2022年电势电势差教学设计设案例分析.pdf

“电势”“电势差”教学设计的案例分析重庆市聚奎中学校李波在两年的工作实践当中，关于教育教学确实有很多的案例。现在， 我将以在电场教学中的难点 “ 电势 ”“电势差 ” 的教学设计为案例进行分析。在教学设计方面我讲从以下几个方面进行设计：一、设计思想物理知识与一般的文化知识存在着密切的联系，在教学中如能把物理概念整合到更广阔的文化背景中， 就能使学生更深刻地理解这一概念。在本节课的教学中，通过对包含 “势”字的词语的讨论，使学生理解“势”的一般含义，这样有利于学生深刻理解电势概念。类比是人类研究、理解未知事物的一种有效而常用的方法。学生对重力场中“地势”的概念。水流从“地势”高处流到“地势”低处的现象及重力做功跟始末位置的“地势差”有关的规律有直观的印象。所以从“地势”概念出发，通过类比建立电势概念，是一种易于理解而直观的方法。教材中把电势差和电势能编排在同一节，这两个概念都很抽象难懂，它们既有联系又有区别， 并且很容易混淆。根据奥苏贝尔的学习理论，有意义学习，就是在新概念与认知结构中的有关概念（固定点）之间建立起本质的、非人为的联系，原有认知结构中有可利用的、稳定而清晰的固定概念，是进行有意义学习的前提条件。据此，对于电势差与电势能，应该先牢固地掌握其中的一个，使之成为另一个的固定概念。电势能比电势差更复杂，它的变化不但与电场有关， 还与电荷和电荷在电场中的移动方向有关；而电势差则只与电场本身有关，在知识体系中， 它比电势能处于更基本的地位。基于上述原因，本节课只学习电势差、电势的概念，电势能的概念在第二课时再学习。本节课分为四个环节，自主探究，知识建构、合作交流，师生互动、落实知识，培养能力、总结反刍，总结升华。第一环节取义“雾里看花”，从地势，重力场类比的角度让学生对电势、电势差有个模糊的粗浅的认识。第二环节取义“管中窥豹”，从电势差的正负过渡到做功的角度，使学生从做功的角度对电势差有个新的认识。同时提出电势差的定义，定义式。 强调公式的脚标和各物理量的符号。第三个环节取义“拨云见日”，通过一个典型例题的计算，几次变式，逐步让学生体会电势、电势差的物理意义。得出沿着电场线方向电势逐渐降低的结论。第四个环节取义“画龙点睛”，由例题的变式得出的结论对知识进行拓展，延伸。并最后加以小结。二、三维教学目标：1、知识与技能1通过与重力场类比，理解电场中电势和电势差的概念；理解电场中的电势分布规律：沿电场线方向电势降低。2理解电势差的定义式UABWAB/q ，会根据电荷q 在电场中移动时电场力所做的功WAB，计算电势差UAB。3理解电势与电势差的关系：UABUAUB，知道电势的本质是电势差，某点的电势等于该点与参考点之间的电势差。4培养学生的类比分析能力以及从广阔的文化背景知识理解物理概念的思维习惯。2、过程与方法：知道电势和电势差的关系。3、情感态度与价值观：培养学生概括、归纳、类比和抽象思维能力。精品资料 - - - 欢迎下载 - - - - - - - - - - - 欢迎下载 名师归纳 - - - - - - - - - -第 1 页，共 5 页 - - - - - - - - - - 三、教学重点：电势、电势差的概念。四、教学难点：电势、电势差的概念引入。五、教学方法：类比法、归纳总结法六、教学过程：【投影本节学习目标和学习方法】学习目标：1、知道电势差和电势是从电场力做功，电场有能量的角度来描述电场的能量的物理量。2、理解电势差的物理意义，会用电势差的公式计算有关问题。3、理解电势的物理意义，会用电势的差值表示电势差，会比较电场中各点的电势。学习方法：归纳总结法类比法引入：在前几节我们从力的角度研究了电场，并且我们也用类比的方法分析电场和重力场，今天，我们将从能量的角度，仍然采用类比的方法来研究电场。【第一板块】（雾里看花）一、自主探究，知识建构【预习教材2 分钟，同时投影出问题】问题一：请你谈谈对电势，电势差的理解。（抽学生回答，给与学生一定的表扬与鼓励）（突破难点） 师：势，有位置，姿态，能量等意思。比如：地势、蓄势待发、势如破竹、势均力敌等等。俗话说：水往低处流。 指的是水能自动从地势高的地方流向地势低的地方。在重力场中，我们用地势来描述重力场中的地理位置。其实我们也可以这样来理解：地势是描述重力场能量大小的物理量。同一个物体， 在不同的位置，所具有的重力场能量是不同的。重力场能即重力势能。类似的， 电场中也应该存在有这样的位置，每一个位置都应代表电场的能量。在电场中不同的位置，所具有的电场能量是不同的。我们就把这样的位置叫做电势，也叫电位。 类似与高度。当然， 我们知道，高度必须要相对于参考平面而言才有意义，参考平面以上为正，参考平面以下为负。 同样，电场中某点的电势，也必须相对于某一参考点而言才有意义，这个参考点我们把它称为零电势点。零电势点的选择可以是任意的，一般我们选择大地或无穷远处为零电势点。【投影 】电势：描述电场能量的物理量，与所处电场中的位置有关。符号：单位：伏特，简称伏符号： V 【投影 】（层层递进） 电势差顾名思义 : 两点之间电势之差。符号：U 单位： V 类比于高度差。 即电势虽然与零电势点的选择有关，但电势差与参考平面的选择无关。精品资料 - - - 欢迎下载 - - - - - - - - - - - 欢迎下载 名师归纳 - - - - - - - - - -第 2 页，共 5 页 - - - - - - - - - - 于是， AB两点间的电势差可以表示为：【投影 】BAABUBA两点间的电势差表示为：【投影 】ABBAU即：ABABUU我们发现：电势差有正有负。