《電勢能和電勢》第一課時知識與技能：1、學生能理解靜電力做功與路徑無關的特點。2、學生能將靜電力做功與重力做功進行類比，理解靜電力做功與電勢能變化的關系。3、學生能理解電勢能的概念，認識電勢能的相對性。4、學生能正確計算點電荷在靜電場中某一點的電勢能。認識電勢能與重力勢能相比的復雜性。過程與方法：1、通過理論探究發現電場力做功與路徑無關的特點。2、通過類比重力勢能建立電勢能的概念。情感、態度與價值觀：1、體驗類比方法在物理學習中的應用。2、感悟科學價值觀。《電勢能和電勢》第一課時電場強度一節從力的角度研究了電場的性質，本節課則是從能量的角度研究電場的性質，建立電勢能的概念。這一部分內容是在電場的力的性質的基礎上繼續研究電場的能的性質，是電場內容的繼續，同時，也是學習后續電勢、帶電粒子在電場中的運動等內容的基礎。電勢能概念是本章知識的一個難點，比較抽象，因此在教學過程中要充分利用學生已有的知識和能力，采用類比方法和具體化的直觀手段，借助“問題化教學”幫助學生突破學習中的困難。主要理論依據：1、奧蘇貝爾的認知同化理論：學生能否習得新信息，主要取決于他們認知結構中已有的觀念。學習的過程是新知識與學習者認知結構中已有的適當觀念建立非任意的和實質聯系的過程。有意義學習能否發生，取決于兩個條件：①、外部條件：學習材料必須有邏輯意義；②、內部條件：學習者必須有意義學習的心向；學習者原有認識結構中必須有適當的知識，以便與新知識發生聯系；學習者必須主動地使這種具有潛在意義的新知識與他人之結構中有關的舊知識發生相互作用。影響學習遷移的因素：認識結構中原有知識的可利用性、可辨別性、穩定性、清晰性。2、物理教學基本特征理論：以創設情境為切入點、以觀察實驗（事實）為依據、以培養思維能力為核心、以提升探究能力為重點。（高中物理教學理論與實踐，陶昌宏）根據以上理論，教學中應創設適當的情景，激起學生意義學習的心向。同時，喚起學生與將要學習的新知識有聯系的已有的認知結構，并使其清晰、穩定且可辨別。在此基礎上，通過設置恰當的問題，適當的思維探究活動，引導學生主動地將新知識與舊知識發生相互作用，從而完成新知識的建構。在完成知識建構的過程中，體驗科學方法、提升思維品質。高二的學生已經具備力學知識基礎。在高一的學習中，他們不僅掌握了一定的物理概念、物理規律，而且進行了相應的科學方法和科學思維的訓練，具備了一定的實驗和理論探究能力，因此，在高二的學習中，要充分利用學生已有的知識和方法，調動學生學習的主動性和積極性，應用已有的知識和方法，學習新的知識，同時在新知識的學習過程中，拓展、深化原有認知結構。教學流程圖：開始開始復習準備新課引入PPT研究電場力做功功功PPT建立電勢能概念PPT結束小結及作業電勢能的計算PPT學案教學過程：+F+FABAEBAd圖一教師：出示圖一的情景：在場強為E的勻強電場中，電量為+q的點電荷在電場中的一點由靜止釋放。(不計點電荷受到的重力)回答下面的問題：點電荷受到的什么力？點電荷受到的力方向如何，大小為多大？點電荷將做什么運動？學生：回答。1）靜電力2），方向水平向右。3）點電荷將做勻加速直線運動。教師：點電荷能夠獲得動能，一定是其它形式的能量轉換過來的，說明電荷在電場中具有某種能量。我們帶著這樣倆個問題來學習今天的課程：上述過程中什么能轉化為了電荷的動能？如何計算這種能量的大小呢？我們先解決第一個問題。同學們，要研究一種未知的能量，一般要從力做功，在上述情景中什么力做了功？（生：靜電力）靜電力做功有何特點呢？環節二：研究電場力做功。教師：出示如圖二所示情境：勻強電場的場強為E，A、B是電場中的兩點，距離為d，與電場線方向的夾角為θ。點電荷的電量為q。討論以下問題：將試探電荷沿路徑AB從A移動到B，電場力所做的功。將試探電荷沿路徑AMB從A移動到B，電場力所做的功。將試探電荷沿曲線路徑ANB從A移動到B，電場力所做的功。將試探電荷沿任意路徑從A移動到B，電場力所做的功。EEABθ圖二（1）ABθ圖二（2）EMABθ圖二（3）ANE學生：計算、討論、思考。1）圖二（1）：2）圖二（2）：引導學生發現：電荷沿直線路徑移動時靜電力做的功可以通過沿折線路徑來計算。3）學生有可能不清楚。教師引導學生將曲線ANB分成許多小段，小到每段曲線都可看成直線，如圖二（4）。