10.2电势差
一、教学内容分析
理解电势差概念，知道电势差与零电势的选择无关，具有绝对性。知道电场力做功与电势差的定量关系。学会用等式面描绘静电场，了解电场线和等式面的关系。
本节以上楼时楼层的高度差影响做功的多少引出探究的问题：影响静电力做功多少的因素可能是电势值还是电势差呢？运用类比的方法即把电势差与高度差进行类比，引入电势差的概念。在利用静电力做的功等于电荷电势能的减小量，推导出AB AB qU W =。变形得到电势差q
W U AB
AB =
，同时得出电势差与电势零点的选择无关。等势面可以与地理中的等高线类比，学生接受起来难度不大，但学生对等式面一定跟电场线垂直，这一结论的理解会有困难，教科书阐述这一问题时，又一次运用了反证法。
二、学情分析
通过上节课的学习，学生已具备静电力做功与电势能的关系、电势能、电势等基本
知识点。
三、教学目标
1. 知道电势差概念，知道电势差的正负表示两点间电势的高低关系。
2.推导静电力做功跟电势差的关系式会用公式AB AB qU W =计算静电力所做的功。
3. 理解等势面的概念，会画常见电场的等势面，通过论证等势面一定垂直于电场线，体会反证法在推理过程中的应用。
四、教学重、难点
教学重点： 静电力做功跟电势差的关系式AB AB qU W =的具体应用。 教学难点： 静电力做功公式中正负号的应用与正负号物理意义的理解。 教学方法： 讲授法
教具:图片和课件
五、教学流程图
六、教学过程
环节情境与问题教与学活动设计意图学生发展
新课引入
如果我们要从6楼
走到8楼，影响我们
做功多少的因素，是
这两层楼的高度差，
而不是楼的高度。
某个电荷在确
定的电场中，由A
点移动到B点，影响
静电力做功多少的
因素，可能是A点
或B点的电势值
呢？还是A、B两点
之间电势的差值
呢？
猜测
静电力做功多少与A、B两点之间电势的
差值有关！
类比是一种
重要的科学
思维，希望
通过这个问
题锻炼科学
思维
学生认识到类比是
重要的科学思维方
法
深度研习1.电势差可以是正
值也可以是负值，电
势差的正负表示什
么意义？
2.电势的数值与零
电势点的选取有关，
电势差的数值与零
电势点的选取有关
吗？这与力学中学
过的哪个概念相
U AB>0 即φA- φB >0 则φA>φB
U AB<0 φA<φB
电势差的正负表示两点电势高低
无关与高度差相似
体会用数学
的正负表示
物理意义的
方法
学生理解并能正确
使用正负号表示物
理意义
似？
实践应用
静电力做功与电势差的关系式 1.U AB 由什么决定？跟W AB 、q 有关吗？2.W AB 跟q 、U AB 有关吗？
3.W AB 、q 、U AB 都有正值和负值，它们的正负分别表示什么意义？
4.应用公式 时各物理量是否带正负号计算？
静电力做功与电势差的关系式
AB AB qU W =q
W U AB
AB =
电势差的物理意义：电势差U AB 与q 、W AB 均无关，仅与电场中A 、B 两位置有关。故电势差反映了电场本身的性质。
加深对比值定义法的理
解
学生会通过比值定义法的普遍规律分析物理量之间的关系
融合提升
电场线和等势面的关系？
定义：电场中电势相同的各点构成的面叫
做等势面。
意义：形象描绘电场各点电势的高低。 等势面的特点： 等势面一定跟电场线垂直，电场线总是从电势高的等势面指向电势低的等势面
在同一等势面上的任意两点间移动电荷，电场力不做功
任意两个等势面都不会相交
练习反正法
的使用方法 学生会用反证法分
析电场线与等势面
之间的关系
资
B D