若不考虑电势差的正负，即电势差的绝对值叫电压（提问过渡） 为什么电势差会有正负呢？接下来我们一起来探讨。【第二板块】（管中窥豹）二、合作交流，师生互动刚才我们分析到，电势、电势差是描述电场能量的物理量，而功是能量转化的量度，因此，我们可以从做功的角度来研究。【方法渗透 】（类比重力场）【投影 】问题二：重力做功有什么特点？（抽学生回答，给与学生一定的表扬与鼓励）师：与路径无关，只与初末位置的高度差有关。问题三：类似的，电场力做功特点呢？也与路径无关，只与初末位置的电势差有关。于是，我们可以用比值法对电势差下一个定义：【投影 】把电荷 q 从 A点移到 B点电场力做的功WAB与电荷所带电量q 的比值，叫做 AB两点的电势差。即 ：UAB=qWAB问题四： BA 两点电势差呢？UBA=qWBA( 公式理解 )1 、这又是用比值法来定义的物理量。电势差这是由电场本身所决定的物理量，与做功多少，电荷电量多少无关！2、计算时，各物理量带入正负计算即可。【第三板块】（拨云见日）三、落实知识，培养能力（例题互动） 例 1如图 1321，点电荷 Q 形成的电场，现把一个q=2.0 10-8C 的检验电荷由 A 点移动到 B 点， 电场力做功为6.0 10-7 J，A、B 两点间的电势差UAB等于多少？ B、A 两精品资料 - - - 欢迎下载 - - - - - - - - - - - 欢迎下载 名师归纳 - - - - - - - - - -第 3 页，共 5 页 - - - - - - - - - - 点间的电势差UBA等于多少？（分析解答） 。本题只需应用公式UAB=qWAB计算即可， 但要注意各物理量的运算符号。电量为正， q 取正值。而正电荷在A 点所受电场力方向向右，电荷向右运动， 电场力做正功。故带入数据可得，UAB=qWAB=V87100.2100.6=V30反之，电荷从B 到 A，电场力做负功，UBA=qWBA=V87100.2100.6=V30【一题多变 】1、若检验电荷为负电荷？又如何？（本题抽学生上台演算）学生很容易把符号弄混淆。此时再次强调做功的正负的判断，强调各物理量的符号的取值。2、若选取 B 点为零电势点，那么A 点的电势为多少？（分析解答） 由BAABU，而B=0，即：A=V30由此可知：A= UAB=qWAB（分析总结，得出结论）从做功的角度给电势下一定义，即：电场中某点的电势，等于单位正电荷从改点移动到零电势时电场力做的功！3、若选取 A 点位零电势点，那么B 点的电势又为多少？（分析解答） 由ABBAU，而A=0，即B=V304、由电场线的方向和A、B 两点电势关系，你能得出什么结论？（分析解答）不论零电势点怎么选取，A点的电势都比B点的电势要高。而电场线方向向右， A到 B的过程恰好是沿着电场线的方向。（结论）沿着电场线的方向，电势逐渐降低。【第四板块】（画龙点睛）【拓展 】（说明） 类比生活例子和电场中电荷运动的例子，虽然水的运动与重力势能有关系，电荷的运动也与电势能的高低有关系，但放在这里研究， 可以让学生对电势有个更深刻、形象的认识。1、水能自发的从地势高处流向低处，正电荷能自发的从电势高处运动到电势低处。负电荷能自发的从电势低处运动到电势高处。2、根据电场线可以判断的物理量：场强大小，场强方向，电势高低。3、若选择无穷远处为零电势点，则点电荷形成的电场中：精品资料 - - - 欢迎下载 - - - - - - - - - - - 欢迎下载 名师归纳 - - - - - - - - - -第 4 页，共 5 页 - - - - - - - - - - 七、小结本节课主要学习了以下几个问题：1、 电势差、 电势两个概念， 物理定义均采用比值法定义，都与检验电荷， 电场力做功无关，仅由电场本身的因素决定，故都表示电场本身的性质。2、 电势、电势差类比于重力场中的高度、高度差。电场力做功类比于重力做功。类比的方法是物理问题研究中常用的一种科学方法。3、 应用公式时注意：UAB=qWAB，将 WAB , q 正负号一同代入BAABU，注意脚标。4、沿着电场线的方向，电势逐渐降低。八、板书设计概念： （类比重力场中高度）符号：单位：伏特，简称伏符号： V 电势物理意义：表示电场能量的物理量矢量性：标量，正负表示大小，与参考平面的选择有关BAABUABBAU概念符号： U 单位： V 电势差定义式 ：UAB=qWAB，UAB不由ABW、q 决定，由电场中A、B 两位置决定，注意各物理量的符号。矢量性：标量，正负表示大小，与参考平面的选择无关八、教学后记历届学生普遍反映电势和电势能难学难懂。本教学设计， 由于把电势联结在文化背景中势的一般含义和地势的直观概念这两个稳固的生长点上，克服了电势的抽象性；同时把电势和电势能分开教学，减小了它们的相互干扰，极大地降低了学习难度；其次，通过本节课4个环节的设计， 使学生的认识过程由浅及深。让学生通过形象认识，层层突破，逐步理解并掌握知识，并加以应用。实际教学表明，反映本节难学的学生人数大大减少了。关系精品资料 - - - 欢迎下载 - - - - - - - - - - - 欢迎下载 名师归纳 - - - - - - - - - -第 5 页，共 5 页 - - - - - - - - - -