第一篇:電勢難點(diǎn)教學(xué)
“電勢”“電勢差”的教學(xué)設(shè)計(jì)
浙江臺州廣播電視大學(xué) 陳學(xué)雄
一、設(shè)計(jì)思想
物理知識與一般的文化知識存在著密切的聯(lián)系,在教學(xué)中如能把物理概念整合到更廣闊的文化背景中,就能使學(xué)生更深刻地理解這一概念。在本節(jié)課的教學(xué)中,通過對包含“勢”字的詞語的討論,使學(xué)生理解“勢”的一般含義,這樣有利于學(xué)生深刻理解電勢概念。
類比是人類研究、理解未知事物的一種有效而常用的方法。學(xué)生對重力場中“地勢”的概念。水流從“地勢”高處流到“地勢”低處的現(xiàn)象及重力做功跟始末位置的“地勢差”有關(guān)的規(guī)律有直觀的印象。所以從“地勢”概念出發(fā),通過類比建立電勢概念,是一種易于理解而直觀的方法。
教材中把電勢差和電勢能編排在同一節(jié),這兩個概念都很抽象難懂,它們既有聯(lián)系又有區(qū)別,并且很容易混淆。根據(jù)奧蘇貝爾的學(xué)習(xí)理論,有意義學(xué)習(xí),就是在新概念與認(rèn)知結(jié)構(gòu)中的有關(guān)概念(固定點(diǎn))之間建立起本質(zhì)的、非人為的聯(lián)系,原有認(rèn)知結(jié)構(gòu)中有可利用的、穩(wěn)定而清晰的固定概念,是進(jìn)行有意義學(xué)習(xí)的前提條件。據(jù)此,對于電勢與電勢能,應(yīng)該先牢固地掌握其中的一個,使之成為另一個的固定概念。電勢能比電勢差更復(fù)雜,它的變化不但與電場有關(guān),還與電荷和電荷在電場中的移動方向有關(guān);而電勢差則只與電場本身有關(guān),在知識體系中,它比電勢能處于更基本的地位?;谏鲜鲈?,本節(jié)課只學(xué)習(xí)電勢差、電勢的概念,電勢能的概念在學(xué)習(xí)了等勢面、電勢差與電場強(qiáng)度的關(guān)系后再學(xué)習(xí)。
二、教學(xué)目標(biāo)
1.通過與重力場類比,理解電場中電勢和電勢差的概念;理解電場中的電勢分布規(guī)律:沿電場線方向電勢降低。
2.理解電勢差的定義式UAB=WAB/q,會根據(jù)電荷q在電場中移動時電場力所做的功WAB,計(jì)算電勢差UAB。
3.理解電勢與電勢差的關(guān)系:UAB=UA-UB,知道電勢的本質(zhì)是電勢差,某點(diǎn)的電勢等于該點(diǎn)與參考點(diǎn)之間的電勢差。
4.培養(yǎng)學(xué)生的類比分析能力以及從廣闊的文化背景知識理解物理概念的思維習(xí)慣。
三、教學(xué)過程
1.“勢”的含義的討論
“勢”是一個很抽象但很常用的概念。請大家回憶出一些包含“勢”字的詞語,并從中歸納出“勢”這一概念的含義。
詞語:“形勢”“姿勢”“情勢”,“蓄勢待發(fā)”“權(quán)勢”“勢如破竹”“仗勢欺人”,“優(yōu)勢”“劣勢”等等。
分析:前面這組詞語說明了“勢”是與位置、姿態(tài)有關(guān)的東西;中間這組詞語說明了“勢”是一種潛在的力量、趨向、能力;后面這組詞語說明了“勢”是一種相對性的東西。
總結(jié)(板書):
勢是一個位置(或姿態(tài))相對與另一個位置(或姿態(tài))所具有的潛在的力量、趨向、能力或本領(lǐng)。
2.重力場中的地勢
在重力場中,物體會自動地從高處落到低處,水會自動地從高處流到低處。如圖1,物體在A點(diǎn),如果沒有阻礙作用,它就會自動地運(yùn)動到B點(diǎn)。A、B這兩位置之間潛在著一種做功的能力,使物體在A點(diǎn),具有向B點(diǎn)運(yùn)動的趨勢。物體從A點(diǎn)運(yùn)動到B點(diǎn)的過程中,重力就會對物體做功使物體獲得動能。A點(diǎn)對干B點(diǎn)存在著一種優(yōu)勢。相反,B點(diǎn)相對于A點(diǎn)處于劣勢。要使物體從B點(diǎn)運(yùn)動到A點(diǎn),就需要輸入能量,使物體克服重力做功。
由此可見重力場中存在著一種勢,我們不妨把它叫做地勢。水會自動地從“地勢”高處流到“地勢”低處,這是大家熟知的說法。
物體從高地勢處運(yùn)動到低地勢處,重力會做正功,重力做功為WAB=m(ghA-ghB)我們可以把(ghA-ghB)叫地勢差。gh中,h代表位置,g代表重力場的作用。如果沒有重力場g的作用,空間各點(diǎn)也就不存在這點(diǎn)“地勢”高那點(diǎn)“地勢”低的區(qū)別了。有了地勢的概念,重力做功就可以表示為:重力做的功=物體的質(zhì)量×重力場中兩點(diǎn)的地勢差。
3.電勢概念
與物體在重力場中移動重力做功類似,電荷在電場中移動電場力也要做功。例如,把一個正電荷q在圖2(a)所示的電場中從A點(diǎn)靜止釋放,它會在電場力作用下自動地向B處移動,在此過程中電場力做功使電荷獲得動能??梢婋妶鲋蠥點(diǎn)相對于B點(diǎn)存在一種優(yōu)勢,A、B這兩位置之間潛在著一種對電荷做功的能力。這就是說,電場中存在著一種與位置有關(guān)的勢,我們把它叫做電勢。
更具體地,把用電場線描述的電場與水在重力場中的流動相類比。沿水流方向地勢從高到低,則在電場中沿電場線方向電勢從高到低,如圖2(a)和(b)。
4.電勢差的定義