第6节电势差与电场强度的关系 一、教材依据 本节课选自人教版高中物理选修3-1第一章第六节“电势差与电场强度的关系”的内容。 二、设计思想 1.教材分析 电势差与电场强度是描述电场性质的两个重要物理量，电势差是描述电场中能的性质而电场强度则是描述电场中力的性质；这两个物理量虽然从不同的角度上描述了电场的性质，但是通过电场力做功在两者之间建立起了联系。教材中以匀强电场为例通过分析和推理导出电场强度与电势差之间的关系；通过分析寻找物理量之间的内在联系，培养学生对科学的探究精神，同时能更好的理解电势与电场强度两个概念。因此从教材上来看，本节课内容起到了一个桥梁，纽带的作用，将电场的两大重要性质联系起来； 2.学情分析 在学习本节课之前，同学们已经对电场强度，电势，电势差这些概念有了 较好的了解，并且已经掌握了电场力做功的特点，知道了电场力做功与电势能变化的关系。也懂得利用这些知识去解决一些实际的问题。高二的学生通过了高一一年的学习已经具备了一定的推理能力，归纳总结能力。所以在本节课中学生应该能够比较容易的推导出匀强电场中电势差与电场强度的关系，然而对于一般电场来讲，电势差与电场强度的关系应该怎样理解，这对于同学们来讲就应该比较困难了。 3.教学设计思路 由于本节课是推导出之前学习的两个物理量电势差与电场强度之间的关系，因此本节课首先对以前学过的知识进行复习，然后通过“既然电势差和电场强度都是描述电场的物理量，那么它们之间有关系？”这样的一个问题引出本节课的内容。以此来激发学生的好奇心和求知欲。让学生通过学会亲自推导，了解该关系的来龙去脉，使学生在获取知识的同时，感受到成功的愉悦，进一步培养学生的科学探究精神。接着教师将特殊情况引导到一般情况，如果不是沿场强方向移动电荷，结论还成立吗？引导学生讨论并得到结论。培养学生的自主探究能力。顺势从新的公式得到电场强度的新单位V/m。接着通过例题的讲解和练习，让学生在练习中使知识点得到巩固，同时通过对习题的解答过程中也让他们尝到成功的喜悦。最后在通过对本节课的小结。将本节课的该掌握的知识点涵盖于其中。 三、教学目标 物理观念： 1.理解匀强电场中电势差与电场强度的关系。 科学探究： 2.从不同角度认识电场、分析寻找物理量之间的内在联系。 科学思维：
课题电势差与电场强度的关系课型新授课 教学目标1.理解匀强电场中电势差与电场强度的关系U=Ed,并且能够推导出这个关系式。 2.会用关系式U=Ed进行有关的计算。 3.知道电场强度的两种单位是相同的。 重点匀强电场中电势差与电场强度的关系难点对公式 U=E d中d的理解及公式的正确运用教法及教具讲授法、推理法、归纳法 教学过程 教学内容个案调整 教师主导活动学生主体活动 【自学指 导】： 运用E=错 误!未找到 引用源。、 E=k错误! 未找到引 用源。、E= 错误!未找 到引用源。 三个公式都 可以求电场 强度,它们 之间有什么 区别?应用 时要注意哪 些问题? 任务一自学导引： 1．电势差与电场强度：在匀强电场中两点间的电势差等于 _____________与这两点沿__________方向上距离的乘积． 2．电场强度与电势差：在匀强电场中，电场强度的大小等于 两点间的_____________与两点沿___________方向距离的比 值，公式E＝___________，单位___________． 任务二自主探究： 一、电场强度的三个计算公式的比较 运用E=错误!未找到引用源。、E=k错误!未找到引 用源。、E=错误!未找到引用源。三个公式都可以求电场 强度,它们之间有什么区别?应用时要注意哪些问题? 二．探究非匀强电场中电势差与电场强度的关系 如图甲所示,以点电荷+Q为圆心(球心)画同心圆(同心球 面),其半径之比为1∶2∶3。 (1)甲图中A、B两点间的电势差与B、C两点间的电势差是否 相等?说明理由。 (2)在图甲中,如果允许A、B、C三点在电场线上移动,并且要 求U AB=U BC,你能判断线段AB与线段BC的大小关系吗?说明理 由。 (3)在图乙中两相邻的同心圆之间的电势差相等,丙图表示电 势降落的情况,看图说一说电势在哪些地方降落得快,哪些地 方降落得慢。 播放配套课件 【使用说明 及学法指 导】 阅读教材认 真完成导学 案 【展示】： 阅读课本，思 考问题，学生 代表发表见解