圖二（圖二（4）電荷沿每一段直線移動時靜電力做的功都可以由上述方法求出，每小段上靜電力做功的代數和就是整個過程將電力做的功。即：教師：引導學生得出結論：在勻強電場中移動電荷時，靜電力做功與電荷經過的路徑無關。教師：這個結論可以進一步推廣到一般電場，即：在所有電場中，靜電力做功與電荷經過的路徑無關，只與電荷的初、末位置有關。這是靜電力做功的特點。教師：引導學生將靜電力做功與重力做功比較，認識到兩種力做功相似的特點。環節三：建立電勢能概念教師：重力做功與路徑無關，只與初、末位置有關，為此，我們引入了重力勢能的概念描述重力做功的這個特點；靜電力做功與電荷經過的路徑無關，我們可以引入什么概念來描述靜電力做功的這種特點呢？學生：可以引入電勢能的概念。教師：好，請大家完成下表，根據表的左邊部分完成右邊相應的填空。重力場電場1物體在重力場中受到重力電荷在電場中受電場力2重力做功與路徑無關靜電力做功與路徑無關3物體在重力場中具有重力勢能電荷在靜電場中具有電勢能4重力勢能具有相對性電勢能具有相對性5重力勢能屬于物體與重力場組成的系統電勢能屬于電荷與靜電場組成的系統學生：討論、填表、交流。完成表中所有項目。教師：我們在完成上表的時候用到一種重要的推理方法：類比法。所謂類比是將一類事物的某些相同方面進行比較，以另一事物的正確或謬誤證明這一事物的正確或謬誤。這是運用類比推理形式進行論證的一種方法。這是我們認識事物的一種很好、很重要的方法。今天，我們根據電場力做功與重力做功的相似性，由對重力場的認識，得到了對電場的相應認識。教師：下面我們一起來建立電勢能的概念。電勢能：定義：電荷在電場中具有的與位置有關的能。用字母表示。標量3、單位：J4、特點：1）相對性：其大小與零電勢能面的選取有關。電勢能為負表示電荷在該處的電勢能比零還要小2）系統性：電勢能是電荷和電場所共有的現在我們來解決第二個問題“如何計算這種能量的大小呢？”環節四：電勢能的計算電場力做功與電勢能變化的關系回顧：重力做功與重力勢能變化的關系？()猜想：靜電力做功與電勢能變化的關系？()學生依照以下幾個問題，進行思考、交流和討論。驗證：僅在電場力作用下正電荷由A運動至B(1)電場力做什么功？(正功)能量如何轉換？（電勢能轉化為動能）根據動能定理得:（）(4)根據能量守恒得：()結論:此例中靜電力做正功電勢能減小，靜電力做的正功等于電勢能的減小量（5）.若為負電荷由A運動至B，重復以上過程結論:此例中靜電力做負功電勢能增加，克服靜電力做的功等于電勢能的增加量故：教師：很好，同學們再一次用到了類比的方法，我發現大家的領悟力很強。教師：引導學生閱讀教材，讓學生了解重力場和引力場中重力或引力做功與電場中靜電力做功的差別。因為電荷有正負，因此同樣從A點移到B點靜電力做功正負號相反，電荷的電勢能的變化也是相反的。學生：閱讀教材，認識電勢能相對于重力勢能的復雜性。【例1】1、下列說法正確的是（BD）A．沿著電場線的方向移動正電荷，電勢能一定增加B．沿著電場線的方向移動正電荷，電勢能一定減少C．沿著電場線的方向移動負電荷，電勢能一定減少D．沿著電場線的方向移動負電荷，電勢能一定增加確定電荷在電場中某點的電勢能教師引導學生通過類比完成猜想。回顧：如何確定一個物體在重力場中某點的重力勢能？(先確定零勢能面，再將物體從重力場中某點移動零勢能面，重力做的功等于物體在該處的重力勢能。)猜想：如何確定電荷在電場中某點的電勢能？(先確定零勢能面，將點電荷從電場中某點移動到零勢能面，再計算電場力所做的功，即為該點的電勢能。)學生獨立完成下面兩題完成猜想。驗證：取EpB=0,求EpA取EpA=0,求EpB學生：因為若EpB=0，EpA=WAB若EpA=0，EpB=-WAB=WBA教師：引導學生概括、總結：電荷在某點的電勢能，等于靜電力把它從該點移到零勢能位置時所做得功。通常把無限遠處或大地的電勢能規定為零。教師：至此，我們已經解決了課堂最初我們提出的兩個問題。【例2】將帶電量為3×10-6C的負電荷從電場中的A點移到B點，克服電場力做了6×10-4J的功，再從B移到C，電場力做了9×10-4J的功，請計算：（1）電荷從A移到B，再從B移到C的過程中電勢能共改變了多少？（2）如果規定A點的電勢能為零，則該電荷在B點和C點的電勢能分別為多少？