再來研究一下電場力做功的情況。電荷在確定的A、B兩點(diǎn)之間移動,電荷量大,受的電場力也大,電場力做功就越大,電場力做功與電荷量成正比。在電荷量一定的情況下,電場力做功與始末位置有關(guān),例如在圖2(a)情況中,電荷從A點(diǎn)移到C點(diǎn),電場力做的功比電荷從A點(diǎn)移到B點(diǎn)電場力做的功大。從電勢角度講A、C間的電勢差值大于A、B間的電勢差值。所以電場力做功還與始末位置的電勢差有關(guān)。與重力做功相似,電場力做功可以表示為:電場力做的功=電荷的電荷量×電場中兩點(diǎn)間的電勢差。即WAB=qUAB。
從上式可得到電場中兩點(diǎn)間電勢差的定義:電場中A、B兩點(diǎn)之間的電勢差UAB,等于電荷q從A點(diǎn)移到B點(diǎn)電場力做的功WAB與電荷量q的比值。即UAB=WAB/q 通常所說的電壓,其本質(zhì)含義就是這里的電勢差。5.電勢的定義
顧名思義,電勢差應(yīng)該是電勢之差。電勢是這樣定義的:確定參考點(diǎn)O,并規(guī)定O點(diǎn)的電勢為零,電場中任一點(diǎn)A的電勢UA等于A點(diǎn)到O點(diǎn)之間的電勢差UAO,即UA=UAO
通過一些例題求解,使學(xué)生獲得沿電場線電勢降低的直觀印象,明確電勢與電勢差的關(guān)系,得出關(guān)系式UAB=UA-UB
四、小結(jié)
歷屆學(xué)生普遍反映電勢和電勢能難學(xué)難懂。本教學(xué)設(shè)計(jì),由于把電勢聯(lián)結(jié)在文化背景中勢的一般含義和地勢的直觀概念這兩個穩(wěn)固的生長點(diǎn)上,克服了電勢的抽象性;同時把電勢和電勢能分開教學(xué),減小了它們的相互干擾,極大地降低了學(xué)習(xí)難度。實(shí)際教學(xué)表明,反映本章難學(xué)的學(xué)生人數(shù)大大減少了。
第二篇:《電勢和電勢差》的教學(xué)設(shè)計(jì)
《電勢和電勢差》的教學(xué)設(shè)計(jì)
李雪麗
今天我要說的是全日制普通高級中學(xué).物理第二冊第十三章第五節(jié)《電勢和電勢差》的教學(xué)設(shè)計(jì),下面我將從以下五個方面開始闡述我的設(shè)計(jì)思想:
1、教材分析與設(shè)計(jì);
2、教學(xué)目標(biāo)及重難點(diǎn)設(shè)計(jì);
3、設(shè)計(jì)理念;
4、教學(xué)流程設(shè)計(jì);
5、設(shè)計(jì)體會。一、教材分析與設(shè)計(jì)
教材分析:本章講述靜電電學(xué),從電荷在電場中受力和電場力做功兩個角度研究電場的基本性質(zhì)。而電勢差、電勢這是從電場的能的性質(zhì)來認(rèn)識電場,.恰當(dāng)?shù)剡x擇概念的引入方式,能夠幫助學(xué)生理解概念.教材先從電勢差入手,而后引入電勢的概念,并得出二者關(guān)系UAB=φA-φB,先講電勢差,開始可以不涉及零電勢的選取,便于學(xué)生接受.對電勢差、電勢概念的引入,教材用類比的方法,類比于力學(xué)中重力做功,通過電場力作功來引入的,這樣使學(xué)生在已有知識中逐步理解,能幫助學(xué)生真正掌握電勢,電勢差的概念.
學(xué)情分析:高二的學(xué)生經(jīng)過高一階段的學(xué)習(xí),已經(jīng)具備了一定的知識含量,對問題的理解能力和想象能力有所提高,但由于剛剛接觸電場,并且學(xué)生抽象思維能力較弱,所以,在教學(xué)中應(yīng)充分利用類比的方法,充分利用學(xué)生原有的知識基礎(chǔ),將抽象的概念轉(zhuǎn)化為形象的事物,教師時時調(diào)動學(xué)生,處處設(shè)置問題,緊緊抓住學(xué)生的思維動向,為學(xué)生概念的形成搭橋鋪路。
教材處理 教材的組織結(jié)構(gòu)和靈活處理 教材第一段說明,在前幾節(jié)是從力的角度研究電場,然后提出有必要從電場力做功的角度研究電場。在電勢差小節(jié),增加電勢差正負(fù)的問題,電勢小節(jié)是從類比“高度”引入的,討論了電勢及其相對性。同樣是為了降低難度,課題引入后,從重力做功類比入手較好。
根據(jù)教材、教參、大綱、考綱的要求,本著面向全體學(xué)生的原則,確立以下教學(xué)目標(biāo):
二、教學(xué)目標(biāo)及重難點(diǎn)設(shè)計(jì)
1、教學(xué)目標(biāo):
(1)知識與能力目標(biāo):①知道電勢差的定義;②會用公式W=qu進(jìn)行計(jì)算;③知道電場中某點(diǎn)的電勢即為該點(diǎn)相對于零電勢點(diǎn)的電勢差;④知道電勢是相對的,而電勢差是絕對的;⑤知道沿著電場線的方向電勢越來越低。根據(jù)素質(zhì)教育的要求,在注重學(xué)生基本知識的培養(yǎng)的同時,培養(yǎng)學(xué)生類比、抽象、概括的思維能力及分析問題和解決問題的能力,培養(yǎng)學(xué)生思維的嚴(yán)密性。
(2)過程與方法:通過對原有知識的加工,對新舊知識的類比,概括,總結(jié)出電勢與電勢差的關(guān)系。同時讓學(xué)生體會到探索的意義和樂趣。
(3)情感態(tài)度價值觀:通過類比教學(xué),對抽象問題具體化,啟發(fā)學(xué)生積極思維。培養(yǎng)學(xué)生的自學(xué)能力及抽象思維的能力,提高學(xué)習(xí)物理的積極性。