第2节电势差 学习目标 1.掌握电势差的概念。 2.会应用电势差的概念求解静电力对电荷所做的功。 3.掌握等势面的概念及性质。 自主预习 [填空] 借助“类比”的方法和你对重力场的了解,你可推断出电场应该具有哪些属性? 重力→ 重力势能→ 物体在重力场中移动,重力做功→ 重力做正(负)功,重力势能→电场力做正(负)功,电势能 重力的功:W AB=,取决于→电场力的功取决于什么呢? 重力势能由高度决定→电势能 课堂探究 [情境设问]1.你知道什么叫“类比”吗? 2.地球与物体之间的相互作用和哪一类电荷间的相互作用“类似”? 3.借助“类比”的方法和你对重力场的了解,你可推断出电场应该具有哪些属性? [总结] 借助类比定义几个物理量: 1.电势能:E p= 定义:电荷在电场中具有的能量叫电势能,与高度h对应的物理量φ叫电势。 2.电势:φ= 定义:电场中某点试探电荷的电势能与自身电量的比值叫电势。 [讨论与交流] 1.一个质量为m的物体在重力场中的重力势能大小由什么来决定?一个电量为q的电荷在电场中的电势能大小又由什么决定? 2.你认为电势是相对量吗,电势能呢? 3.你认为跟高度差对应的物理量是什么? [总结] 1.定义:电场中任意两点的电势的差值,叫这两点间的电势差。 2.A、B两点电势差:U AB=φA-φB U BA= 3.电场力的功:W AB=qφA-qφB=qU AB或 [例题展示] 【例题】在电场中把2.0×10-9C的正电荷从A点移到B点,静电力做功1.6×10-7J。再把这个电荷从B点移到C点,静电力做功为-4.0×10-7 J。 (1)A、B、C三点中哪点电势最高?哪点电势最低? (2)A、B间,B、C间,A、C间的电势差各是多大? (3)把-1.5×10-9 C的电荷从A点移到C点,静电力做多少功? (4)根据以上所得的结果,定性地画出电场分布的示意图,标出A、B、C三点可能的位置。
电势差与电场强度的关系 教学目标 ●知识与技能 (1)理解匀强电场中电势差与电场强度的定性、定量关系．对于公式U＝Ed要知道推导过程． (2)能够熟练应用U＝Ed解决有关问题． (3)知道电场强度另一个单位“V/m”的物理意义． ●过程与方法 通过对匀强电场中电势差和电场强度的定性、定量关系的学习，培养学生分析、解决问题的能力． ●情感、态度与价值观 (1)从不同角度认识电场、分析寻找物理量之间的内在联系，培养学生对科学的探究精神． (2)体会自然科学探究中的逻辑美． 教学重难点 ●重点：匀强电场中电势差与电场强度的关系． ●难点：公式U＝Ed在实际问题中的应用． 教学方法 类比法、推导公式法、讨论法． 教学准备 多媒体． 教学设计（一）（设计者：杨家峰） 教学过程设计
关系呢？ (设计意图：以思维导图的形式复习前面学过的知识，很自然地引入本节内容的学习，有利于培养学生的探究精神，同时有助于学生知识体系的建立．) 二、新课教 学 (一)匀强电场中电势差与电场强度的关系推导 【自主探究】 如图所示，在匀强电场E 中，正电荷q 在电场力作用下从A 点沿电场方向移动到B 点，已知A 、B 两点之间的距离为d ，分析电势差U AB 与电场强度E 之间有什么关系？ (1)电荷q 从匀强电场中的A 点移动到B 点，A 、B 两点的电势差为U AB ，静电力做的功W 为多少？(依据电场力做功与电势差的关系式) W ＝qU AB (2)匀强电场的电场强度为E ，电荷q 从A 点移动到B 点，静电力做的功W 为多少？(依据功的计算式) q 所受的静电力是F ＝qE 因为匀强电场中电场强度E 处处相等，所以电荷q 所受的静电力F 是一个恒力，静电力做的功W 为W ＝Fd ＝qEd (3)比较功的两个计算结果，可以得到U AB ＝Ed 【归纳总结】 匀强电场中两点间的电势差等于电场强度与这两点沿电场方向的距离的乘积. 【思考讨论】 学生根据问题设计，独立推导.
