《電勢能和電勢》一節(jié)課堂教學(xué)思路

編輯: 逍遙路 關(guān)鍵詞: 高中物理 來源: 高中學(xué)習(xí)網(wǎng)

[引入]以點電荷在勻強電場中由靜止釋放的運動情景為例說明電場使電荷具有能,結(jié)合前面所學(xué)知識,總結(jié)出電場的性質(zhì):對放入其中的電荷有力的作用并使之具有能。

[電場力做功特點]要了解這種能(電勢能),我們需要先了解電場力做功的特點。接著,可以以一個電荷在勻強電場中從一點A運動到另一點B的情景為例,演繹出沿著不同的路徑,電場力做的功相同。從而得出結(jié)論:電場力做功與路徑無關(guān),只與始、末位置有關(guān)。跟著要說明一下該結(jié)論不僅適用于勻強電場,也適用于一切靜電場。

[過渡]此時,學(xué)生也一定能聯(lián)想到前面重力做功也具有如此特點,而重力做功正因為這個特點而使物體具有重力勢能,現(xiàn)在,電場力做功的同樣的特點也使得電場對電荷具有一種勢能——電勢能。

[電勢能]此時,可以給出電勢能的概念。并類比重力做功與重力勢能的關(guān)系,得出電場力做功與電勢能的關(guān)系,其實,兩者都有一個共同的表達式,即WAB=EPA-EPB。如果我們選B點電勢能為零,則EPA=WAB,從而給出了電勢能的數(shù)值的物理含義:電荷在電場中某點的電勢能等于靜電力將電荷從該點移至參考點所做的功。

[過渡]以一道簡單的,選定參考點后計算某點的電勢能的例子,分別計算不同帶電量、不同電性的電荷的電勢能。通過兩組數(shù)據(jù)找出規(guī)律:電勢能與電量的比值是一定的。這個比值具有深刻的物理意義,這是一個與試探電荷無關(guān)的物理量,它同電場強度E一樣,同樣是由電場決定的,它從能的角度反映了電場的性質(zhì),我們把它命名為“電勢”。

[電勢]這時可以給出電勢的定義、公式、單位,以及相關(guān)的注意點:一、電勢具有相對性,我們通常選擇無限遠或者大地為零電勢,當(dāng)然,出于方便考慮,我們也可以選擇其它地方作為零電勢處。二、電勢是標(biāo)量,正、負(fù)表示大小,所以,我們在應(yīng)用電勢能的表達式時,每一個物理量,都應(yīng)考慮正負(fù)。同時就可以判斷出正點電荷的電場中正電荷的電勢能比負(fù)電荷的電勢能大,反之在負(fù)點電荷的電場中負(fù)點電荷的電勢能比正點電荷的電勢能大。三、沿著電場線電勢降低,這一點可以分別引用正、負(fù)電荷兩種情況來得以說明。

[過渡]研究正點電荷的電場,以該點電荷為圓心,以某段長度為半徑作一個圓,思考這個圓上的電勢有何特點?學(xué)生經(jīng)過分析思考會得出結(jié)論:電勢處處相等,理由是,沿著這個圓移動電荷,電場力不做功,即電勢能不變,根據(jù)電勢的定義可知電勢處處相等。各個電勢相等的點構(gòu)成的面就叫做等勢面。

[等勢面]給出等勢面的概念、特點、常見等勢面。其中常見等勢面需要學(xué)生了解:點電荷的等勢面,它是一系列的以點電荷為球心的球面;勻強電場的等勢面,它是一系列的間隔均勻的平行面;普通導(dǎo)體的等勢面,離導(dǎo)體越近,形狀越接近于導(dǎo)體本身,離導(dǎo)體越遠,越接近于球面,沿著同一等勢面,電場強度的大小、方向都可能不同,特別是較尖銳的地方,電場比較強。如果時間允許,可以講幾個小例題鞏固概念。

這堂課不宜采用多媒體教學(xué),這堂課概念性比較強,純粹在黑板上板演的效果比較好,如果采用課件,反而會削弱學(xué)生對概念的理解。


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