2、重難點(diǎn)設(shè)計(jì)與突破:(1)重點(diǎn):對電勢差、電勢概念的理解,電勢能的改變與電場力做功的關(guān)系
(2)難點(diǎn):對電勢差、電勢概念的理解
重、難點(diǎn)的突破:
電勢、電勢差、電勢能的概念比較抽象,在講解時可以通過引入重力場的有關(guān)概念進(jìn)行類比,以增強(qiáng)知識的可感知性,這有助于學(xué)生的理解.但還需要注意的是,在講解中不僅要掌握好教學(xué)的深度,同時要加強(qiáng)學(xué)生從不同的知識角度——能的角度、功能關(guān)系的角度學(xué)習(xí)本節(jié)知識,從一個更高的全面的基準(zhǔn)點(diǎn)對已學(xué)知識進(jìn)行綜合,加強(qiáng)學(xué)生自身知識的再更新能力,這也是教師急需要注意的問題.課題引入后,即從重力做功類比入手較好
三、設(shè)計(jì)理念
在本課的設(shè)計(jì)時力求體現(xiàn)新課改的精神,體現(xiàn)“教師是主導(dǎo),學(xué)生是主體”的教學(xué)理念,教學(xué)中以學(xué)生為出發(fā)點(diǎn),注重教學(xué)情景的創(chuàng)設(shè),為學(xué)生的學(xué)習(xí)搭設(shè)平臺,通過對 原有知識的復(fù)習(xí),主要采用類比法進(jìn)行分析,教學(xué)過程中,充分調(diào)動學(xué)生學(xué)習(xí)的積極性,挖掘?qū)W生的內(nèi)部潛能,提高學(xué)生的自主學(xué)習(xí)的能力,創(chuàng)新能力。
四、教學(xué)流程設(shè)計(jì)
(一)復(fù)習(xí)引入
采用復(fù)習(xí)前面所學(xué)的內(nèi)容,引出電場對放入其中的電荷有力的作用,對導(dǎo)體內(nèi)部電荷同樣有力的作用,此力可以做功,所以電場也有能的性質(zhì).下面我們從能量角度研究電場性質(zhì).
然后復(fù)習(xí)一下有關(guān)功的知識以及重力做功和重力勢能的關(guān)系,主要目的是與今天所學(xué)內(nèi)容進(jìn)行類比。(用多媒體展示圖片,學(xué)生討論回顧)
同樣,我們還研究過其它力做功,如分子力做功使得分子勢能發(fā)生變化,彈簧的彈力做功引起彈性勢能的變化,那么電場力做功的情形又是怎樣的呢?我們又是怎樣來研究呢?
(二)新課學(xué)習(xí)
1.電勢差(用多媒體展示圖片,目的直觀,而且比板畫節(jié)省時間)
教師出示上圖,從而兩種情況進(jìn)行對比,激發(fā)學(xué)生思維。在某一點(diǎn)電荷+Q形成的電場中,將同一電荷放入電場的不同位置A、B兩點(diǎn),所受到的電場力是不同的,這是因?yàn)锳、B兩點(diǎn)的電場強(qiáng)度是不同的.為了研究問題的方便,我們以勻強(qiáng)電場為例,學(xué)生討論電荷從A點(diǎn)移動到B點(diǎn),電場力的大?。侩妶隽ψ龉?? 得出:
(為Eq與S之間的夾角)整理得: 是一個與電荷本身無關(guān)的量,類比如重力做功 質(zhì)有關(guān).
因此我們將
也是與物體本身無關(guān)的物理量,只與重力場本身性這一比值叫做A、B兩點(diǎn)間的電勢差,用 來表示電勢差,單位伏特,簡稱伏,符號是V.電勢差又叫電壓.
(1V=1J/C)
討論電場力做功特點(diǎn):(與重力做功類比)
電荷在場強(qiáng)為E的勻強(qiáng)場中,令電荷q由一點(diǎn)A移至另一點(diǎn)B時(如圖)電場力所做的功,同樣點(diǎn)電荷由A沿著某一曲線移至另一點(diǎn)C(AC在場強(qiáng)E的投影與AB相等),與
相等,也就是說電場力做功與路徑無關(guān),僅與電時電場力所做的功
荷運(yùn)動的起末位置有關(guān).此結(jié)論不僅適用于勻強(qiáng)電場而且適用于任何電場。
這樣電場力所做的功可以是正值或負(fù)值,所以兩點(diǎn)間的電勢差也可以是正值或負(fù)值. 教師強(qiáng)調(diào)、總結(jié):
① 兩點(diǎn)間電勢差等于單位正電荷從其中一點(diǎn)移動到另一點(diǎn)電場力所做的功。
②高度差是由重力場中高、低兩位置決定的,與物體質(zhì)量無關(guān)。與其類似,電勢差也是由電場中兩點(diǎn)位置決定的一個物理量,與電荷電量大小無關(guān)。
③電勢差單位——伏特,簡稱伏,符號V,1庫正電荷從電場中的一點(diǎn)移動到另一點(diǎn),如果電場力做了1焦的功,那么這兩點(diǎn)間的電勢差就是1伏。
④在兩點(diǎn)間電勢差為U(電勢差容易由儀器測出)的電場中,移動電荷q電場力做功為WAB=qUAB,可很方便地算出(電勢差的應(yīng)用)。這個公式不管電場如何分布,電場力是變力還是恒力都可用來計(jì)算電功。
鞏固練習(xí),做書中例1 2.電勢 類比高度引入電勢,高度差即高度的差值,電勢差也就是電勢的差值,那么如何定義電場中各點(diǎn)的電勢?
分析:,若將B點(diǎn)的電勢定義為零電勢點(diǎn),則A點(diǎn)的電勢等于單位正電荷由A點(diǎn)移動到B點(diǎn)——零電勢點(diǎn)(參考點(diǎn))時所做的功.
