高教版中职物理(通用类)电子教案502第二节电势能电势电势差.pdf

1 主题五电与磁及其应用第二节电势能电势电势差教学设计案例课程内容第二节电势能电势电势差课程类型启发讲授课课时2 学时教材内容分析本节主要让学生通过实验，知道静电场中的电荷具有电势能，能够分析电荷在电场中的不同位置具有的电势能了解用比值定义电势的方法，知道其物理含义理解电势差的概念，能进行简单的计算 了解匀强电场中电场强度与电势差的关系学情分析本节内容都是学生以前没有学习过的内容，而且又比较抽象，因此对学生来说都是难点但这部分内容又很重要，可以让学生更深刻地理解电能，理解电压概念的来历，对电学专业学生将来的职业发展起着重要的基础作用因此教师可以借助类比、分析、演绎、归纳、数学等方法帮助学生理解， 克服这一部分难点教学目标1建构电势能、电势、电势差的概念，形成电场中的电荷具有电势能、沿着电场线的方向电势降低、电势差就是电场中两点之间的电势之差等物理观念，并能应用其解释生产、生活中的现象2了解推理电场中的电荷具有电势能的演绎方法、定义电势的比值定义法以及将电势能与重力势能、电势与高度相类比的方法了解描述电势差的概念以及匀强电场中电势差与电场强度的关系时使用的数学、归纳等科学论证方法3观察“研究电场对电荷能量的影响”等演示实验，增加对电势能的感性认识，增强实验观察素养。

了解电势差与电场强度的关系在生产中的应用，增强技术运用素养4通过对电势能等相关问题的讨论，增强合作交流的意识2 和能力了解静电除尘等内容，增强保护环境的社会责任感教学重点让学生建构电势能、电势、电势差的概念，了解匀强电场中电势差与电场强度的关系教学难点建构电势能的概念，运用类比方法判断电荷在电场中不同位置电势能的增减运用类比方法建构电势的概念教学策略让学生通过自主学习与合作学习了解新知识，形成新观念，提高实验观察能力，受到科学方法熏陶主要教法启发式讲授、演示实验、组织合作学习主要学法自主学习、观察实验、思考讨论、合作学习教学资源多媒体课件展示系统、静电感应起电机1 台、带横杆的铁架台 1 个、用棉线拴着的小箔筒1 个、带绝缘底座直径约6 cm的金属球 1 个等课堂实施教学环节教学内容教师活动学生活动设计意图课前准备1. 什么是电势能？2. 如何判断某电荷在电场中两点的电势能的多少？3. 什么是类比方法？4. 什么是电势？5. 如何 判 断 电场 中电 势 的 高低？6. 什么是电势差？7. 匀强电场中电势差与电场强度的关系是什么？1. 安排学生 进 行 预习（阅读教材、观看老师 提 供 的微课视频）。

2. 就学生提 出 的 问题 进 行 有针 对 性 地备课，准备对教 材和教学视 频进行学 习和思考 ，并与同 学讨论其 中发现的 问题，将 疑问反馈 给老师让 学 生通 过 课前 自 主学习，发现 自 己不 理 解的问题，准 备 到课 堂 上与 同 学讨论，与老 师 交3 在 课 堂 上学 生 讨 论时 给 予 指导流，解决疑问课堂实施新课引入创设情境：在初中物理中我们已学过，在如图所示的电路中，要想让电路中的白炽灯正常工作，就要在其两端加上电压展示图片、提问：电 压 是 什么 ？ 电 流经 过 用 电器后，发生了 什 么 变化？观看 、思考激 发 学生 学 习动力，明确 学 习目标新课教学演示实验：研究电场对电荷能量的影响将小箔筒用棉线竖直悬挂在 A 点，如图所示，让它带上正电荷 q， 小箔筒处于最低位置当我们将带正电荷 Q 的金属球从远处移到 A 点附近时，观察小箔筒位置发生的变化进 行 演 示实验，组织合作学习，提问：小 箔 筒 上的正电荷q处 于 金 属球 的 电 场中 后 具 有了 做 功 的本领，即具有 了 一 定的，可将 小 箔 筒从 A移动到B在此过程中，正电观看 、讨论、合 作学习， 回答：正电 荷 q处于电 场中后具 有了一定 的能量， 可将小箔 筒从 A 点移动到 B 点。

