1.4 电势能和电势 教学设计 -2023-2024学年高二上学期物理人教版选修3-1

教学 课题 高中物理人教版选修3-1第一章第4节 电势能和电势 教材 分析 《电势能和电势》这节是高中物理人教版选修3-1第一章第4节的内容。它处在电场强度之后，位于电势差之前，起到承上启下的作用。 电势能和电势是电磁学开篇章节静电场中的重要内容，开始将能量纳入电场中。同时本节课是在学生已了解静电场、电场强度、电场线，并能运用库伦定律求解电场力、电场强度的定义式计算电场强度的基础上，讲解静电场力做功的特点，并由此引入电势能、电势、等势面等概念。对它的学习是对以前能量知识的升华和巩固，同时也对以后电势差的学习有着深厚的影响 学情 分析 知识基础 学生刚学完电场强度，巩固了电场力学性质的问题后会发现问题的探究多是从从动力学和能量两个角度来进行的。通过对必修内容的学习，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。 心理特点 学生学习电场力的性质有些知识掌握不好，应用功能关系时，高一所学的知识都忘了，需要通过电势能和电场力的功能关系进行复习。但是学生在这个年龄段却有着追求真理、勇于探索的特点，正是培养建立抽象思维的最佳时期。 可能出现的问题 建立起电势能的概念对学 生来说相对比较困难的，因为电场的概念特别抽象，特别是从力与能量两条线上同时研究电场，可能会让学生感到有点“力不从心” 教学 目标 物理观念 1．理解静电力做功的特点、电势能的概念、电势能与电场力做功的关系。    2．理解电势的概念，知道电势是描述电场的能的性质的物理量。 科学思维 1. 明确电势能、电势、静电力的功、电势能之间的关系。 2. 了解电势与电场线的关系，了解等势面的意义及与电场线的关系。 科学探究 1. 通过与前面知识的结合，运用类比的方法，让学生理解电势能与静电力做的功的关系，从而更好的了解电势能和电势的概念。 2. 通过学生的理论探究，培养学生利用物理语言分析、思考、描述概念和规律的能力 科学态度与责任 1. 利用知识类比和迁移激发学生学习兴趣，培养学生灵活运用知识和对科学的求知欲。  2. 在尝试运用物理原理和研究方法解决一些与生产、生活相关的实际问题，增强科学探究的价值观。 重点 难点 教学重点：理解掌握电势能、电势、等势面的概念及意义。 教学难点：掌握电势能与做功的关系，并能用此解决相关问题。 教法 学法 教学方法：问题驱动法、演示法、分析法 学习方法：问答法、讨论法 教学 流程 教师活动 学生活动 设计意图 复习导入 复习与导入： 1. 电场强度概念 前面我们从力的性质研究电场，从本节起将从能量的角度研究电场。 2.【多媒体展示】一个匀强电场中静止释放一个不计重力的点电荷  提问：点电荷受力方向大小如何？ 发生一段位移后，静电力是否做功？对应什么能量发生了变化？ 是什么能转化成试探电荷的动能？ 这就是我们今天要学习的电势能和电势 1.电场强度：放入电场中某点的电荷所受的电场力F跟它的电荷量q的比值,叫做该点的电场强度,简称场强. 定义式：E=F/q 是用来表示电场的强弱和方向的物理量。 学生观察投影仪展示，分析静电力的方向（向右）和大小（F= E q）.静电力做功，动能增加。 思考静电力做功和能量变化的对应关系 简洁引入，既复习了上一节电场强度和静电力，结合功能关系，从而引出了电势能的新课教学。 新课讲授 一.  静电力做功 问题探讨1：静电力做功的特点 力对物体做了功，那么一定有相应的能发生了改变，功是能量变化的量度，根据功和能量的关系，要研究电势能，我们先来研究静电力做功的情形。 让试探电荷q在电场强度为E的匀强电场中沿几条不同路径从A点运动到B点，我们来计算这几种情况下静电力对电荷所做的功 结论：静电力做的功只与电荷的起始位置和终点位置有关，与电荷经过的路径无关。 拓展：该特点对于非匀强电场中也是成立的 二、电势能 问题探讨2：静电力做功与电势能变化的关系 类比重力做功、重力势能变化。力做功只与物体位置有关，而与运动路径无关的事例在物理中有哪些呢？属于什么能？ W＝F|AB|＝qE|AB|= qE|AM| W＝F|AB|cosθ＝qE|AM| W＝W1+W2+W3+……=qE|AM| 学生讨论回答：移动物体时重力做的功与路径无关同一物体在地面附近的同一位置才具有确定的重力势能。 根据功能关系，从静电力做功入手，分析能量的变化，强调做功的特点，并引出电荷在某一点电势能的确定问题 新课讲授 静电力做功也与路径无关，是否隶属势能？我们可以给它一个物理名称吗？ 电势能：由于移动电荷时静电力做功与移动的路径无关，电荷在电场中也具有势能，这种势能我们叫做电势能。电势