1.4电势能与电势 教学设计-2021-2022学年【新教材】高二上学期物理粤教版（2019）必修第三册
《电势能与电势》教学设计
云浮市云安区云安中学 蒋贤才
教学目标：
- 将电场力做功与重力做功进行类比，理解电场力做功与电势能变化的关系，培养学生的能量观念；
- 通过讨论电场力对试探电荷做功，理解电场力做功与路径无关的特点，提高科学论证能力；
- 体会用比值定义法定义电势；
- 知道等势面的定义，体会物理模型在研究具体问题中的重要作用。
教学重点：
- 电场力做功的特点；
- 电势能的概念；
- 电场力做功与电势能变化的关系；
- 电势的概念。
教学难点：
- 电势能的概念；
- 电势的概念。
教学方法：
采用类比的方法，学习和理解电势能、电势的概念，利用教材中“讨论与交流”栏目，引导学生进行思考、讨论，设置问题驱动学生开展探究学习活动。
课时安排：2课时
问题引入：
一个正电荷在电场中只受到静电力
的作用，它在电场中由A点运动到B点时，静电力做了正功
。由动能定理可知，该电荷的动能增加
了。从能量转化的角度思考，物体动能增加了，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
能量呢？
新课教学：
一、电场力做功
情境：一个质量为
的物体在地面某位置所受的重力是一 定的，不管它怎样运动，其所受重力的大小都等于
，方向竖直向下；一个带正电的电荷量为
的试探电荷在匀强电场中某位置所受的静电力也是一定的，不管它怎样运动，其所受静电力的大小都等于
，方向跟电场强度
的方向相同。
提出问题：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？
【讨论与交流】如图所示，在场强为的匀强电场中，电量为
的试探电荷沿三种不同路径从点A移动到点B，试讨论：
（1）沿
（AB）路径的电场力做功是多少？
（2）沿
（ACB）路径的电场力做功是多少？
（3）沿
（ACB）路径的电场力做功是多少？
这三种情况下电场力做功相同吗？
1、研究表明，在匀强电场中移动电荷时，电场力所做的功只与电荷的电量及其起点、终点的位置有关，与路径无关。
2、上述结论也适用于非匀强电场。
结论：电场力做功与电荷移动的路径无关。
二、电势能
1、概念：一个电荷在静电场中的某一位置具有的势能，这种势能叫作电势能，符号
“
”。
【讨论与交流】如图所示，在匀强电场中，电荷从点A移动到点B，电荷电势能的变化与电场力做功有什么关系？
设电荷在A、B两点所具有的电势能分别是
，
。
类似于重力做功与重力势能变化的关系：
2、单位：焦耳，简称焦，符号为J。
3、电势能是一种能量形式，电荷的电势能是由电荷和电场共有的。
【思考问题】（1）在上图中，如果将一个负电荷从A点移动到B点，负电荷的电势能是如何变化的？
（2）静电场中的电势能与地球表面存在的重力势能有什么区别？
三、电势
电场力做的功与电荷的多少有关，电势能也与电荷有关，显然不能用它们来表示电场某点的性质，从电势能的学习中，会给我们一些启示。认识一个反映电场某点性质的物理量——电势。
【讨论与交流】有一个场强为的匀强电场，如图所示，规定负极板的电势能为零（极板接地）。取极板附近一点O，从与点O距离为
的点A，把一个电量为
的正试探电荷有点A移到点O。（1）电场力做了多少功？
（2）电荷在A点的电势能是多少？电势能与电量之比又是多少？
（3）如果把电量换为
，
，…，
结果又如何？你发现什么规律了吗？