教師強(qiáng)調(diào):電勢通常用 來表示.電場中某一點(diǎn)的電勢,等于單位正電荷由該點(diǎn)移動到參考點(diǎn)(零點(diǎn)電勢)時電場力所做的功.
電勢差與零點(diǎn)電勢的選取無關(guān),但電勢是相對零點(diǎn)電勢而言的,與零點(diǎn)電勢的選取有關(guān).
教師提出問題:在電場中沿著場強(qiáng)方向移動電荷,電場力做功,電勢將如何變化?
學(xué)生討論分析:沿著電場線的方向?qū)挝徽姾捎葾點(diǎn)移動到B點(diǎn),電場力做正功,電勢差大于零,即,.
總結(jié):沿著電場線的方向,電勢越來越低.
鞏固練習(xí),做書中例2 3.電勢能
繼續(xù)類比,電場與重力場有許多相似之處,物體在重力場中具有能——重力勢能,與它相似電荷在電場中也具有能——電勢能。
在教學(xué)前先復(fù)習(xí)關(guān)于重力場的規(guī)律,對比教學(xué),提高學(xué)生學(xué)習(xí)的興趣,變抽象為客觀,要求學(xué)生用類比法得出電場力做功引起物體電勢能的減少,電場力做多少功,電荷的電勢能就減少多少。
定量關(guān)系:Δε=W電=qU 提問:減少的電勢能哪里去啦?(引導(dǎo)學(xué)生思考、分析、舉例、歸納)
減少的電勢能轉(zhuǎn)化成電荷的動能或其它形式的能。如,電燈發(fā)光,電場力對電荷做功,電勢能(電能)轉(zhuǎn)化為動能、光能、內(nèi)能。
(三)學(xué)生間相互討論,補(bǔ)充總結(jié)本節(jié)內(nèi)容
(四)作業(yè)
五、設(shè)計(jì)體會
在本節(jié)教學(xué)中,滲透了新的教學(xué)理念,課堂上實(shí)現(xiàn)已教師為主導(dǎo),學(xué)生為主體的教學(xué)方式,改變學(xué)生學(xué)習(xí)的方式,變灌輸式教學(xué)為主動探究學(xué)習(xí),例如重力做功中高度差由重力場中高低位置決定,與物體質(zhì)量無關(guān)。與此類比得出電勢差與電荷電荷量無關(guān);類比重力場中高度引出電勢,類比討論電勢特點(diǎn)等。課堂上同時把教學(xué)和情感教育有機(jī)的結(jié)合起來,努力營造一個寬松、民主、和諧的課堂氣奮,通過學(xué)生的自主探究,加深對知識層面的理解,提高學(xué)習(xí)的興趣,在積極探究的基礎(chǔ)上使學(xué)生的綜合能力,得到了提高,情感態(tài)度的價值觀得到了提高。
附: 板書設(shè)計(jì)
§13.5 電勢差 電勢
一、電勢差
1、定義:電場力做功跟電量的比值
2、定義式:UAB = WAB/q 單位,伏特,符號V 3.電場力做功:WAB=qUAB,注意做功正負(fù)的判斷。
二、電勢
1、定義:等于單位正電荷由該點(diǎn)移動到參考點(diǎn)(零電勢點(diǎn))時電場力所做得功 2.電勢差與電勢的關(guān)系:兩點(diǎn)間電勢差等于這兩點(diǎn)電勢之差。即UAB= A-B 說明:
①電勢與零勢面的選取有關(guān)。②沿著電場線方向電勢降低。
③電勢是標(biāo)量,只有大小沒有方向其正負(fù)表示電勢高低。④電勢的單位:伏特(V)
三、電勢能:電荷在電場中具有的能。
電場力做功,電勢能減少,做多少功,電勢能減少多少
第三篇:電勢 電勢差 教案
電勢 電勢差
師:張艷紅
教學(xué)目標(biāo)
1.理解電場能的性質(zhì),知道電場力做功的特點(diǎn),知道電場力做功與電勢能的變化關(guān)系;
2.理解電勢差的定義式及其物理意義,理解電勢的物理意義,會比較電場中兩點(diǎn)電勢的高低,會求解電勢差; 3.理解勻強(qiáng)電場中電勢差與電場強(qiáng)度的關(guān)系式E?U d重點(diǎn):能區(qū)分電勢與電勢差,理解電場力做功的特點(diǎn)以及電場力做功與電勢能的變化之間的關(guān)系.難點(diǎn):會處理電勢差與能量的綜合運(yùn)用問題
知識梳理
一、電勢能
1.定義:由電荷在電場中的相對位置決定的能量叫電勢能。
注:電勢能實(shí)際應(yīng)用不大,常實(shí)際應(yīng)用的是電勢能的變化。2.說明
(1)電荷在電場中每一個位置都有一定的電勢能,電勢能的大小與電荷所在的位置有關(guān)
(3)電勢能的大小具有相對性,電荷在電場中電勢能的數(shù)值與選定的零電勢能位置有關(guān),通常取無窮遠(yuǎn)處或大地為電勢能和零點(diǎn)。而電勢能的變化是絕對的,與零電勢能位置的選擇無關(guān)
(4)電勢能有正負(fù),電勢能為正時表示電勢能比參考點(diǎn)的電勢能大,電勢能為負(fù)時表示電勢能比參考點(diǎn)的電勢能小。
(5)電勢能是屬于電荷和電場所共有,沒有電場的存在,就沒有電勢能,僅有電場的存在,而沒有電荷時也沒有電勢能。
(6)電荷在電場中某點(diǎn)的電勢能在數(shù)值上等于把電荷從這點(diǎn)移到電勢能為零處(電勢為零處)電場力所做的功,則有Ep?W?qU?q?