在此过 程中，正 电荷 q 的一部分能 量转化为 小通 过 实验，增强学 生 对电 势 能的 感 性认识4 荷 q 的一部分转化 为 小 箔筒 的 重 力势能箔筒的 重力势能物理学中，把电场中的电荷由于受到电场力的作用而具有的能量称为电势能，用 Ep表示电势能是标量，它的国际单位制单位是 J（焦） 讲述倾听 、记忆帮 助 学生 建 构电 势 能的概念处 于 地 球 表 面 的 物体，可以认为处于重力场中当物体由高处竖直下落位移 h 时，重力做正功mgh， 物体的重力势能将减少 mgh； 反之，当物体由低处竖直上升位移h 时，重力做负功 mgh， 物体的重力势能将增加 mgh电场中电荷的电势能与重力场中物体的重力势能在这方面相类比：在电场中，当电荷从一点移动到另一点时，如果电场力对电荷做了多少正功，电荷的电势能就减少多少；如果电场力对电荷做了多使 用 类 比方法，讲解电 场 中 的电 势 能 的规律倾听 、理解、记忆让 学 生通 过 类比方法，了 解 电荷 在 电场 中 所具 有 的电 势 能的规律5 少负功，电荷的电势能就增加多少电场中，电场力做功和电势能变化之间的关系可以归纳为WAB= EpAEpB上式中的 WAB是电荷从 A点移动到 B 点时电场力做的功，EpA是电荷在 A 点具有的电势能， EpB是电荷在B 点具有的电势能。

例如，在如图所示的电场中，一个正电荷在电场力 F1的作用下，从 A 点移动到 B 点时，电场力做正功， 因此可知正电荷在A点的电势能多，在B 点的电势能少；一个负电荷在电场力 F2的作用下，从 D点移动到 C 点时，电场力也做正功，因此可知负电荷在 D 点的电势能多，在C 点的电势能少展示图片、列 举 实 例讲 解 判 断电 势 能 多少的方法观看 、倾听、理解引 导 学生 进 一步 理 解电 势 能的规律思维与方法】类比方法类比方法是根据两个（或两类）对象之间在某讲述倾听让 学 生了 解 科学方法6 些方面的相同或相似，而猜测它们在其他方面也可能相 同 或相 似 的 推理 方法在地球表面，我们可以直接判断出一个物体重力势能的多少：同一个物体在高处的重力势能多，在低处的重力势能少即物体重力势能的多少与物体地理位置的高度有直接的关系同样，人们为了能够直观地比较电荷在电场中的电势能的多少，把放在电场中某一点的电荷所具有的电势能 Ep与电荷量 q的比值称为该点的电势电势一般用符号V 来表示：? ?p?电势是标量，它的国际单位制单位是 V（伏） 使 用 类 比方法，讲解电 势 的 概念倾听 、理解、记忆通 过 类比方法，帮 助 学生 建 构电 势 的概念。

经过长期实践，人们归纳出电场中电势的高低可以根据电场线的方向来判断：沿着电场线的方向，电势越来越低电场中的电势与地球展示图片，讲 解 电 势的 特 点 及零 电 势 点的 选 取 方法观看 、倾听、理解、记忆让 学 生了 解 电场 中 电势 的 特点 及 零电 势 点7 上的高度一样，都是相对的要确定某一点的电势，首先 要 选择 一 个 零电 势点 例如，在一个匀强电场中有 A、B、C、D 四点，若选取 D 点为零电势点， A、B、C 三点的电势就分别为30 V、20 V、10 V，如图所示若选取 A 点为零电势点，B、C、D 三点的电势就分别为 10 V、20 V、30 V，如图所示零电势点的选取可以是任意的实践中，常选取大地或仪器的公共地线为零电势点的 选 取方法思考与讨论】与同学讨论，根据Ep= qV 可演绎出：对于一个正电荷来说， 在电势高处，电势能；在电势低处，电势能而对于负电荷来说，在电势高处，电势能； 在电势低处，电势能 （填 “多”或 “少” ）组 织 学 生合作学习、巡 视 、 指导、答疑合 作学习、观察、讨论、 质疑引 导 学生 分 析应 用 电势 的 概念，判断电 荷 在电 场 中不 同 处电 势 能的多少。

