高中物理5 电势差教学设计学情分析教材分析课后反思.docx

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高中物理5电势差教学设计学情分析教材分析课后反思

新人教版物理选修3-1第一章第5节教学设计

教学目标

1．运用类比的方法，得到电势差的公式，让学生理解电势差是描述电场的能的性质的物理量，理解电势差与零点电势面位置的选取无关，熟练应用其概念及定义式进行相关的计算．

2．推导得出在电场中移动电荷时静电力做功与两点间电势差之间的关系，会应用静电力做功的公式进行相关的计算。

3．通过理论探究得到两点间电势差和静电力做功的关系表达式，知道两点之间电势差的正负号与这两点的电势高低之间的对应关系，培养对比学习的学习方法，培养逻辑思维能力。

4.将新学知识和已经掌握的知识进行类比、概括讲述新知识，培养学生对新知识的自学能力，逻辑推理能力，以及抽象思维的能力

教材分析

1、在本节内容中，涉及到前面讲的电势能和电势的相关知识，并且新授知识与学生以前所学的高度差有相似的规律，因此讲解时可以采取类比法这一物理教学中常用的教学方法．

2、第四节教材中首先导出电场力做功的特点，对比重力做功引起势能的变化，得到电势、电势能的概念，所以类比高度差定义电势差的概念，从而得到电势差命名的由来。

强化电势差与电场力做功和试探电荷无关，运用理论探究的方法，由电场力做功和电势能的关系导出电势差和电场力做功的关系，在物理学中，特别是在技术应用方面常用到的是电势差的概念，电势差往往比电势更有意义。

引入电势差的概念，使求静电力做功的计算十分方便，不必考虑静电力的大小和电荷移动的路径，特别是对于静电力是变力时，就只能用WAB＝qUAB来计算。

教法分析

（1）首先在学生已有的基础上引导学生为什么要提出电势差概念，运用类比法定义电势差引入概念的教学，以加深对该概念的理解。

并学会熟练应用静电力做功的公式进行相关的计算。

（2）通过理论探究找到两点间电势差和电势的关系表达式，确定两点之间电势差的正负号与这两点的电势高低之间的对应关系，并能够理解电势差的数值与零势面的选取无关。

让学生明白为什么要学，怎样学，学了有什么用，以此来突破教学的难点。

（3）说明电势差的单位以及标量性，关于电势差公式的应用时，注意公式中物理量的正负，理解正负只是表示电势的高低而不是方向．

（4）电势、电势差、电势能的概念比较抽象，在讲解时可以通过引入重力场的有关概念进行类比，以增强知识的可感知性，这有助于学生的理解。

但还需要注意的是，在讲解中不仅要掌握好教学的深度，同时要加强学生从不同的知识角度——能的角度、功能关系的角度学习本节知识，从一个更高的全面的基准点对已学知识进行综合，加强学生自身知识的再更新能力.

教学重点难点及学生情况分析

1、电势差的概念是一个比较困难的过程。

对此，我们应引导学生应用类比的方法

2、学生对电势能和电势理解不够透彻将直接影响到对电势差的认识。

3、通过实例加深学生对电势差的理解。

设计说明

本节课虽然作为电场一章中很简短的一节，但起着承前启后的重要作用。

在教学中，引领学生运用类比重力场的方法引入电势差的概念，激起学生对知识的亲切感和关联体验。

教学设计中让学生尽量多地参与到课堂活动中来，通过理论探究、讨论分析等环节，灵活采用自主、探究、合作的学习方式，培养学生严密的逻辑思维能力和严谨的治学精神。

教学过程

一、学习目标

一、）知识与技能 

1、理解电势差是描述电场的能的性质的物理量，理解电势差与电势零点位置的选取无关.