(7)電荷電勢能的變化僅由電場力對電荷做功引起,與其他力對電荷做功無關(guān)
(8)電勢能的單位,焦?fàn)朖還有電子伏,符號為eV,定義為在真空中,1個電子通過1伏電位差的空間所能獲得的能量。為我國法定計(jì)量單位。1電子伏=1.602×10-19焦。常用千電子伏及兆電子伏。3.電場力做功與電勢能
電勢能的變化:當(dāng)運(yùn)動方向與電場力方向的夾角為銳角時,電場力做正功,電勢能減少,當(dāng)電荷運(yùn)動方向與電場力方向夾角為鈍角時,電場力做負(fù)功,電勢能增加。電勢能變化的數(shù)值等于電場力對電荷做功的數(shù)值,這常是判斷電荷電勢能如何變化的依據(jù)。
類比:重力勢能變化:重力做正功重力勢能減少;重力做負(fù)功重力勢能增加.
電場力做功:由電荷的正負(fù)和移動的方向去判斷(4種情況)?功的正負(fù)?電勢能的變化(重點(diǎn)和難點(diǎn)知識)(上課時一定要搞清楚的,否則對以后的學(xué)習(xí)帶來困難)
二、電勢 1.定義:
如果在電場中選一個參考點(diǎn)(零電勢點(diǎn)),那么電場中某點(diǎn)跟參考點(diǎn)間的電勢差,就叫做該點(diǎn)的電勢。電場中某點(diǎn)的電勢在數(shù)值上等于單位正電荷由該點(diǎn)移動到參考點(diǎn)(零電勢點(diǎn))時,電場力所做的功。電勢的單位:伏特(V)2.說明:
(1)電勢是標(biāo)量,有正負(fù),無方向,只表示相對零勢點(diǎn)比較的結(jié)果。(2)電勢是電場本身具有的屬性,與試探電荷無關(guān)。
(3)沿著電場線的方向,電勢越來越低(最快),逆著電場線的方向,電勢越來越高,電勢降低的方向不一定就是電場線的方向。(4)電勢與場強(qiáng)沒有直接關(guān)系:電勢高的地方,場強(qiáng)不一定大;場強(qiáng)大的地方,電勢不一定高。(5)電勢是標(biāo)量,沒有方向,但有正負(fù)之分,比零電勢點(diǎn)高為正,比零電勢為低為負(fù)。(6)電勢的值與零電勢的選取有關(guān)
零電勢點(diǎn)可以自由選取,通常取離電場無窮遠(yuǎn)處電勢為零,實(shí)際應(yīng)用中常取大地電勢為零
(7)如果取無窮遠(yuǎn)電勢為零,正電荷形成的電場中各點(diǎn)的電勢均為正值,負(fù)電荷形成的電場中各點(diǎn)的電勢均為負(fù)值。
(8)當(dāng)存在幾個“場源”時,某處合電場的電勢等于各“場源”的電場在經(jīng)處的電勢的代數(shù)和(9)點(diǎn)電荷電場的電勢
在一個點(diǎn)電荷q所形成的電場中,若取無限遠(yuǎn)處的電勢為零,則在距此點(diǎn)電荷距離為r的地方的電勢為??k(10)均勻帶電球電場的電勢
對于一個均勻帶電球面所形成的電場,若球半徑為R,帶電量為q,則在球外的任意與球心相距為r的點(diǎn)的電勢為U?kq rqq,而其球面上和球面內(nèi)任一點(diǎn)的電勢都是U?k rR
三、電勢差:
1.定義:電荷q在電場中由一點(diǎn)A移到另一點(diǎn)B時,電場力所做的功WAB跟它的電荷量q的比值,叫做A、B兩點(diǎn)間的電勢差。2.定義式:UAB?WABq,單位:V=J/C 3.物理意義:電場中A、B兩點(diǎn)間的電勢差UAB在數(shù)值上等于單位正電荷從A點(diǎn)移動到B點(diǎn)過程中電場力所做的功WAB。
4.單位:伏特,符號是V。
5.說明: 電勢差是標(biāo)量,有正負(fù),無方向。A、B間電勢差UAB??B??A,顯然UAB??UBA電勢差的值與零電勢的選取無關(guān)。
注:電勢差很類似于重力場中的高度差.物體從重力場中的一點(diǎn)移到另一點(diǎn),重力做的功跟其重量的比值叫做這兩點(diǎn)的高度差h=W/G.
四、等勢面
1.定義:一般說來,電場中各點(diǎn)的電勢不同,但電場中也有許多點(diǎn)的電勢相等。我們把電場中電勢相等的點(diǎn)構(gòu)成的面叫做等勢面。2.等勢面的特點(diǎn):
(1)在同一等勢面上的任意兩點(diǎn)間(不論方式如何,只要起終點(diǎn)在同一等勢面上)移動電荷,電場力不做功。因?yàn)榈葎菝嫔细鼽c(diǎn)電勢相等,電荷在同一等勢面上各點(diǎn)具有相同的電勢能,所以在同一等勢面上移動電荷電勢能不變,即電場力不做功
(2)等勢面一定跟電場線垂直,即跟場強(qiáng)的方向垂直。
假如不是這樣,場強(qiáng)就有一個沿著等勢面的分量,這樣在等勢面上移動電荷時電場力就要做功。但這是不可能的,因?yàn)樵诘葎菝嫔细鼽c(diǎn)電勢相等,沿著等勢面移動電荷時電場力是不做功的,所以場強(qiáng)一定跟等勢面垂直。(3)沿著電場線方向電勢越來越低。
可見,電場線不但與等勢面垂直,而且由電勢較高的等勢面指向電勢較低的等勢面。(4)導(dǎo)體處于靜電平衡時,整個導(dǎo)體是一個等勢體,導(dǎo)體表面是一個等勢面。(后面將學(xué)到)(5)不同的等勢面是不會相交的,也不能相切。
因?yàn)殡妶鼍€總跟等勢面垂直,如果等勢面相交,則交線處同一點(diǎn)的電場線方向就有兩個,從而場強(qiáng)方向就不唯 一,這是不可能的;如果等勢面相切,則在相切處等勢面“密度”為無窮大,這也是不可能的(6)等差等勢面的疏密表示電場的強(qiáng)弱
等差等勢面密的地方場強(qiáng)大,等差等勢面疏的地方場強(qiáng)弱。
