高二物理《研究電勢能的性質》導學設計
教學內容:2.2研究電勢能的性質
目標分解:1知道電勢的概念,知道什么是等勢面,
2.知道電場線跟等勢面垂直,并且由電勢高的等勢面指向電勢低的等勢面
3.了解如何用等勢面來形象地描繪電場中各電勢的分布情況,
4.知道電勢差與電場強度的關系,掌握其適用條件,會用u=ed處理勻強電場問題。
教學重點:明確電場力的功和電勢能的變化之間的關系及建立電勢差的概念
教學難點:理解電場中兩點間的電勢差由定義,用公式e=uabd進行有關的計算。
學情剖析:通過對必修內容的學習,學生對功的計算,重力做功的特點,重力做功與重力勢能變化的關系,能量守恒定律等內容已相當熟悉,具備了學習本節內容的知識前提,但建立起電勢能的概念對學生來說相對比較困難的,因為電場的概念特別抽象,特別是從力與能量兩條線上同時研究電場,讓學生感到有點“力不從心” ,知識遷移及靈活運用是學生學習過程中要跨越的一個臺階
方法選擇:自主閱讀、合作探究、精講精練
活動(情景)設計:
教具(實驗)準備:幻燈片,上節課所用的課件
教學過程:
【自主學習】
1.定義:把電荷在電場中的某一點的電勢能與其 的比值,叫做這一點的電勢。電勢定義式:
2.相對性:電勢的大小與 的選取有關,必須先確定零電勢點,才能確定某點的電勢值,一般選取地面或無窮遠處的電勢為零。
3.矢量性:電勢是 量,但電勢也有正、負之分,電勢的正負分別表示比參考點的電勢高和低。
4.電勢的升降情況:沿電場線的方向,電勢逐漸 。
5.電勢的固有性:電勢是表示電場能量屬性的一個物理量,在電場中某點的電勢的大小由 決定,與在該點是否放著電荷,電荷的電性、電荷量 。
三、電勢
我們通過靜電力的研究認識了電場強度,現在要通過電勢能的研究來認識另一個物理量──電勢。它同樣是表征電場性質的重要物理量度。
通過類比可見,若用左圖中的ep/m,或右圖中的ep/q,它們的值是相同的。
如何來表征這個相同的量呢?
讓學生很快能想到用比值定義法來定義物理量,對知識活學活用。
上面討論的是特殊情況,下面我們來討論一般情況:(如圖)
epa=qe場lcosθ
可見,epa與q成正比,即電勢能跟電荷量的比值epa/q都是相同的。對電場中不同位置,由于l與θ可以不同,所以這個比值一般是不同的。
電荷在電場中某一點的電勢能與它的電荷量的比值,是由電場中這點的位置決定的,跟試探電荷本身無關。
得出結論后,引導學生類比電場的得來過程,提出新的物理量──電勢。
1.定義:電荷在電場中某一點的電勢能與他的電荷量的比值,叫做這一點的電勢。用φ表示。 表達式:φ=ep/q (與試探電荷無關)
2.電勢是標量,它只有大小沒有方向,但有正負。
3.單位:伏特(v) 1v=1j/c
物理意義:電荷量為1c的電荷在該點的電勢能是1j,則該點的電勢就是1v。