《电势差》教学设计 【教材分析】 本节内容以电势的概念为起点，运用类比的方法引入电势差，同时得出电势差与零电势点的选取无关。随后从功和能的角度，分析静电力做功和电势差的关系，进而加深对电场基本性质的认识。 【设计思路】 为了让学生对电势差这个抽象的概念有一个直观的认识，首先用演示实验激发学习热情和求知欲望。探索之旅从熟悉的匀强电场开始，在描述两点电势高低关系时自然的引入电势差这个概念。再设计学生实验，探究电势差与零电势的关系。学生的亲身参与，定能体会到电势差比电势更有意义，也有了深入了解电势差的冲动。教师适时引导，将研究的方向指向静电力做功与电势差的关系。从实验探究到理论推导，学生一步步接近电势差的本质，即电场能的性质。最后回到起点---演示实验，一切豁然开朗。 【学情分析】 本章的前四节，学生已经认识了电荷、电荷之间相互作用的规律，也学习了描述电场性质的几个物理量：电场强度、电势能、电势等。静电力做功的特点，电场线与等势线，以及定义场强的方法都为学习本节打下基础。力、功和能量等仍然是电磁学的主要概念，所以本节课的学习注重从这三方面蓄备知识、提升能力。 【核心素养】 通过《电势差》的学习过程，培养学生的观察、探索能力。提升学生的实验操作能力和科学素养。培养学生的综合分析能力、善于动手、勤于动脑以及规范操作的良好实验素质、协作精神和实事求是的科学态度。 【教学目标】 1、理解电势差的概念，知道电势差与零电势的选取无关。 2、掌握两点间电势差的表达式，知道电势差的正负号的意义。 3、知道在电场中移动电荷时静电力做功与两点间电势差的关系，会应用静电力做功的公式进行相关的计算。 4、理解电势差的决定因素，正确认识电场能的性质。
第十章静电场中的能量 第2节电势能 【素养目标】 1、理解电势差的概念，知道电势差与电势零点的选择无关。 2、掌握两点间电势差的表达公式，知道两点间电势差的正负号与这两点的电势高低之间的对应关系。 3、知道在电场中移动电荷时静电力做功与两点间电势差之间的关系，会应用静电力做功的公式进行相关的计算。 【必备知识】 知识点一、电势差 1．定义：在电场中，两点间电势的差值叫电势差，也叫电压。 2．公式：若A 点电势为φA ，B 点电势为φB .，则U AB ＝φA －φB 或U BA ＝φB －φA .，显然U AB =-U BA 3.标矢性：电势能是标量，其正负代表A 、B 两点电势的高低关系。 4.单位：电势差的单位是伏特，简称伏，符号V 。 电势是相对的，但电势差是绝对的，由电场中的两点位置来决定，与有无试探电荷无关；与零电势的位置选取也无关． 知识点二、静电力做功与电势差的关系 1．公式推导：电荷q 在电场中从A 点移到B 点，由静电力做功与电势能变化的关系可得： W AB ＝E p A －E p B ，由电势能与电势的关系φ＝E p q 可得E p A ＝q φA ，E p B ＝q φB .所以 W AB ＝q (φA －φB )＝q ·U AB ，所以有U AB ＝W AB q . 2．说明：公式U AB ＝W AB q 适用于任何电场，应用时式中各量需代入符号进行运算。 3．电势与电势差的对比
