“電勢”“電勢差”的教學(xué)設(shè)計(jì)
“電勢”“電勢差”的--浙江臺州廣播電視大學(xué) 陳學(xué)雄一、設(shè)計(jì)思想
物理知識與一般的文化知識存在著密切的聯(lián)系，在教學(xué)中如能把物理概念整合到更廣闊的文化背景中，就能使學(xué)生更深刻地理解這一概念。在本節(jié)課的教學(xué)中，通過對包含“勢”字的詞語的討論，使學(xué)生理解“勢”的一般含義，這樣有利于學(xué)生深刻理解電勢概念。
類比是人類研究、理解未知事物的一種有效而常用的方法。學(xué)生對重力場中“地勢”的概念。水流從“地勢”高處流到“地勢”低處的現(xiàn)象及重力做功跟始末位置的“地勢差”有關(guān)的規(guī)律有直觀的印象。所以從“地勢”概念出發(fā)，通過類比建立電勢概念，是一種易于理解而直觀的方法。
教材中把電勢差和電勢能編排在同一節(jié)，這兩個概念都很抽象難懂，它們既有聯(lián)系又有區(qū)別，并且很容易混淆。根據(jù)奧蘇貝爾的學(xué)習(xí)理論，有意義學(xué)習(xí)，就是在新概念與認(rèn)知結(jié)構(gòu)中的有關(guān)概念（固定點(diǎn)）之間建立起本質(zhì)的、非人為的聯(lián)系，原有認(rèn)知結(jié)構(gòu)中有可利用的、穩(wěn)定而清晰的固定概念，是進(jìn)行有意義學(xué)習(xí)的前提條件。據(jù)此，對于電勢與電勢能，應(yīng)該先牢固地掌握其中的一個，使之成為另一個的固定概念。電勢能比電勢差更復(fù)雜，它的變化不但與電場有關(guān)，還與電荷和電荷在電場中的移動方向有關(guān)；而電勢差則只與電場本身有關(guān)，在知識體系中，它比電勢能處于更基本的地位。基于上述原因，本節(jié)課只學(xué)習(xí)電勢差、電勢的概念，電勢能的概念在學(xué)習(xí)了等勢面、電勢差與電場強(qiáng)度的關(guān)系后再學(xué)習(xí)。
二、教學(xué)目標(biāo)
1.通過與重力場類比，理解電場中電勢和電勢差的概念；理解電場中的電勢分布規(guī)律：沿電場線方向電勢降低。
2.理解電勢差的定義式uab＝wab/q，會根據(jù)電荷q在電場中移動時電場力所做的功wab，計(jì)算電勢差uab。
3.理解電勢與電勢差的關(guān)系：uab＝ua－ub，知道電勢的本質(zhì)是電勢差，某點(diǎn)的電勢等于該點(diǎn)與參考點(diǎn)之間的電勢差。
4.培養(yǎng)學(xué)生的類比分析能力以及從廣闊的文化背景知識理解物理概念的思維習(xí)慣。
三、教學(xué)過程
1.“勢”的含義的討論
“勢”是一個很抽象但很常用的概念。請大家回憶出一些包含“勢”字的詞語，并從中歸納出“勢”這一概念的含義。
詞語：“形勢”“姿勢”“情勢”，“蓄勢待發(fā)”“權(quán)勢”“勢如破竹”“仗勢欺人”，“優(yōu)勢”“劣勢”等等。
分析：前面這組詞語說明了“勢”是與位置、姿態(tài)有關(guān)的東西；中間這組詞語說明了“勢”是一種潛在的力量、趨向、能力；后面這組詞語說明了“勢”是一種相對性的東西。
總結(jié)（板書）：
勢是一個位置（或姿態(tài)）相對與另一個位置（或姿態(tài)）所具有的潛在的力量、趨向、能力或本領(lǐng)。
2.重力場中的地勢
在重力場中，物體會自動地從高處落到低處，水會自動地從高處流到低處。如圖1，物體在a點(diǎn)，如果沒有阻礙作用，它就會自動地運(yùn)動到b點(diǎn)。a、b這兩位置之間潛在著一種做功的能力，使物體在a點(diǎn)，具有向b點(diǎn)運(yùn)動的趨勢。物體從a點(diǎn)運(yùn)動到b點(diǎn)的過程中，重力就會對物體做功使物體獲得動能。a點(diǎn)對干b點(diǎn)存在著一種優(yōu)勢。相反，b點(diǎn)相對于a點(diǎn)處于劣勢。要使物體從b點(diǎn)運(yùn)動到a點(diǎn)，就需要輸入能量，使物體克服重力做功。
由此可見重力場中存在著一種勢，我們不妨把它叫做地勢。水會自動地從“地勢”高處流到“地勢”低處，這是大家熟知的說法。
物體從高地勢處運(yùn)動到低地勢處，重力會做正功，重力做功為wab＝m（gha－ghb）我們可以把（gha－ghb）叫地勢差。gh中，h代表位置，g代表重力場的作用。如果沒有重力場g的作用，空間各點(diǎn)也就不存在這點(diǎn)“地勢”高那點(diǎn)“地勢”低的區(qū)別了。有了地勢的概念，重力做功就可以表示為：重力做的功＝物體的質(zhì)量×重力場中兩點(diǎn)的地勢差。