2、理解电势差与电势的关系，明确正负号含义。

会用UAB＝φA－φB进行有关计算

3、理解电场力做功与电势差的关系。

会用UAB＝进行有关计算．

二、）过程与方法

培养学生的分析能力，综合能力

三、）情感态度价值观

使学生能从类似的事物中找出共性

二、重点、难点

1．重点：

电势差的概念，电势差与电场力做功的关系，公式应用计算。

2．难点：

电势差的定义的理解及应用。

三、课前思考

1、电势能和以前学过的哪种能量相类似？

电势与以前学过的哪个物理量相似？

2、电场力做功与电势能变化的关系：

，电势能减小；电场力作负功（克服电场力做功），。

静电力做的功等于电势能的减少量，公式

3电势能Ep和电势φ的关系：

四、课内探究：

探究一：

电势差与电势的关系

[问题设计]通过前面的学习，我们知道重力场、电场有诸多相似之处，对比如下：

类比法

重力场

电场

重力

电场力

重力势能

电势能

重力做功

电场力做功

某点的高度

某点的电势

两点间高度差

以地面作为参考平面，A点的高度是，A、B点两的高度差是，以B点所在水平面作为参考平面，A点的高度是，A、B两点的高度差是，可见，选取不同的参考平面对同一点高度的描述（填相同或不同），但高度差（填相同或不同），同理，在电场中，各点电势也会随零电势点的改变而改变，但电势的差值却保持不变，因此电势的差值往往比电势更重要。

如图所示，A、B、C为同一电场线上的三点，取B点电势为零时，A、C两点的电势分别为8V和－6V．A、C两点间的电势的差值是多少？

C、A两点间的电势的差值是多少？

[要点提炼]

1、电势差定义：

A、B两点间电势差一般用UAB表示，设电场中A点的电势为φA，B点的电势为φB，

A、B两点间电势差表达式，那么，B、A两点间电势差表达式为可见UAB和UBA的关系是，求电势差必须指明哪两个点的电势差。

电势差有时也叫电压。

思考：

1、电势差可以是正值也可以是负值，电势差的正负表示什么意义？

如何比较电势差大小。

2、电势的数值与零电势点的选取有关，电势差的数值与零电势点的选取有关吗？

总结：

电势与电势差的区别与联系

电势φ

电势差UAB＝φA－φB

区别

（1）（电场中某点的）电势与零电势点的选取有关（一般取无限远处或地球表面的电势为零电势）

（2）电势由电场本身决定，反映电场的能的性质

（3）相对量，与零电势点的选取有关

（4）标量，可正可负，正负号相对零电势面而言

（1）（电场中两点间的）电势差与零电势点的选取无关

（2）电势差由决定

反映电场的能的性质

（3）量，与零电势点的选取无关

（4）量，可正可负，正负号反映了φA、φB的高低

联系

（1）电场中某点的电势在数值上等于该点与零电势点之间的电势差φA=UAO

（2）电势与电势差的单位相同，皆为伏特（V）

探究二、静电力做功与电势差的关系

[问题设计]电荷量为q的电荷沿如图所示的曲线由电场中的A点运动到B点，已知A、B两点的电势分别为φA、φB，则：

（1）电荷在A、B两点具有的电势能分别为多少？

此过程静电力做功WAB为多少？

（2）请由上述问题推理得出静电力做功与电势差的关系？

[要点提炼]

1．静电力做功与电势差的关系：

WAB＝或UAB＝.

2．上述公式应用注意事项：

（1）带正、负号进行运算：

把电荷q的电性和两点间的电势差U的正负代入；功为正，则说明静电力做正功，电荷的电势能减小；功为负，则说明静电力做负功，电荷的电势能增大．

（2）只将绝对值代入公式运算：

即在计算时，q、U都取绝对值，算出的功也是绝对值，

此时W=qU,至于静电力做的是正功还是负功，可以根据电荷的正、负及电荷移动的方向与电场线方向的关系进行判断．

（3）用关系式WAB＝qUAB进行相关计算时要注意W与U的下标要对应，不要造成混乱，因为UAB＝－UBA，WAB＝－WBA.