知识点三、等势面 1．定义：我们把在电场中电势相同的各点构成的面叫作等势面． 2．特点 (1)在所画等势面中，任意相邻两等势面上电势之差是相等的． (2)在同一等势面上移动电荷时，静电力不做功． (3)等势面一定跟电场线垂直，即跟场强的方向垂直，电场线总是由电势高的等势面指向电势低的等势面． (4)在空间没有电荷的地方两等势面不相交. (5)等势面可以是封闭的，也可以是不封闭的． (6)在电场线密集的地方，等差等势面密集；在电场线稀疏的地方，等差等势面稀疏． 3.几种典型电场的等势面 (1)点电荷电场中的等势面：是以点电荷为球心的一簇球面，如图甲所示． (2)等量异种点电荷电场中的等势面：是两簇对称曲面，如图乙所示． (3)等量同种点电荷电场中的等势面：是两簇对称曲面，如图丙所示． (4)匀强电场中的等势面是垂直于电场线的一簇平面，如图丁所示． (5)形状不规则的带电导体附近的电场线及等势面，如图戊所示．
高中物理《电势能》优秀教案 高中物理《电势能》优秀教案 第一章 1.4电势差教学设计 一【教材分析^p 】 本节内容以电势的概念为起点，再次运用类比的方法，把电势差与高度差进展类比引入电势差的概念。同时，得出电势差与电势零点的选择无关。在物理学中，特别是在技术应用方面常用到的是电势差的概念，电势差往往比电势更有意义。 二【教学目的】 〔一〕知识与技能 理解电势差是描绘电场的能的性质的物理量 知道电势差与电势零点的选取无关，纯熟应用其概念及定义式进展相关的计算 知道电势与电势差的关系， 〔二〕过程与方法 培养学生的分析^p 才能，抽象思维的才能，综合才能〔三〕情感态度与价值观
通过对原有知识的加工，对新旧知识的类比、概括，培养学生知识自我更新的才能． 三【教学重点难点】 重点：电势差的概念； 静电力做功公式的推导和该公式的详细应用。 难点：静电力做功公式中正负号的应用与正负号的物理意义。 四【学情分析^p 】 对电势差概念的引入，考虑到用电场力做功来引入比较详细，且可与力学中做功的概念直接联络起来，教学中采用类比的方法，类比于力学中重力做功，通过电场力作功来引入，以增强知识的可感知性，这有助于学生的理解．在学习电势差的表达式和定义式时，应该注意下标的使用规那么和正负号表示的物理意义。所以，在教学过程中，从一个更高的全面的基准点对已学知识进展综合，加强学生自身知识的再更新才能。这样使学生在已有知识中逐步理解，能帮助学生真正掌握电势差的概念。 五【教学方法】 推导公式法、讲授法 六【课前准备】 多媒体辅助教学设备或挂图
七【课时安排】一课时 八【教学过程】 教师活动学生活动设计意图 〔一〕预习检查 问题：电场的两个根本性质是什么？ ☆答：电场的两个根本性质： 电场的力的性质〔〕 电场的能的性质〔电势能、电势、〕 在学习电势时，我们知道，选择不同的位置作为电势零点，电场中某点的电势的数值也会改变，那么，在物理学中，能不能找到一个更能反映电场的能的性质的物理量呢？ 倾听、答复 稳固知识点 〔二〕情景引入、展示目的 重力做功有什么特点？ ☆答：重力做功与途径无关，仅跟物体的重力，物体挪动的两位置的高度差有关。对同一物体，两位置的高度差越大，重力做功就越多。只要高度差确定，挪动同一物体重力做功就一样. 问题： 电场力做功具有什么特点呢？
