算（3）静电力做功和电势能的变化关系（4）电势的概念与计算（5）等势面的概念（6）等势面和电场线的关系（7）常见电场等势面 与学生一起回顾、归纳本节知识要点 形成知识框架
四、教学反思
1．本节教学中应注意到，所讲知识比较抽象，学生欠缺生活感受，类比教学让学生能够比较清晰地感受知识；
2．本节知识概念之间联系复杂，内容多而且较繁，涉及学生在必修中难以掌握的能量关系，是高中物理中最复杂的一节知识，教学过程中不宜求快，故设计课时为两课时，在教学过程中适当的增加课堂练习，让学生更好的感受新知；
3．教学准备阶段，注意根据需要找好相应的课堂训练题，以达到训练效果。
21世纪教育网 -- 中国最大型、最专业的中小学教育资源门户网站。 版权所有@21世纪教育网