五、電場強(qiáng)度和電勢差的關(guān)系 1.關(guān)系E?U
d2.上式只適用于勻強(qiáng)電場,它表明在電場當(dāng)中,場強(qiáng)在數(shù)值上等于沿電場強(qiáng)度方向每單位距離上的電勢差。
題型講解
1.電勢和電勢差
(1)如圖(a)所示,AB是某電場中的一條電場線.若有一電子以某一初速度并且僅在電場力的作用下,沿AB由點(diǎn)A運(yùn)動到點(diǎn)B,其速度圖象如圖(b)所示.下列關(guān)于A、B兩點(diǎn)的電勢?和電場強(qiáng)度E大小的判斷正確的是()
A.EA?EB
B.EA?EB
C.?A??B
D.?A??B
(2)如圖所示,實(shí)線為電場線,虛線為等勢線,且AB=BC,電場中的A、B、C三點(diǎn)的場強(qiáng)分別為EA、EB、EC,電勢分別為?A、?B、?C,AB、BC間的電勢差分別為UAB、UBC,則下列關(guān)系中正確的有()A.?A>?B>?C B.EC>EB>EA
C.UAB<UBC
D.UAB=UBC 2.等勢面和電場線
如圖所示,平行直線AA?、BB?、CC?、DD?、EE?,分別表示電勢為-4 V、-2 V、0、2 V、4 V的等勢線,若AB=BC=CD= DE= 2 cm,且與直線MN成300角,則()
A.該電場是勻強(qiáng)電場,場強(qiáng)方向垂直于AA?,且左斜下 B.該電場是勻強(qiáng)電場,場強(qiáng)大小E=2 V/m C.該電場是勻強(qiáng)電場,距C點(diǎn)距離為2 cm的所有點(diǎn)中,最高電勢為4V,最低電勢為-4V D.該電場可能不是勻強(qiáng)電場,E=U/d不適用
- 3.電場力做功與電勢能變化之間的關(guān)系如圖所示,把電量為-5×109C的電荷,從電場中的A點(diǎn)移到B點(diǎn),其電勢能___(選填“增大”、“減小”或“不變”);若A點(diǎn)的電勢UA=15V,B點(diǎn)的電勢UB=10V,則此過程中電場力做的功為____J.
第四篇:《電勢差 電勢》說課稿
電勢差 電勢
各位評委,上午好!我叫XXX,來自XXX,今天我的說課題目是《電勢差 電勢》,下面我將圍繞本節(jié)課“教什么”、“怎樣教”以及“為什么這樣教”三個問題,從教材分析、教學(xué)目標(biāo)分析、重難點(diǎn)分析、教法與學(xué)法分析和教學(xué)過程五個方面逐一加以分析和說明。
一、教材分析
(一)、教材的地位和作用
本節(jié)是人教社物理選修3-1第一章第4、5節(jié)的內(nèi)容,本節(jié)處在電場強(qiáng)度之后,位于靜電現(xiàn)象前,起到承上啟下的作用。教材從電場對電荷做功的角度出發(fā),推知在勻強(qiáng)電場中電場力做功與移動電荷的路徑無關(guān)。利用定義法給出電勢的定義,并通過電勢描述等勢面,對學(xué)生能力的提高和對知識的遷移、靈活運(yùn)用給予了思維上的指導(dǎo)作用。
(二)、學(xué)情分析
學(xué)生已學(xué)習(xí)了電荷及庫侖定律、電場強(qiáng)度的知識,對本節(jié)的學(xué)習(xí)已具備基礎(chǔ)知識,但不夠深入,仍需要通過本節(jié)的學(xué)習(xí)進(jìn)一步培養(yǎng)和提高。
(三)、教學(xué)內(nèi)容
本節(jié)課為第一課時,主要內(nèi)容為概念的引入和對其物理含義的理解。
二、教學(xué)目標(biāo)分析
根據(jù)高中新課程總目標(biāo)(進(jìn)一步提高科學(xué)素養(yǎng),滿足全體學(xué)生的終身發(fā)展需求)的要求和理念(探究性、主體性、發(fā)展性、和諧性)、本節(jié)教材的特點(diǎn)(思想性、探究性、邏輯性、方法性和哲理性融會一體)和所教學(xué)生的學(xué)習(xí)基礎(chǔ)(知識結(jié)構(gòu)、思維結(jié)構(gòu)和認(rèn)知結(jié)構(gòu)),本節(jié)課的教學(xué)目標(biāo)為:
知識與技能目標(biāo):
1、理解電勢的概念,知道電勢是描述電場的能的性質(zhì)的物理量,理解電勢差與零點(diǎn)電勢面位置的選取無關(guān),熟練應(yīng)用其概念及定義式UAB?WAB進(jìn)行相關(guān)計(jì)q算。明確電勢差、電勢、靜電力的功、電勢能的關(guān)系。
2、理解電勢是描述電場的物理量,知道電勢與電勢差的關(guān)系UAB??A??B,電勢與零勢面的選取有關(guān),知道電場中沿著電場線的方向電勢的變化。
過程與方法目標(biāo):利用學(xué)生已經(jīng)掌握的知識進(jìn)行類比、概括,講述新知識,培養(yǎng)學(xué)生對新知識的自學(xué)能力,以及抽象思維能力。通過與前面知識的結(jié)合,理解電勢能與靜電力做的功的關(guān)系,從而更好地了解電勢差和電勢的概念。
情感與價值觀目標(biāo):嘗試運(yùn)用物理原理和研究方法解決一些與生產(chǎn)和生活相關(guān)的實(shí)際問題,增強(qiáng)科學(xué)探究的價值觀。
三、重難點(diǎn)分析
為更好地完成教學(xué)目標(biāo),本課教學(xué)重點(diǎn)為:理解和掌握電勢差、電勢、等勢面的概念及意義。在本節(jié)學(xué)習(xí)之前,學(xué)生已學(xué)習(xí)過其他力做功,如分子力做功使得分子勢能發(fā)生變化,彈簧的彈力做功引起彈性勢能的變化,因此本節(jié)教學(xué)的難點(diǎn)為把電勢、電勢面與前后知識區(qū)別、聯(lián)系,并能用此解決相關(guān)問題。