（4）公式WAB＝qUAB或UAB＝适用于任何电场。

（5）由UAB＝可知电势差在数值上等于移动单位正电荷所做的功

思考：

UAB跟WAB、q有关吗？

WAB跟q、UAB有关吗？

五、典例精析

一、）对电势和电势差的理解

例1　下列说法正确的是（　　）

A．电势差与电势一样，是相对量，与零电势点的选取有关

B．电势差是一个标量，但有正、负之分

C．由于电场力做功跟移动电荷的路径无关，所以电势差也跟移动电荷的路径无关，只跟电场及这两点的位置有关

D．A、B两点的电势差是恒定的，不随零电势点的不同而改变，所以UAB＝UBA

例2　在电场中A、B两点间的电势差UAB＝75V，B、C两点间的电势差UBC＝－200V，则A、B、C三点的电势高低关系为（　　）

A．φA＞φB＞φCB．φA＜φC＜φB

C．φC＞φA＞φBD．φC＞φB＞φA

二、）电场力做功与电势能、电势差的关系

例3　有一个带电荷量q＝－3×10－6C的点电荷，从某电场中的A点移到B点，电荷克服静电力做6×10－4J的功，从B点移到C点，静电力对电荷做9×10－4J的功，问：

（1）AB、BC、CA间电势差各为多少？

（2）如以B点电势为零，则A、C两点的电势各为多少？

电荷在A、C两点的电势能各为多少？

例4　电场中有A、B两点，一个点电荷在A点的电势能为1.2×10－8J，在B点的电势能为8.0×10－9J．已知A、B两点在同一条电场线上，如图所示，该点电荷的电荷量为1.0×10－9C，那么（　　）

A．该电荷为负电荷

B．该电荷为正电荷

C．A、B两点的电势差UAB＝4.0V

D．把电荷从A移到B，电场力做功为W＝4.0J

自我检测

1．（电势和电势差）如图所示，某电场的等势面用实线表示，各等势面的电势分别为10V、6V和－2V，则UAB＝______，UBC＝______，UCA＝______.

2．（对电场力做功与电势差关系的认识）下列关于对UAB＝和WAB＝qUAB的理解，正确的是（　　）

A．电场中A、B两点的电势差和两点间移动电荷的电荷量q成反比

B．在电场中A、B两点移动不同的电荷，电场力的功WAB和电荷量q成正比

C．UAB与q、WAB无关，与是否移动电荷也没有关系

D．WAB与q、UAB无关，与电荷移动的路径无关

3．（公式UAB＝的应用）带电荷量为q＝＋5.0×10－8C的点电荷从A点移到B点时，克服静电力做功3.0×10－6J．已知B点的电势为φB＝20V．求：

（1）A、B间的电势差；

（2）A点的电势；

（3）q从A到B的电势能变化．

拓展延伸：

题组一　对电势和电势差的理解

1．下列关于电势差UAB和电势φA、φB的理解，正确的是（　　）

A．UAB表示B点与A点之间的电势差，即UAB＝φB－φA

B．UAB和UBA是不同的，它们有关系：

UAB＝－UBA

C．φA、φB都有正负，所以电势是矢量

D．零电势点的规定虽然是任意的，但人们常常规定大地和无穷远处为零电势点

2．下列关于电场的描述，正确的是（　　）

A．电场中某点电势的大小、正负与零电势点的选取有关

B．电场中某两点间的电势差与零电势点的选取有关

C．同一点电荷处于电场中的不同位置时，具有的电势能越大，说明那一点的电势越高

D．同一点电荷在电场中任意两点间移动时，只要静电力做的功相同，那么两点间的电势差一定相同

3.如图所示，a、b、c是氢原子的核外电子绕核运动的三个可能轨道，取无穷远电子的电势能为零，电子在a、b、c三个轨道时对应的电势能分别为－13.6eV，－3.4eV，－1.51eV，由于某种因素（如加热或光照）的影响，电子会沿椭圆轨道跃迁到离核更远的轨道上运动，则：

（1）φa＝________，φb＝________，φc＝________.

（2）Uab＝________，Ubc＝________.

题组二　电场力做功与电势能、电势差的关系

4．对于电场中A、B两点，下列说法正确的是（　　）

A．电势差的表达式UAB＝，说明两点间的电势差UAB与静电力做功WAB成正比，与移动电荷的电荷量q成反比.

B．A、B两点间的电势差等于将电荷从A点移到B点静电力所做的功

C．将1C电荷从A点移到B点，静电力做1J的功，这两点间的电势差为1