（3）如果規定B點的電勢能為零，則該電荷在A點和C點的電勢能分別為多少？學生：計算，交流。老師：巡視學生：匯報（1）∵WAC=WAB+WBC=-6×10-4+9×10-4=3×10-4J可見電勢能增加了3×10-4J.（2）如果規定A點的電勢能為零，由公式得，則該電荷在B點的電勢能為EPB=EPA-WAB=0-WAB=6×10-4J同理，C點的電勢能為EPC=EPA-WAC=0-WAC=-3×10-4J（3）如果規定B點的電勢能為零，則該電荷在A點的電勢能為EPA=EPB+WAB=0+WAB=6×10-4JC點的電勢能為EPC=EPB–WBC=0-WBC=-9×10-4J教師：可見，電荷在某點的電勢能與零勢能點的選取有關這是電勢能的相對性。但靜電力的功與零勢能點的選取無關。小結：本節課我們類比重力場認識了電場的能的性質，建立了電勢能概念，確定了電勢能與電場力做功的關系，并得到了計算電勢能大小的方法。在學習新知識的過程中，還學習了一種重要的方法：“類比法”。在后續學習中，我們將進一步深入認識和應用這些知識和方法。課后請大家完成作業：電勢能訓練案。板書設計第四節、電勢能和電勢一、靜電力做功的特點二、電勢能EP1．定義2．標量單位J特點：（1）相對性（2）系統性三、電勢能的計算1、電場力做功與電勢能變化的關系靜電力做正功電勢能減小靜電力做負功電勢能增加2、確定電荷在電場中某點的電勢能電荷在某點的電勢能，等于靜電力把它從該點移到零勢能位置時所做得功。電勢能和電勢（第一課時）學習目標：1、理解靜電力做功與路徑無關的特點。2、利用類比法，理解電勢能的概念，理解靜電力做功與電勢能變化的關系。3、能正確計算點電荷在靜電場中某一點的電勢能。認識電勢能與重力勢能相比的復雜性。復習回顧功的計算重力做功的特點：與，由初末位置的高度差來決定。重力做功與重力勢能變化的關系重力做正功，重力勢能重力做負功，重力勢能表達式WG==如何確定一個物體在重力場中某點的重力勢能？4、你是如何理解重力勢能這一概念的？預習案根據表格左側內容，填寫右側相應內容重力場電場1物體在重力場中受到重力2重力做功與路徑無關3物體在重力場中具有重力勢能4重力勢能具有相對性5重力勢能屬于物體與重力場組成的系統探究案一．靜電力做功的特點1分析試探電荷q在場強為E的均強電場中沿不同路徑電場力做功的情況。①q沿直線從A到B②q沿折線從A到M、再從M到BW1=W2＝③q沿任意曲線線A到BW3＝2結論：靜電力做功的特點:拓展：該特點對于非勻強電場中也是成立的。電勢能（與重力做功類比）電勢能定義：單位3.電勢能具有，其大小與零電勢能位置的選取有關。電勢能為負表示電荷在該處的電勢能比零勢能位置還要小.4.電勢能是電荷和電場所共有的，具有。電勢能的計算1、電場力做功與電勢能變化的關系回顧：重力做功與重力勢能變化的關系？猜想：靜電力做功與電勢能變化的關系？驗證：僅在電場力作用下正電荷由A運動至B(1).電場力做什么功？.能量如何轉換？.根據動能定理得:根據能量守恒得：結論:（5）.若為負電荷由A運動至B，重復以上過程【例1】1、下列說法正確的是（）A．沿著電場線的方向移動正電荷，電勢能一定增加B．沿著電場線的方向移動正電荷，電勢能一定減少C．沿著電場線的方向移動負電荷，電勢能一定減少D．沿著電場線的方向移動負電荷，電勢能一定增加2、確定電荷在電場中某點的電勢能回顧：如何確定一個物體在重力場中某點的重力勢能？猜想：如何確定電荷在電場中某點的電勢能？驗證：取EpB=0,求EpA取EpA=0,求EpB通常把的電勢能規定為零【例2】將帶電量為3×10-6C的負電荷從電場中的A點移到B點，克服電場力做了6×10-4J的功，再從B移到C，電場力做了9×10-4J的功，請計算：（1）電荷從A移到B，再從B移到C的過程中電勢能共改變了多少？（2）如果規定A點的電勢能為零，則該電荷在B點和C點的電勢能分別為多少？（3）如果規定B點的電勢能為零，則該電荷在A點和C點的電勢能分別為多少？課堂總結訓練案1、一個電荷只在電場力作用下從電場中的A點移動至B點時，電場力做了的功，那么（）電荷在B處時將具有的電勢能電荷在B處時將具有的動能電荷的電勢能減少了電荷的動能增加了2、若僅在電場力作用下，一帶電粒子沿從A運動到B,則（）ABABC、電勢能增加D、加速度增大3、下列說法正確的有