8 电场中任意两点的电势之差，称为这两点的电势差， 也称为 电压， 用符号U 表示若电场中 A、B 两点的电势分别为 VA和 VB，则这两点间的电势差为UAB= VAVB电势差也是标量，它的国际单位制单位也是V（伏） 在图 5- 2- 4 中，A、B 两点间的电势差UAB30 V20 V10 V；B、A两点间的电势差UBA20V30 V10 V电场中某点电势的大小与 零 电势 点 的 选取 有关， 其值是相对的而任意两点间的电势差却与零电势点的选取无关，是绝对的例如，在上两图中， 不论选择哪一点作为零电势点，AD 两点间的电势差始终是 30 V展示图片、讲 解 电 势差 的 概 念及特点观看 、倾听、理解、记忆帮 助 学生 建 构电 势 差的概念，了 解 电势 差 的特点电源的作用就是给白炽灯提供电势差， 即电压白炽灯两端，靠近电源正极的一端电势高，靠近电源负极的一端电势低电展示图片、讲解，回应“ 情 境 与问题”中的问题观看 、倾听、理解让 学 生了 解 运用 所 学概 念 解9 荷流入白炽灯前的电势能多，流出白炽灯后的电势能少，减少的电势能转化为白炽灯的光能和热力学能释 实 际问题。

电势差与电场强度是有联系的通过理论推导可以得出，在匀强电场中，沿电场强度方向的两点间的电势差等于电场强度与这两点的距离的乘积如图所示，在某一匀强电场中， A、B 两点间的电势差为 UAB，距离为 d，电场强度为 E，则UABEd上式还可以写成dUEAB此公式说明，在匀强电场中，电场强度在数值上等于沿电场强度方向单位长度的电势差由于电势差 UAB的单位是 V，距离 d 的单位是 m，因此，我们得到电场强度的另一个单位 V/m（伏/米） 展示图片、讲 解 匀 强电场中，电势 差 与 电场 强 度 的关系观看 、倾听、理解、记忆让 学 生了 解 匀强 电 场中，电势差 与 电场 强 度的关系10 【应用与拓展】静电除尘以煤为燃料的工厂、电站，每天排出的烟尘带走大量的煤粉，不仅浪费燃料，而且造成严重的环境污染利用图 5-2-7 所示的静电除尘器可以消除烟气中的煤粉展示图片、组 织 学 生自主学习、巡 视 、 指导、答疑观看 、倾听、理解让 学 生了 解 静电 除 尘技 术 中电 势 差与 电 场强 度 关系 的 应用自由讨论本节的主要内容讲完了， 同学还有哪些疑问， 自由提问，小组讨论，自由抢答。

组 织 学 生自由提问、讨论，或回答问题向老 师提出自己 的疑问、 回答同学 的问题通 过 思想 的 碰撞，发展学 生 质疑 创 新的 核 心素养归纳总结本节学习了电势能、电势、电势差等概念，了解了匀强电场中电势差与电场强度之间的关系，了解了类比等科学方法，受到了环 境 保护 方 面 的教 育等归 纳 总 结本 节 所 学内容倾听 、记忆帮 助 学生 巩 固所学课后提升书面作业实践与探索 52 中第 1、2、3 题，与同学讨论后，独立完成11 设计评价反馈本节课堂上学生回答问题得到的分数、批改学生作业后将评语及时反馈给学生教学反思反思本节课是否让学生通过自主学习进行了预习？授课过程中是否考虑到新旧知识的衔接？是否注意由浅入深地进行引导？教学难点的处理方法是否恰当？是否调动了全体学生的学习积极性？是否采用了合作学习、探究学习的教学策略？是否给学生提供了思维方法指导？学生是否进行了动手实践活动？是否注重了学生正确价值观、爱国主义思想等的培养？思考自己的讲授、启发、提问、组织、指导、回答等方面有哪些需要改进的地方。