四、教學(xué)與學(xué)法分析
(一)、學(xué)法指導(dǎo)
教學(xué)矛盾的主要方面是學(xué)生的學(xué)。學(xué)是中心,會學(xué)是目的,因此在教學(xué)中要不斷指導(dǎo)學(xué)生學(xué)習(xí)?,F(xiàn)代教育更重視在教學(xué)過程中對學(xué)生的學(xué)法指導(dǎo),物理教學(xué)是以實(shí)驗(yàn)為基礎(chǔ)的,重在啟發(fā)思維,教會方法。對于簡諧運(yùn)動豐富的感性認(rèn)識,在教學(xué)中,收集一些簡諧運(yùn)動實(shí)例,巧用提問,評價激活學(xué)生的積極性,調(diào)動起課堂氣氛,讓學(xué)生在輕松,自主,討論的學(xué)習(xí)環(huán)境下完成學(xué)習(xí)任務(wù)。最后讓學(xué)生自由發(fā)言,舉出生活中一些簡諧運(yùn)動,做到從實(shí)踐到理論,再從理論到實(shí)踐。
(二)、教法分析
本節(jié)課設(shè)計(jì)的指導(dǎo)思想是:現(xiàn)代認(rèn)知心理學(xué)—建構(gòu)主義學(xué)習(xí)理論。建構(gòu)主義學(xué)習(xí)理論認(rèn)為:應(yīng)把學(xué)習(xí)看成是學(xué)生主動的建構(gòu)活動,學(xué)生應(yīng)與一定的知識背景即情景相聯(lián)系,在實(shí)際情況下學(xué)習(xí),可以使學(xué)生利用已有知識與經(jīng)驗(yàn)同化和索引出當(dāng)前要學(xué)習(xí)的新知識,這樣獲取的知識,不但便于保持,而且易于遷移到陌生的問題情境中。
本節(jié)課采用“誘思引探教學(xué)法”。使用投影儀,形象、直觀的展示教學(xué)內(nèi)容,引導(dǎo)學(xué)生發(fā)現(xiàn)簡諧運(yùn)動的規(guī)律及描述方式,把分析問題的機(jī)會留給學(xué)生。
五、教學(xué)過程
本節(jié)課的教學(xué)設(shè)計(jì)充分體現(xiàn)以學(xué)生發(fā)展為本,培養(yǎng)學(xué)生的觀察、概括和探究能力,遵循學(xué)生的認(rèn)知規(guī)律,體現(xiàn)理論聯(lián)系實(shí)際、循序漸進(jìn)和因材施教的教學(xué)原則,通過問題情境的創(chuàng)設(shè),激發(fā)興趣,是學(xué)生在問題解決的探索過程中,由學(xué)會走向會學(xué),由被動答題走向主動探究。
1、知識回顧。首先展示圖片,電場對放入其中的電荷有力的作用,此導(dǎo)體內(nèi)部電荷同樣有力的作用,此力可以做功,所以電場也有能的性質(zhì)。
電勢、電勢差的概念比較抽象,在講解時可以通過引入重力場的有關(guān)概念進(jìn)行類比,以增強(qiáng)知識的可感知性,有助于學(xué)生理解。因此接下來,復(fù)習(xí)有關(guān)功的知識以及重力做功和重力勢能的關(guān)系。功的量度:W?FScos?;重力做功只與位置有關(guān),與經(jīng)過的路徑無關(guān);重力做功與勢能的關(guān)系:WG??Ep;重力勢能是相對的,有零勢能面。
進(jìn)一步引導(dǎo)學(xué)生擴(kuò)展思維,回顧所學(xué)知識,對新知識產(chǎn)生興趣。例如,我們還研究過其它力做功,如分子力做功使得分子勢能發(fā)生變化,彈簧的彈力做功引起彈性勢能的變化,那么電場力做功的情形又是怎樣的呢。
2、引入新課。
指出上圖:在某一點(diǎn)電荷+Q形成的電場中,將同一電荷放入電場的不同位置A、B兩點(diǎn),所受到的電場力是不同的,這是因?yàn)锳、B兩點(diǎn)的電場強(qiáng)度不同,為了研究問題的方便,以勻強(qiáng)電場為例,勻強(qiáng)電場中,電荷從A點(diǎn)移動到B點(diǎn),電場力的大小F?Eq為恒力,則電場力做功大小為:W?EqScos?。在這里,W類似如重力做功W因此,將Wq?EScos?是一個與電荷本身無關(guān)的量,G?hcos?,也是與物體本身無關(guān)的物理量,只與重力場本身性質(zhì)有關(guān)。
q這一比值叫A、B兩點(diǎn)間的電勢差,用UAB來表示。
繼續(xù)聯(lián)系重力勢能提出問題:物體在重力作用下移動的高度差越大,重力勢能的變化也越大,高度差即高度的差值,電勢差也就是電勢的差值,那么如何定義電場中各點(diǎn)的電勢?給一分鐘同學(xué)思考后,引導(dǎo)學(xué)生閱讀教材定義,UAB?WAB,若將B點(diǎn)的電勢定義為零電q勢點(diǎn),則A點(diǎn)的電勢等于單位正電荷由A點(diǎn)移動到B點(diǎn)——零電勢點(diǎn)時所做的功。因此,老師強(qiáng)調(diào),電勢通常用?表示,電場中某一點(diǎn)的電勢,等于單位正電荷由該點(diǎn)移動到參考點(diǎn)(零電勢點(diǎn))時電場力所做的功。
3、強(qiáng)化和延伸知識點(diǎn)。
引導(dǎo)學(xué)生思考,指出電勢差與零點(diǎn)電勢的選取無關(guān),但電勢是相對零點(diǎn)電勢而言的,與零點(diǎn)電勢的選取有關(guān)。然后課堂給出幾分鐘時間,由學(xué)生獨(dú)立完成一道例題:設(shè)電場中AB
