《電勢(shì)能和電勢(shì)》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(diǎn)電荷在勻強(qiáng)電場(chǎng)中由靜止釋放的運(yùn)動(dòng)情景為例說明電場(chǎng)使電荷具有能,結(jié)合前面所學(xué)知識(shí),總結(jié)出電場(chǎng)的性質(zhì):對(duì)放入其中的電荷有力的作用并使之具有能。

[電場(chǎng)力做功特點(diǎn)]要了解這種能(電勢(shì)能),我們需要先了解電場(chǎng)力做功的特點(diǎn)。接著,可以以一個(gè)電荷在勻強(qiáng)電場(chǎng)中從一點(diǎn)A運(yùn)動(dòng)到另一點(diǎn)B的情景為例,演繹出沿著不同的路徑,電場(chǎng)力做的功相同。從而得出結(jié)論:電場(chǎng)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(qiáng)電場(chǎng),也適用于一切靜電場(chǎng)。

[過渡]此時(shí),學(xué)生也一定能聯(lián)想到前面重力做功也具有如此特點(diǎn),而重力做功正因?yàn)檫@個(gè)特點(diǎn)而使物體具有重力勢(shì)能,現(xiàn)在,電場(chǎng)力做功的同樣的特點(diǎn)也使得電場(chǎng)對(duì)電荷具有一種勢(shì)能——電勢(shì)能。

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

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

[電勢(shì)]這時(shí)可以給出電勢(shì)的定義、公式、單位,以及相關(guān)的注意點(diǎn):一、電勢(shì)具有相對(duì)性,我們通常選擇無限遠(yuǎn)或者大地為零電勢(shì),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(shì)處。二、電勢(shì)是標(biāo)量,正、負(fù)表示大小,所以,我們?cè)趹?yīng)用電勢(shì)能的表達(dá)式時(shí),每一個(gè)物理量,都應(yīng)考慮正負(fù)。同時(shí)就可以判斷出正點(diǎn)電荷的電場(chǎng)中正電荷的電勢(shì)能比負(fù)電荷的電勢(shì)能大,反之在負(fù)點(diǎn)電荷的電場(chǎng)中負(fù)點(diǎn)電荷的電勢(shì)能比正點(diǎn)電荷的電勢(shì)能大。三、沿著電場(chǎng)線電勢(shì)降低,這一點(diǎn)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(diǎn)電荷的電場(chǎng),以該點(diǎn)電荷為圓心,以某段長(zhǎng)度為半徑作一個(gè)圓,思考這個(gè)圓上的電勢(shì)有何特點(diǎn)?學(xué)生經(jīng)過分析思考會(huì)得出結(jié)論:電勢(shì)處處相等,理由是,沿著這個(gè)圓移動(dòng)電荷,電場(chǎng)力不做功,即電勢(shì)能不變,根據(jù)電勢(shì)的定義可知電勢(shì)處處相等。各個(gè)電勢(shì)相等的點(diǎn)構(gòu)成的面就叫做等勢(shì)面。

[等勢(shì)面]給出等勢(shì)面的概念、特點(diǎn)、常見等勢(shì)面。其中常見等勢(shì)面需要學(xué)生了解:點(diǎn)電荷的等勢(shì)面,它是一系列的以點(diǎn)電荷為球心的球面;勻強(qiáng)電場(chǎng)的等勢(shì)面,它是一系列的間隔均勻的平行面;普通導(dǎo)體的等勢(shì)面,離導(dǎo)體越近,形狀越接近于導(dǎo)體本身,離導(dǎo)體越遠(yuǎn),越接近于球面,沿著同一等勢(shì)面,電場(chǎng)強(qiáng)度的大小、方向都可能不同,特別是較尖銳的地方,電場(chǎng)比較強(qiáng)。如果時(shí)間允許,可以講幾個(gè)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(qiáng),純粹在黑板上板演的效果比較好,如果采用課件,反而會(huì)削弱學(xué)生對(duì)概念的理解。


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