“电势”“电势差”的教学设计.docx
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1、“电势”“电势差”的教学设计电势差 电势 教学目标 学问目标 1、理解电势差是描述电场的能的性质的物理量,理解电势差与零点电势面位置的选取无关,娴熟应用其概念及定义式进行相关的计算 2、理解电势是描述电场的能的物理量,知道电势与电势差的关系,电势与零势面的选取有关,知道在电场中沿着电场线的方向电势的改变 3、知道电势能,知道电场力做功与电势能变更的关系 实力目标 利用学生已经驾驭的学问进行类比、概括讲解并描述新学问,培育学生对新学问的自学实力,逻辑推理实力,以及抽象思维的实力 情感目标 通过对原有学问的加工,对新旧学问的类比、概括,培育学生学问自我更新的实力 教学建议 教学建议在本节内容中,涉
2、及到电势的讲解,与前面所学的重力势能有相像的规律和原理,因此讲解时可以实行类比、概括这一物理教学中常用的教学方法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改变,得到电势、电势差、电势能的概念,并指出电势能与电场力做功之间的关系:电势能的变更电场力做的功 教法建议在讲解中,学问点上须要明确的是:(1)除了须要说明电势的单位以及标量性,还须要强调电势公式是定义式,电场中某一点的电势与电荷在电场中的电势能无关,与电荷的多寡无关;而电场中某点的电势与产生电场的源电荷有关,与该点在电场中的位置有关(2)关于电势公式的应用时,留意公式中物理量的正负,理解正负只是表示电势的凹凸而不是方向(3)关
3、于电势的讲解:一是须要留意的是零电势的选取(理论上以距离电场无限远处为零电势,事实上以大地的电势为零电势);二是电势沿着电场线的方向渐渐降低(4)电荷在电场中两点之间的电势能之差是确定的 重点难点分析1、本节重点是电势差的概念以及定义式的应用,电场力做功与电势能变更的关系;2、本节的难点是电势差的定义以及电势能与电场力做功的关系 关于讲解整体思路的建议电势、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,以增加学问的可感知性,这有助于学生的理解但还须要留意的是,在讲解中不仅要驾驭好教学的深度,同时要加强学生从不同的学问角度能的角度、功能关系的角度学习本节学问,从一个
4、更高的全面的基准点对已学学问进行综合,加强学生自身学问的再更新实力,这也是老师急须要留意的问题 电势差、电势教学设计示例 一、复习引入 老师讲解(出示图片): 电场对放入其中的电荷有力的作用,对导体内部电荷同样有力的作用,此力可以做功,所以电场也有能的性质下面我们从能量角度探讨电场性质 首先,我们先复习一下有关功的学问以及重力做功和重力势能的关系(如图) 一、功的量度: 二、重力做功: 1、重力做功只与位置有关、与经过的路径无关; 2、重力做功与势能的关系: 3、重力势能是相对的,有零势能面。(人为选定) 4、重力势能的正负是相对于零势面而言的,不代表方向。数值上等于把物体从该点移到零势能面处
5、时,重力所做的功 同样,我们还探讨过其它力做功,如分子力做功使得分子势能发生改变,弹簧的弹力做功引起弹性势能的改变,那么电场力做功的情形又是怎样的呢?我们又是怎样来探讨呢? 二、新授课 1、电势差 老师出示上图:在某一点电荷Q形成的电场中,将同一电荷放入电场的不同位置A、B两点,所受到的电场力是不同的,这是因为A、B两点的电场强度是不同的为了探讨问题的便利,我们以匀强电场为例,匀强电场中,电荷从A点移动到B点,电场力的大小为恒力,则电场力做功大小为:(为Eq与S之间的夹角) 在这里:是一个与电荷本身无关的量, 类似如重力做功也是与物体本身无关的物理量,只与重力场本身性质有关 因此我们将这一比值
