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10.1 电势能和电势----大单元分课时教学设计
课 题 人教版高中物理·选择性必修·第三册 第十章静电场中的能量 第1节 电势能和电势（第一课时）
课 型 新授课 复习课□ 试卷讲评课□ 其他课□
授课班级 授课时间
教学内容分析 课标要求： 3.1.5知道静电场中的电荷具有电势能。了解电势能、电势和电势差的含义。知道匀强电场中电势差与电场强度的关系。能分析带电粒子在电场中的运动情况，能解释相关的物理现象。 教材分析： 本节课所采用的教材是人教版高中物理必修3第10章第一节的内容，在三节课我们研究电场强度时，我们是从力的角度出发研究电场性质的，本节我们再从能量的角度来研究电场的其它性质电势能和电势。从教科书整体设计角度分析，功和能的关系问题在《物理必修2)中有过充分的讨论，在此， 教科书分析了静电力做的功之后很自然地就会得到电势能的概念，随后，由于电势能的大小与检验电荷的电荷量成正比，又得到了电势的概念。
学情分析 知识储备：功和能的关系问题在《物理必修2)中有过充分的讨论 能力基础：对中学生来说，建立电势能和电势的概念是个比较困难的过程。对此，教师应有充分的思想准备，教科书以静电力对试探电荷做功为切人点。 思维能力：接着将静电力做功同重力对物体做功与路径无关进行类比建立了电势能的概念，并且与重力对物体做功引起重力势能的变化再次类比，得出静电力做的功等于电势能的减少量，又一次与重力势能进行类比得知电势能具有相对性。
核心素养 物理观念：通过类比的方法建立电势和电势能的概念。 科学思维：通过对知识的类比能力，培养学生对现象的归纳能力，对问题的分析、推理能力。 科学探究：通过讨论静电力对试探电荷做功，知道静电力做功与路径无关的特点 科学态度与责任：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。
教学准备 多媒体课件
活动设计
教学内容 教师活动 学生活动 评价任务
环节一：导入新课 活动一：展示学习目标
(1）通过计算在匀强电场中移动电荷静电力所做的功,认识静电力做功跟路径无关的特点。(2）通过类比重力势能引人电势能，体会能量观点是分析物理问题的重要方法，并进一步认识到物理学的和谐统一性。 ( 3）理解电势能的变化与静电力做功的关系。知道常见的电势能零点的规定方法 (4）通过建立电势概念的过程，理解电势是从能的角度描述电场的物理量。会判断电场中两点电势的高低。 让学生明确学习目标，做到有的放矢； 课后根据目标，学生自我评价得失情况。
活动二：问题导入
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，静电力做正功还是负功？动能增加还是减少？ 1、PPT展示问题，引导学生思考。 2、板书：§10.1电势能和电势 思考问题并尝试回答问题。 评价学生回答情况。 评价学生是否有对新课题的求知欲望。
环节二：新课教学 活动一：静电力做功的特点
1.重力和静电力的对比 甲 乙 （1）重力的大小和方向 如图甲所示，一个质量为m的物体不管它怎样运动，在地面某位置所受的重力大小都等于mg，方向竖直向下。 （2）静电力的大小和方向 如图乙所示，一个带正电的电荷量为q的试探电荷在匀强电场中某位置，不管它怎样运动，其所受静电力的大小都等于qE，方向跟电场强度E的方向相同。 2.静电力做功的特点 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 沿不同路径从 A 点移动到 B 点，通过计算不同路径的静电力做功来判断其是否具有与路径无关的特点。 （1）将正的检验电荷q分别沿直线和折线从A移至B，求电场力所做的功的表达式。 ①沿直线A-B： WAB ＝Fcosθ|AB|＝qEcosθ|AB| ＝ qE|AM| ②沿折线A-M-B： 对AM：W1 = q E ·|AM| 对MB：W2 = 0 在整个移动过程A-M-B，静电力对 q 所做的功 WAMB = W1 + W2= q E·|AM| 3.