（

）

A．把兩個同種點電荷間的距離增大一些，電荷的電勢能一定增加

B．把兩個同種點電荷間的距離減小一些，電荷的電勢能一定增加

C．把兩個異種點電荷間的距離增大一些，電荷的電勢能一定增加

D．把兩個異種點電荷間的距離增大一些，電荷的電勢能一定減小

4、如圖所示，在點電荷電場中的一條電場線上依次有A、B、C三點，分別把+q和-q的試驗電荷依次放在三點上，關于它所具有的電勢能的正確說法是()A．放上+q時，它們的電勢能EPA＞EPB＞EPCB．放上+q時，它們的電勢能EPA＜EPB＜EPCC．放上－q時，它們的電勢能EPA＞EPB＞EPCD．放上－q時，它們的電勢能EPA＜EPB＜EPCAB5、在場強為的勻強電場中，一質子從A點移動至B點，如圖所示，已知AB間的距離為20cm，AB連線與電場線方向夾角為，AB求電場力的功以及質子電勢能的變化若規定A點電勢能為0，則質子在B點電勢能為多少？《電勢能和電勢》第一課時1、電勢能概念一直是教學中的一個難點。究其原因，是因為概念本身的抽象，因此在教學過程中教師充分利用了學生已有的知識和能力，采用類比方法和具體化的直觀手段，幫助學生突破學習中的困難。

2、教學過程中充分利用了“