6、叫做A、B两点间的电势差,用来表示电势差,单位伏特,简称伏,符号是V电势差又叫电压 (1V1J/C) 电荷在场强为E的匀强场中,令电荷q由一点A移至另一点B时(如图)电场力所做的功,同样点电荷由A沿着某一曲线移至另一点C(AC在场强E的投影与AB相等)时电场力所做的功,与相等(详细证明可以类比重力做功,采纳无限分割法进行证明),也就是说电场力做功与路径无关,仅与电荷运动的起末位置有关此结论不仅适用于匀强电场而且适用于任何电场(在中学阶段不做详细证明) 这样电场力所做的功可以是正值或负值,所以两点间的电势差也可以是正值或负值 老师总结: (1)A、B两点之间的电势差可以是正值,也可以是负值,数值
7、上等于单位正电荷从A点移动到B点时电场力所做的功; (2)电势差的单位伏特(V),当q电量为1C时在某两点间做功为1J,则这两点之间的电势差为1V; (3)不论电场如何分布,电场力是恒力还是变力,电场力做功的大小都可以用计算得到; 2、电势 老师提出问题:物体在重力作用下移动的高度差越大,重力势能的改变也越大高度差即高度的差值,电势差也就是电势的差值,那么如何定义电场中各点的电势? 分析:,若将B点的电势定义为零电势点,则A点的电势等于单位正电荷由A点移动到B点零电势点(参考点)时所做的功 老师强调:电势通常用来表示电场中某一点的电势,等于单位正电荷由该点移动到参考点(零点电势)时电场力所做的
8、功 电势差与零点电势的选取无关,但电势是相对零点电势而言的,与零点电势的选取有关 分析书中图1424: 提出问题:在电场中沿着场强方向移动电荷,电场力做功,电势将如何改变? 分析:沿着电场线的方向将单位正电荷由A点移动到B点,电场力做正功,电势差大于零,即, 总结:沿着电场线的方向,电势越来越低 3、电势能 物体在重力场中具有重力势能,而电荷在电场中也具有能电势能 重力做功使物体重力势能削减,重力做多少功,重力势能就削减多少,削减的重力势能转化为动能或其它形式的能,那么电场力做功与电势能的改变有什么关系呢? 类似的: (1)电场力做功使电荷的电势能削减; (2)电场力做多少功,电势能就削减多少
9、; (3)削减的电势能转化为电荷的动能或其它形式的能 老师指导学生阅读104页例题2归纳总结推断做功为正或负的方法 方法(1)可以在计算时将q、U的正负关系干脆代入; 方法(2)在代入数值时以肯定值代入,再推断电场力做功的正负 4、总结: (1)电场中两点间电势差,类同重力场中两点的高度差 电势差:(1V1J/C) U与W、q无关 (2)设定零电势点,由电势差定义各个点的电势:电场中某一点的电势,等于单位正电荷由该点移动到参考点(零点电势)时电场力所做的功 留意:电势的大小与参考点的选取无关; 电势差的大小与参考点的选取无关 (3),沿着电场线的方向,电势越来越低 (4)电势能是电荷在电场中具
10、有的能: 电场力做功,电势能削减;做多少功,电势能就削减多少 电势差电势电势差电势 教学目标 学问目标 1理解电势差是描述电场的能的性质的物理量,理解电势差与零点电势面位置的选取无关,娴熟应用其概念及定义式进行相关的计算 2理解电势是描述电场的能的物理量,知道电势与电势差的关系,电势与零势面的选取有关,知道在电场中沿着电场线的方向电势的改变 3知道电势能,知道电场力做功与电势能变更的关系 实力目标 利用学生已经驾驭的学问进行类比、概括讲解并描述新学问,培育学生对新学问的自学实力,逻辑推理实力,以及抽象思维的实力 情感目标 通过对原有学问的加工,对新旧学问的类比、概括,培育学生学问自我更新的实力
11、 教学建议 在本节内容中,涉及到电势的讲解,与前面所学的重力势能有相像的规律和原理,因此讲解时可以实行类比、概括这一物理教学中常用的教学方法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改变,得到电势、电势差、电势能的概念,并指出电势能与电场力做功之间的关系 教法建议 在讲解中,学问点上须要明确的是: (1)除了须要说明电势的单位以及标量性,还须要强调电势公式是定义式,电场中某一点的电势与电荷在电场中的电势能无关,与电荷的多寡无关;而电场中某点的电势与产生电场的源电荷有关,与该点在电场中的位置有关 (2)关于电势公式的应用时,留意公式中物理量的正负,理解正负只是表示电势的凹凸而不是方向