将正的检验电荷q从A沿曲线移至B，求电场力所做的功的表达式。 把曲线分成无数小段，每一小段中，设想 q 都从起点先沿电场方向、再沿垂直电场方向到达终点。各小段沿垂直电场方向运动时，静电力是不做功的，各小段沿电场方向移动的位移之和等于| AM| q 沿任意曲线从 A 点移动到 B 点静电力所做的功也是W＝qE|AM| 结论：在匀强电场中移动电荷时，静电力做的功与电荷的起始位置和终止位置有关，但与电荷经过的路径无关。 说明：这一结论对于非匀强电场也同样适用。 1、引导学生观察图片说出重力的大小和方向和静电力的大小和方向 2、引导学生总结静电力做功的特点。 3、引导学生体会重力和静电力的具有的某些特征是相似的 1、观察图片说出重力的大小和方向和静电力的大小和方向 2、总结静电力做功的特点。 3、体会重力和静电力的具有的某些特征是相似的 1、对学生的讨论情况和回答问题的情况进行评价。 2、评价学生能否说出重力的大小和方向和静电力的大小和方向 3、评价学生能否总结静电力做功的特点
活动二：电势能
1.电势能 我们称电荷在电场中具有的势能叫电势能，用Ep 表示。 思考讨论1：电势能的大小由什么决定？ 2.电势能与电场力做功的关系 WAB 表示电荷由A点运动到B点静电力所做的功，EpA 和EpB 分别表示电荷在A点和B点的电势能，它们之间的关系为: WAB ＝ EpA － EpB (1)当WAB 为正值时，EpA > EpB ，表明静电力做正功，电势能减少。 (2)当WAB 为负值时，EpA< EpB ，表明静电力做负功，电势能增加。 总结：静电力做的功等于电势能的减少量:WAB=EpA- EpB= -ΔEpAB 3.电势能的计算 （1）电荷在某点的电势能，等于静电力把它从该处移动到零势能位置所做的功。 （2）电势能具有相对性，与零势能参考面的选择有关： 通常把电荷在离场源电荷无限远处的电势能规定为0，或把电荷在大地表面的电势能规定为0。有时也可能是人为规定的点或面为零势能参考面。 思考讨论2：若取无穷远为零势能面，在场源电荷为正点电荷的电场中，正电荷的电势能一定大于负电荷的电势能吗？若场源电荷为负点电荷呢？ 1、引导学生思考讨论：电势能的大小由什么决定？ 2、引导学生观察图片，理解电势能与电场力做功的关系 3、引导学生思考讨论：若取无穷远为零势能面，在场源电荷为正点电荷的电场中，正电荷的电势能一定大于负电荷的电势能吗？若场源电荷为负点电荷呢？ 1、小组完成思考讨论1 2、观察图片，理解电势能与电场力做功的关系 3、小组完成思考讨论2 1、对学生的回答做出评价。 2评价学生是否掌握电势能的大小是由电荷与电场的相对位置决定的。 3、评价学生的观察和逻辑思维能力 4、评价学生是否理解静电力做功与电势能变化的关系:
环节三：例题讲解
例题：有一电荷量q=-3×10-6的点电荷， 从电场中的A点移到B点时，克服静电力做功6×10-4J，从B点移到C点时静电力做功9×10-4J。问: ①以B为零势能点，电荷在A点时的电势能EpA1是多少 ②如选取C点的电势能为0，则电荷在A点时的电势能EpA2又是多少 解：①以B为零势能点，电荷由A移向B的过程中，静电力做功-6×10-4J，即WAB =-6×10-4J 。根据WAB = EpA1-EpB ，得 EpA1=-6×10-4J 。 ②以C为零势能点，根据WAB = EpA2-EpC，因为电荷从A移动到C，静电力做功WAC = WAB +WBC =[(-6)+9] ×10-4J=3×10-4J， 所以EpA2= 3×10-4J 。 1、多媒体展示例题 2、让学生自己先思考并用草稿纸写出解题过程，巡视学生练习情况，抽两位同学到黑板上展示解题过程并进行面批。 3、教师讲解 1、在草稿纸上完成展示的练习。 2、认真听老师讲解练习。 1、对学生的练习情况进行面批和评价。 2、对学生听讲解练习的情况进行评价。
环节四：课堂小结
学到了什么？ 引导学生小结 小组讨论，总结本节课得失 对学生的讨论情况和总结情况进行评价。
环节五：作业设计