2兩點(diǎn)的電勢差U?2.0?10V,帶電粒子的電量q?1.2?10?8C,把q從A點(diǎn)移動到B點(diǎn),電場力做了多少功?是正功還是負(fù)功?設(shè)UA?UB。
4、知識小結(jié)。(1)、電場中兩點(diǎn)間的電勢差,類似重力場中兩點(diǎn)的高度差,電勢差UAB?WAB,qU與W、q無關(guān)。(2)、電場中某一點(diǎn)的電勢?,等于單位正電荷由該點(diǎn)移動到參考點(diǎn)時電場力所做的功,并且注意電勢的大小與參考點(diǎn)的選取無關(guān)。(3)、UB?B??,A?A沿著電場線的方向,電勢越來越低。
5、布置作業(yè)。布置課后習(xí)題,要求學(xué)生課后獨(dú)立完成。
6、版書設(shè)計(jì)。
第四節(jié) 電勢差 電勢
1、電勢差:在勻強(qiáng)電場中,把電荷從A移動到B,電場力做功W?EqScos?,把W這一比值叫A、B兩點(diǎn)的電勢差,用UAB表示。
2、電勢?:電場中某一點(diǎn)的電勢,等于單位正電荷由該點(diǎn)移動到參考點(diǎn)(零電勢點(diǎn))時電場力所做的功。
3、UAB??A??B,沿電場線方向,電勢越來越低。
以上是我對本節(jié)課的一些粗淺的認(rèn)識和構(gòu)想,如有不妥之處,懇請各位專家批評指正。謝謝。
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第五篇:電視能和電勢教學(xué)反思
電勢能和電勢教學(xué)反思
本節(jié)內(nèi)容為物理選修3-1中第一章靜電場中第四節(jié)的教學(xué)內(nèi)容,它處在電場強(qiáng)度之后,位于電勢差之前,起到承上啟下的作用。它是課程教學(xué)中利用物理思維方法較多的一堂課,尤其是類比法的應(yīng)用,充分讓學(xué)生能夠回顧前面所學(xué)的重力勢能的知識,以及研究功能關(guān)系的方法,這個過程對于學(xué)生的科學(xué)思維,科學(xué)探究的能力,以及科學(xué)態(tài)度的培養(yǎng)是很重要的。本節(jié)課是學(xué)習(xí)電場的重點(diǎn),同樣的也是難點(diǎn),尤其是對于電勢能的理解,它畢竟不同于重力勢能那么形象直觀,以及電勢的理解,課本上并沒有給出電勢具體類比于那個物理量,所以,這對于學(xué)生的理解是存在較大的困難的,綜上所述,在本節(jié)課的課后,對于本節(jié)課的教學(xué)有如下幾條反思,希望在以后的教學(xué)工作中能夠改善和進(jìn)一步研究
一:關(guān)于靜電力做功的過程微元法的顯化
在正常的教學(xué)中,本節(jié)課中所涉及的微元法是不需要講解的,在之前的必修一速度時間圖像中用面積代表位移的過程中實(shí)際上也用到了這種方法,在課程標(biāo)準(zhǔn)中也并未對于微元法作出具體要求,但是,高中生即將進(jìn)入大學(xué)深造,抽象思維開始快速發(fā)展,面對一些難以解決的問題需要新的思維方法,這也是我們向?qū)W生滲透新思維的好時機(jī),我們才用微元法,取A到B間極小的一段作為研究對象,把位移分割為無限多的小部分,最后用求和解決了電場力做功的問題,靜電力做功的推導(dǎo)過程不僅僅把其特點(diǎn)加以展示,有蘊(yùn)含著微元思想。通過學(xué)生對于微元思想的不斷了解,積累和熟練,可以有效地促進(jìn)學(xué)生掌握物理知識,解決物理難題。
二:關(guān)于物理教學(xué)邏輯性的思考
物理學(xué)是一門邏輯性很強(qiáng)的學(xué)科,尤其是本節(jié)課的內(nèi)容,和前面所學(xué)的知識聯(lián)系的很緊密,通過靜電力做功的特點(diǎn)證明了電場力是保守力,然后在電場中類比于重力場中得出結(jié)論,在電場中電荷也具有電勢能,進(jìn)一步來引出了具體來描述電場能量性質(zhì)的物理量,電勢。這樣的教學(xué)思路,類比法的充分應(yīng)用,既考慮到學(xué)生認(rèn)知的規(guī)律,同時對于學(xué)生之前所學(xué)知識的回顧(重力勢能),這有助于克服電勢能和電勢的陌生感,從而體現(xiàn)教學(xué)的邏輯性。
三:在本節(jié)課中電勢能和電勢的公式計(jì)算
由于本節(jié)課需要計(jì)算電勢能和電勢,對于電勢能來說,計(jì)算的方法從定義上來說是計(jì)算把某電荷從該點(diǎn)移到電勢能零點(diǎn)電場力所做的功,類比于重力勢能的計(jì)算是給定了一個計(jì)算公式的,那么電勢能究竟需不需要給學(xué)生一個公式呢?如果不給的話,那么學(xué)生對于如何計(jì)算電勢能的方法是比較模糊的,但是給定公式的話,這種情況也是非常特殊的,即勻強(qiáng)電場,并且距離必須是沿著電場線的距離,這就有可能造成學(xué)生不管不顧的套用公式。容易產(chǎn)生錯誤,并且電場中的情況是比較復(fù)雜的,由于正負(fù)兩種電荷的存在,所以是否給學(xué)生公式,這是一個值得思考的問題,應(yīng)該在教學(xué)中逐步優(yōu)化??傊?,本節(jié)課電勢能和電勢是一節(jié)比較難的課,教師難講,學(xué)生難學(xué),因此如何去在正確的基礎(chǔ)去優(yōu)化自己的語言,讓學(xué)生很容易的去理解,這也是需要繼續(xù)研究和努力的。