12、 (3)关于电势的讲解:一是须要留意的是零电势的选取(理论上以距离电场无限远处为零电势,事实上以大地的电势为零电势);二是电势沿着电场线的方向渐渐降低 (4)电荷在电场中两点之间的电势能之差是确定的 重点难点分析 1本节重点是电势差的概念以及定义式的应用,电场力做功与电势能变更的关系; 2本节的难点是电势差的定义以及电势能与电场力做功的关系 关于讲解整体思路的建议 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,以增加学问的可感知性,这有助于学生的理解但还须要留意的是,在讲解中不仅要驾驭好教学的深度,同时要加强学生从不同的学问角度能的角度、功能关系的角度学习本
13、节学问,从一个更高的全面的基准点对已学学问进行综合,加强学生自身学问的再更新实力,这也是老师急须要留意的问题 电势差、电势-示例 一复习引入 老师讲解(出示图片): 电场对放入其中的电荷有力的作用,对导体内部电荷同样有力的作用,此力可以做功,所以电场也有能的性质下面我们从能量角度探讨电场性质 首先,我们先复习一下有关功的学问以及重力做功和重力势能的关系(如图) 一功的量度: 二重力做功: 1重力做功只与位置有关、与经过的路径无关; 2重力做功与势能的关系: 3重力势能是相对的,有零势能面。(人为选定) 4重力势能的正负是相对于零势面而言的,不代表方向。数值上等于把物体从该点移到零势能面处时,重
14、力所做的功 同样,我们还探讨过其它力做功,如分子力做功使得分子势能发生改变,弹簧的弹力做功引起弹性势能的改变,那么电场力做功的情形又是怎样的呢?我们又是怎样来探讨呢? 二新授课 1电势差老师出示上图:在某一点电荷Q形成的电场中,将同一电荷放入电场的不同位置A、B两点,所受到的电场力是不同的,这是因为A、B两点的电场强度是不同的为了探讨问题的便利,我们以匀强电场为例,匀强电场中,电荷从A点移动到B点,电场力的大小为恒力,则电场力做功大小为:(为Eq与S之间的夹角) 在这里:是一个与电荷本身无关的量, 类似如重力做功也是与物体本身无关的物理量,只与重力场本身性质有关 因此我们将这一比值叫做A、B两
15、点间的电势差,用来表示电势差,单位伏特,简称伏,符号是V电势差又叫电压 (1V1J/C)电荷在场强为E的匀强场中,令电荷q由一点A移至另一点B时(如图)电场力所做的功,同样点电荷由A沿着某一曲线移至另一点C(AC在场强E的投影与AB相等)时电场力所做的功,与相等(详细证明可以类比重力做功,采纳无限分割法进行证明),也就是说电场力做功与路径无关,仅与电荷运动的起末位置有关此结论不仅适用于匀强电场而且适用于任何电场(在中学阶段不做详细证明) 这样电场力所做的功可以是正值或负值,所以两点间的电势差也可以是正值或负值 老师总结: (1)A、B两点之间的电势差可以是正值,也可以是负值,数值上等于单位正电
16、荷从A点移动到B点时电场力所做的功; (2)电势差的单位伏特(V),当q电量为1C时在某两点间做功为1J,则这两点之间的电势差为1V; (3)不论电场如何分布,电场力是恒力还是变力,电场力做功的大小都可以用计算得到; 2电势 老师提出问题:物体在重力作用下移动的高度差越大,重力势能的改变也越大高度差即高度的差值,电势差也就是电势的差值,那么如何定义电场中各点的电势? 分析:,若将B点的电势定义为零电势点,则A点的电势等于单位正电荷由A点移动到B点零电势点(参考点)时所做的功 老师强调:电势通常用来表示电场中某一点的电势,等于单位正电荷由该点移动到参考点(零点电势)时电场力所做的功 电势差与零点
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