PPT展示作业内容 指导学生完成练习，面批练习。 按要求完成练习。 从完成情况和书写情况等方面进行评价。
环节六：主板书设计
一、静电力做功的特点 在电场中移动电荷时，静电力做的功与电荷的起始位置和终止位置有关，但与电荷经过的路径无关。 二、电势能 1.电场中的电荷因受电场力作用而具有的能量叫电势能。 2.电势能与电场力做功的关系 静电力做的功等于电势能的减少量:WAB=EpA- EpB= -ΔEpAB 3.电势能的计算 （1）电荷在某点的电势能，等于静电力把它从该处移动到零势能位置所做的功。 （2）电势能具有相对性，与零势能参考面的选择有关。
教学反思
课 题 人教版高中物理·选择性必修·第三册 第十章静电场中的能量 第1节 电势能和电势（第二课时）
课 型 新授课 复习课□ 试卷讲评课□ 其他课□
授课班级 授课时间
教学内容分析 课标要求： 3.1.5知道静电场中的电荷具有电势能。了解电势能、电势和电势差的含义。知道匀强电场中电势差与电场强度的关系。能分析带电粒子在电场中的运动情况，能解释相关的物理现象。 教材分析： 本节课所采用的教材是人教版高中物理必修3第10章第一节的内容，在三节课我们研究电场强度时，我们是从力的角度出发研究电场性质的，本节我们再从能量的角度来研究电场的其它性质电势能和电势。从教科书整体设计角度分析，功和能的关系问题在《物理必修2)中有过充分的讨论，在此， 教科书分析了静电力做的功之后很自然地就会得到电势能的概念，随后，由于电势能的大小与检验电荷的电荷量成正比，又得到了电势的概念。
学情分析 知识储备：功和能的关系问题在《物理必修2)中有过充分的讨论 能力基础：对中学生来说，建立电势能和电势的概念是个比较困难的过程。对此，教师应有充分的思想准备，教科书以静电力对试探电荷做功为切人点。 思维能力：接着将静电力做功同重力对物体做功与路径无关进行类比建立了电势能的概念，并且与重力对物体做功引起重力势能的变化再次类比，得出静电力做的功等于电势能的减少量，又一次与重力势能进行类比得知电势能具有相对性。
核心素养 物理观念：通过类比的方法建立电势和电势能的概念。 科学思维：通过对知识的类比能力，培养学生对现象的归纳能力，对问题的分析、推理能力。 科学探究：通过讨论静电力对试探电荷做功，知道静电力做功与路径无关的特点 科学态度与责任：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。
教学准备 多媒体课件
活动设计
教学内容 教师活动 学生活动 评价任务
环节一：导入新课 活动一：复习导入
一、静电力做功的特点 二、电势能 1.电场中的电荷因受电场力作用而具有的能量叫电势能。 2.电势能与电场力做功的关系 3.电势能的计算 引导学生复习第一课时的内容 回忆上节课内容，阜复习静电力做功的特点、电势能的定义、电势能与电场力做功的关系、电势能的计算 1、评价学生对上节课内容的掌握情况
环节二：新课教学 活动一：电势
在定义电场强度时，我们把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。 电场强度的定义式： 现在我们利用定义电场强度的方法进行类比通过电势能的研究来认识另一个物理量——电势。 如图：有一个电场强度为E的匀强电场，规定电荷在O点的电势能为0。A为电场中的任意一点。用图中已知量表示出正电荷q具有的电势能 解析：由题意知EP0 =0则静电力做的功： 根据WOA = EpO-EpA得 可见，在电场中同一位置，电荷q具有的电势能EpA与q成正比。 即电势能跟电荷量的比值： 即：该比值是一个与q无关，仅与电场及A点的位置有关的量。 结论：电荷在电场中某一点的电势能与它的电荷量的比值EpA/q的大小与试探电荷的正负及电量q均无关，只与电场中该点在电场中的位置有关，故其可衡量电场的性质。 1.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，叫作电场在这一点的电势。 （2）定义式：用φ表示电势，用Ep 表示电荷q的电势能，则 在国际单位制中，电势的单位是伏特，符号是V。 在电场中的某一点，如果电荷量为1C的电荷在这点的电势能是1J，这一点的电势就是1 V，即1V ＝ 1J/C 1、PPT展示情景，引导学生计算分析q具有的电势能 2、引导学生通过类比得出电势的定义 1、草稿纸上计算分析q具有的电势能 2、通过类比得出电势的定义 1、评价学生对情景中q具有的电势能的分析计算的情况 2、评价学生能否通过类比得出电势的定义
