統編人教高中物理必修第三冊1 電勢能和電勢優質課公開課教案

電勢能和電勢

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【教學目標】

一、知識與技能

1．理解靜電力做功與路徑無關、電勢能的概念。

2．理解電勢的概念，知道電勢是描述電場能的性質的物理量。

3．明確電勢能、電勢、靜電力的功與電勢能的關係。

二、過程與方法https://www.renjiaoshe.com/jiaocai/2060.html

1．通過對知識的類比能力，培養學生對現象的歸納能力，對問題的分析、推理能力。

2．通過學生的理論探究，培養學生分析問題、解決問題的能力。培養學生利用物理語言分析、思考、描述概念和規律的能力。

三、情感、態度與價值觀

1．利用知識類比和遷移激發學生學習興趣，培養學生靈活運用知識和對科學的求知慾。

2．利用等勢面圖像的對稱性，形態美以獲得美的享受、美的愉悅，自己畫圖，在學習知識的同時提高對美的感受力和鑑別力。

3．在研究問題時，要培養突出主要矛盾，忽略次要因素的思維方法。

【教學重點】

理解掌握電勢能、電勢的概念及意義。

【教學難點】

握電勢能與做功的關係，並能學以致用。

【教學過程】

一、複習提問、新課導入

1．靜電力，電場強度概念，指出前面我們從力的性質研究電場，從本節起將從能量的角度研究電場。

2．複習功和能量的關係：如圖所示從靜電場中靜電力做功使試探電荷獲得動能入手，提出問題：是什麼轉化為試探電荷的動能？

二、新課教學

（一）靜電力做功的特點

結合右圖分析試探電荷q在場強為E的均強電場中沿不同路徑從A運動到B電場力做功的情況。

（1）q沿直線從A到B

（2）q沿折線從A到M、再從M到B

（3）q沿任意曲線從A到B

結果都一樣，即：W=qELAM =qELAB

與重力做功類比，引出：

【結論】在任何電場中，靜電力移動電荷所做的功，只與始末兩點的位置有關，而與電荷的運動路徑無關。

（二）電勢能

電勢能：由於移動電荷時靜電力做功與移動的路徑無關，電荷在電場中也具有勢能，這種勢能叫做電勢能。

1．靜電力做功與電勢能變化的關係：

靜電力做的功等於電勢能的變化量。寫成式子為：WAB=EPA-EPB

2．注意：

①電場力做正功，電荷的電勢能減小；電場力做負功，電荷的電勢能增加。

②電場力做多少功，電勢能就變化多少，在只受電場力作用下，電勢能與動能相互轉化，而它們的總量保持不變。

③在正電荷產生的電場中正電荷在任意一點具有的電勢能都為正，負電荷在任一點具有的電勢能都為負。

在負電荷產生的電場中正電荷在任意一點具有的電勢能都為負，負電荷在任意一點具有的電勢能都為正。

④求電荷在電場中某點具有的電勢能：

電荷在電場中某一點A具有的電勢能EP等於將該點電荷由A點移到電勢零點電場力所做的功W，即EP=W。

⑤求電荷在電場中A、B兩點具有的電勢能高低：

將電荷由A點移到B點根據電場力做功情況判斷，電場力做正功，電勢能減小，電荷在A點電勢能大於在B點的電勢能，反之電場力做負功，電勢能增加，電荷在B點的電勢能小於在B點的電勢能。

⑥電勢能零點的規定：

若要確定電荷在電場中的電勢能，應先規定電場中電勢能的零位置。

關於電勢能零點的規定：大地或無窮遠默認為零。

所以：電荷在電場中某點的電勢能，等於靜電力把它從該點移動到零電勢能位置時電場力所做的功。如上式，若取B為電勢能零點，則A點的電勢能為：

EPA=WAB= qELAB

舉例分析：對圖中的各量附與一定的數值，後讓學生計算。

（三）電勢——表徵電場性質的重要物理量度

通過研究電荷在電場中電勢能與它的電荷量的比值得出。

1．定義：電荷在電場中某一點的電勢能與它的電荷量的比值，叫作電場在這一點的電勢。用

表示，標量，只有大小，沒有方向，但有正負。

2．公式：

（與試探電荷無關）

3．單位：伏特（V）

4．電勢與電場線的關係：電勢順線降低。（電場線指向電勢降低的方向）

5．零電勢位置的規定：電場中某一點的電勢的數值與零電勢的選擇有關，即電勢的數值決定於零電勢的選擇。（大地或無窮遠默認為零）

三、鞏固練習

1．將帶電量為6×10-6C的負電荷從電場中的A點移到B點，克服電場力做了3×10-5J的功，再從B移到C，電場力做了1.2×10-5J的功，則

（1）電荷從A移到B，再從B移到C的過程中電勢能共改變了多少？

（2）如果規定A點的電勢能為零，則該電荷在B點和C點的電勢能分別為多少？

（3）如果規定B點的電勢能為零，則該電荷在A點和C點的電勢能分別為多少？

2．一個電荷只在電場力作用下從電場中的A點移到B點時，電場力做了5×10－6J的功，那麼（ ）

A．電荷在B處時將具有5×10－6J的電勢能

B．電荷在B處將具有5×10－6J的動能

C．電荷的電勢能減少了5×10－6J

D．電荷的動能增加了5×10－6J

3．如圖所示，A、B為某電場線上的兩點，那麼以下的結論正確的是（ ）

A．把正電荷從a移到b，電場力做正功，電荷的電勢能減少

B．把正電荷從a移到b，電場力做負功，電荷的電勢能增加

C．把負電荷從a移到b，電場力做正功，電荷的電勢能增加

D．從a到b電勢逐漸降低

4．有關電場中某點的電勢，下列說法中正確的是（ ）

A．由放在該點的電荷所具有的電勢能的多少決定

B．由放在該點的電荷的電量多少來決定

C．與放在該點的電荷的正負有關

D．是電場本身的屬性，與放入該點的電荷情況無關

【板書設計】

一、靜電力做功的特點：

與路徑無關，只與起點和終點的位置有關

二、電勢能：電荷在電場中具有的勢能

1．靜電力做的功等於電勢能的減少量：

WAB=EPA-EPB

靜電力做正功，電勢能減少

靜電力做負功，電勢能增加

2．電荷在某點的電勢能，等於靜電力把它從該點移動到零勢能位置時所做的功

3．電勢能是相對的，須建立零勢能參考面。

電勢能有正負之分，負值表示比零還要小

三、電勢

1．定義：

​

2．單位：伏特：V，1V=1J/C

3．沿電場線方向電勢降低

4．電勢和電勢能都是相對的，且為標量，正負號均表示大小

5．已知電勢求電勢能