10.1 电势能和电势（表格式教学设计）物理人教版必修第三册

该高中物理教学设计聚焦“电势能和电势”核心知识点，通过播放电荷在电场中静电力做功的视频，结合动能定理引出能量转化问题，搭建从动能变化到电势能概念的学习支架，衔接静电力做功特点的探究。 资料亮点在于以科学思维为引领，类比重力势能建立电势能概念，用比值定义法构建电势，体现模型建构与科学推理。科学探究环节引导学生推导匀强电场不同路径静电力做功，自主得出路径无关结论，分层练习巩固重点，助力学生提升抽象思维，为教师提供结构化教学方案，提升课堂效率。

第1节 电势能和电势 年级 高二年级 学科 物理 教师 课题 第1节 电势能和电势 教学 目标 物理观念 理解静电力做功与路径无关的特点，建立电势能的概念，明确电势能变化与静电力做功的关系WAB=EpA-EpB，理解电势的定义φ=及物理意义，掌握电势的标量性与相对性。 科学思维 通过类比重力势能建立电势能概念，体会类比法的科学价值； 通过比值定义电势，深化对“用物理量之比定义场的性质”方法的理解，通过逻辑推导静电力做功的特点，提升演绎推理能力。 科学探究 通过推导匀强电场中静电力做功的过程，探究电场力做功的规律，通过“思考与讨论”环节，自主探究反映电场本身性质的物理量（电势）的构建方法。 科学态度 与责任 体会电场与重力场的和谐统一性，感悟物理学“从现象到本质”的研究思路，了解实际应用中零电势点的规定（大地为零电势），体会物理知识的实用价值。 教学 重难点 1.静电力做功与路径无关的规律，电势能变化与静电力做功的关系，电势的定义及物理意义(重点)。 2.电势能的相对性，电势概念的抽象建构(难点)。 教学过程 教师活动 学生活动 导入新课 教师：播放视频。 一个正电荷在电场中只受到静电力F的作用，它在电场中由A点运动到B点时，静电力做了正功WAB。由动能定理可知，该电荷的动能增加了WAB。 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？ 学生思考问题。 新课讲授 一、静电力做功的特点 教师：【议一议】电场中不同位置静止释放相同的电荷，到达同一点时获得的动能一样吗？ 电荷在电场中不同位置具有不同的能量，我们把这种能量称为电势能，它具有什么特点？表达式又是如何？ 【情境】如图，在电场强度为E的匀强电场中任取A、B两点，把试探电荷q沿两条不同路径从A点移动到B点，计算这两种情况下静电力对电荷所做的功，并根据结果猜想静电力做功有何特点？ 学生：路径AB： 路径AMB： 以上两种不同路径中静电力对q所做的功是一样的。 【议一议】以前还学过什么力做功也跟路径无关？如果路径改成曲线，你能证明这个结论是否正确吗？ 学生： 路径AB： 路径AMB： 曲线AB： 在匀强电场中移动电荷时，静电力所做的功与电荷的起始位置和终止位置有关，与电荷经过的路径无关。 学生思考并回答问题。 新课讲授 二、电势能 教师： 电荷在电场中不同位置具有不同的能量，我们把这种能量称为电势能。 【议一议】 1、电场力做功与重力做功有何异同点？ 2、电场力做功与电势能变化有何关系？ 学生： 结论：电场力做功与电势能变化关系WG=-ΔEP 教师：【情境】 从A→B，电场力对正电荷做正功、对负电荷做负功。 能得出什么结论？ 学生：电势能的相对性。电荷在电场中某点电势能跟电性、零势能面选取有关。 学生思考并回答问题。 新课讲授 三、电势 教师：有没有一个物理量描述电场本身，跟电荷无关？ 能得出什么结论？ 学生：结论：比值与试探电荷无关。 教师：定义：电荷在电场中某一点的电势能与它的电荷量之比。 公式：φ=。 【议一议】 1、电势与什么有关？ 2、如何判断电势的变化？ 教师： 能得出什么结论？ 学生：与电荷正负无关。 教师：正电荷、负电荷的电势与电势能分别有何关系？ 学生思考并回答问题。 课 堂 练 习 【练习】关于电场力做功的特点，下列说法正确的是（　　） A．在电场中移动电荷，路径不同，电场力做的功一定不同 B．电场力做的功只与电荷在电场中的始、末位置有关 C．电场力对电荷做正功，电荷的电势能增加 D．电荷在电场中的位置发生了变化，电场力对电荷一定做了功 【答案】B 【练习】将q=−2×10^−8C的点电荷从电场中的a点移动到b点，电场力对该电荷做了4×10^−7 J的正功，则该电荷的电势能（　　） A．增加了20 J B．减少了20 J C．增加了4×10^−7 J D．减少了4×10^−7 J 【答案】D 【练习】两带电小球，电荷量分别为+q和−q，固定在一长度为l的绝缘细杆的两端，置于电场强度为E的匀强电场中，杆与电场强度方向平行，其位置如图所示。若此杆绕过O点垂直于杆的轴线转过180°，则在此转动过程中静电力做的功为（　　） A．0 B．qEl C．2qEl D．πqEl 【答案】C 【练习】将带电荷量为2×10^−6C的负电荷从电场中的A点移到B点，克服静电力做了4×10^−5J的功，再从B点移到C点，静电力做了1.4×10^−5J的功，则： (1)该电荷从A点移到B点，再从B点移到C点的过程中电势能共改变了多少； (2)如果规定A点的电势能为零，则该电荷在B点和C点的电势能分别为多少； B点和C点的电势分别为多少。 【答案】(1)2.6×10^−5J (2)4×10^−5J，2.6×10^−5J，−20V，−13V 课 堂 小 结 板 书 设 计 第1节 电势能和电势 一、静电力做功的特点 静电力所做的功与电荷的起始位置和终止位置有关，与电荷经过的路径无关。 二、电势能 1.定义：电荷在电场中具有的势能，是与位置有关的物理量。符号：Ep。 2.静电力做功与电势能变化之间的关系： (1)WAB=EpA-EpB。 (2)静电力做正功，即WAB>0，电势能减少；静电力做负功，即WAB<0，电势能增加。 3.电势能的大小：电荷在某点的电势能，等于把它从这点移动到零势能位置时静电力所做的功。 4.电势能的几点说明： (1)标量：正负值表示电势能大小。 (2)系统性：电荷与电场共有的能量。 (3)相对性：通常以离场源电荷无限远或地面为零势能面。 三、电势 1.定义：电荷在电场中某一点的电势能与它的电荷量之比。 2.公式：φ=。 3.单位：在国际单位制中，电势的单位是伏特，符号是V，1 V=1 J/C。 4.电势是标(填“矢”或“标”)量，只有大小，没有方向。 作业 布置 1.完成教材课后作业：“练习与应用”。 2.配套分层作业。 教学反思 对学生来说能量已经是熟知的概念，所以在教学过程中，采取先分析静电力做功、得出电势能的概念、再学习电势的策略，更符合学生的认知规律。电势的概念较为抽象，可通过与重力场中的“地势”等相关概念进行类比，使其更易于理解。 1 / 1 学科网（北京）股份有限公司 学科网（北京）股份有限公司 学科网（北京）股份有限公司 $