2.物理意义：描述电场的能的性质的物理量，由场源决定。 3.电势的相对性：与电势能一 样具有相对性，规定了零势点之后，才能确定电场中各点的电势。在物理学的理论研究中常取离场源电荷无限远或大地表面的电势为零。 4.电势的标量性 电势是标量，只有大小没有方向，但有正负值，比零点高为正值，比零点低为负值。 5.电势的固有性：电场中某点的电势的大小是由电场本身的性质决定的，与放不放电荷及放什么电荷无关。 让学生阅读课本，完成相关概念的填空 阅读课本，完成相关概念的填空 1、评价学生的阅读情况 2、评价学生完成填空的情况 3、学生的自主学习能力
6.判断电势高低的方法 （1）依据电场线判断 如图假如正的试探电荷沿着电场线从左向右移向O点，它的电势能是逐渐减少的。 沿着电场线方向电势逐渐降低。 （2）根据只在静电力作用下电荷的移动情况来判断 ①只在静电力作用下，电荷由静止开始移动，正电荷总是由电势高的点移到电势低的点；负电荷总是由电势低的点移向电势高的点。 ②移动正电荷静电力做正功时，电势能减少，则是从电势高处移到电势低处，做负功时相反; ③移动负电荷静电力做正功时，电势能减少，则是从电势低处移到电势高处，做负功时相反。 7.电势正负的判断 在规定了零电势点之后，电场中各点的电势可以是正值，也可以是负值。高于零电势的值是正值，低于零电势的值是负值。 若以无穷远处电势为零，则正电荷周围各点电势为正，负电荷周围各点电势为负。 1、让学生思考回答判断电势高低的方法 2、归纳补充学生的讨论成果 小组讨论：判断电势高低的方法 1、评价学生的讨论情况，沟通表达能力 2.、评价学生对“判断电势高低的方法”的讨论成果
环节三：例题讲解
1.下列叙述正确的是 ( ) A．在电场中移动电荷，电荷的电势能一定变化 B．电场力对电荷做正功，电荷的电势能增加 C．电场力对正电荷做正功，电荷的电势能减少 D．电场力对负电荷做负功，电荷的电势能增加。 答案：C D 2.关于静电场的描述正确的是（　） A．电势降低的方向就是电场线方向 B．沿着电场线方向电场强度一定减小 C．电场中电荷的受力方向就是电场强度的方向 D．电场中电场强度为零的地方电势不一定为零 答案： D 3．下列说法正确的是 ( ) A．在电场中顺着电场线移动电荷，电场力做功电荷电势能减少 B．在电场中逆着电场线移动电荷，电场力做功电荷电势能减少 C．在电场中顺着电场线移动正电荷，电场力做正功，电荷电势能减少 D．在电场中逆着电场线移动负电荷，电场力做负功，电荷电势能增加 答案：C 4．如图为描述某静电场的电场线，a、b、c是同一条电场线上的三个点，其电场强度大小分别为Ea、Eb、Ec，电势分别为φa、φb、φc下列大小关系正确的是（　　） A．Ea＞Eb＞Ec B．Ea=Eb=Ec C．φa＞φb＞φc D．φa=φb=φc 答案：C 1、多媒体展示例题 2、让学生自己先思考并用草稿纸写出解题过程，巡视学生练习情况，抽两位同学到黑板上展示解题过程并进行面批。 3、教师讲解 1、在草稿纸上完成展示的练习。 2、认真听老师讲解练习。 1、对学生的练习情况进行面批和评价。 2、对学生听讲解练习的情况进行评价。
环节四：课堂小结
学到了什么？ 引导学生小结 小组讨论，总结本节课得失 对学生的讨论情况和总结情况进行评价。
环节五：作业设计
PPT展示作业内容 指导学生完成练习，面批练习。 按要求完成练习。 从完成情况和书写情况等方面进行评价。
环节六：主板书设计
一、静电力做功的特点 二、电势能 三、电势 1.定义式： 2.判断电势高低的方法
教学反思

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