第十章静电场中的能量 第3节电势差与电场强度的关系 教学内容分析 《电势差与电场强度的关系》是《普通高中物理课程标准（2017年版2020年修订）》必修课程必修3模块中“静电场”主题下的内容。课程标准要求为：知道匀强电场中电势差与电场强度的关系。《普通高中物理课程标准(2017年版)解读》对课程的标准的解读为: 通过对匀强电场中电势差与电场强度关系的分析研究，知道电场力做功与电势差的定量关系。会用等势面描绘静电场，了解电场线和等势面的关系。知道匀强电场中电势差与电场强度的定量关系，了解非匀强电场中电势差与电场强度的定性关系。通过分析电场线和等势面之间的关系、电势差与电场强度的关系，体会科学研究应该从不同角度展开。 教材先引入电场强度描述电场力的特性，再引入电势描述电场的能的特性，建立起电势差与电场强度间的关系，构建电场的“力”与“能”两方面间的联系，帮助学生整体认识电场。本节重点是从静电力做功推导U=Ed关系，难点是理解电场强度新的物理意义：电场强度在数值上等于沿电场方向单位距离上降低的电势。 一、学情分析 在知识层面，学生学习了描述电场力性质的物理量——电场强度和描述电场能的性质的物理量——电势，知道静电力做功W AB=U AB q。学生理解功的含义等于力和沿力方向位移的乘积。以匀强电场为例，学生推理分析U AB=Ed，需要注意d是沿电场方向的距离，U AB大于零。非匀强电场中不能直接利用U AB=Ed，但仍可定性分析。学生多次接触微元法，可用微元法选取极短距离，近似认为电场强度不变，当电势差不变时，电场强度越小，等势面的距离增大。 二、教学目标 1.学生经历探究匀强电场中电势差与电场强度的定量关系的过程，理解关系 式的意义。 2.学生知道电场强度另一个单位“伏每米”的物理意义。
电势差与电场强度的关系 [学习目标] 1.理解匀强电场中电势差与电场强度的关系U AB＝Ed，并且能够推导出这个关系式．(重点) 2．知道电场强度的另一种求法，了解场强的另一个单位“伏特每米”的意义． 3.会用关系式U AB＝Ed或E＝U AB/d进行有关的计算．(难点) 1．关系式：U AB＝Ed或E＝U AB d(注：公式中d是两点沿电场方向距离) 2．物理意义：匀强电场中两点间的电势差等于电场强度与这两点沿电场方向的距离的乘积． 3．适用条件：匀强电场． [再思考] 有同学认为：“根据E＝U AB d，若A、B两点在匀强电场的同一等势面上， 由U AB＝0，故场强为零“.谈一下你的认识． 【提示】该同学分析错误，当A、B在匀强电场同一等势面上时，两点沿 电场方向距离d＝0.无法用E＝U AB d直接计算场强，E也不等于零． [后判断] (1)公式U＝Ed用于任何电场．(×) (2)在电场中相同距离上的两点，电势差大的其电场强度也必定大．(×) (3)在匀强电场中，沿着电场方向，任何相同距离上的电势降落必定相等．(√) (4)电势降落的方向必定是电场强度的方向．(×) [
1．意义：在匀强电场中，电场强度等于两点电势差与两点沿电场方向距离的比值． 2．E的另一表述：电场强度在数值上等于沿电场方向每单位距离上降低的电势． (3)电场强度的单位：N/C或V/m. [再思考] 1．根据E＝U d可知，匀强电场的电场强度E与电场中两点间的电势差U成 正比，与沿电场线方向上两点间的距离d成反比，以上观点是否正确？ 【提示】不正确．电场强度大小与电场自身因素有关，与两点间的电势差或距离无关． 2．为何说电场强度的两单位N/C与V/m是相同的？ 【提示】 1 V/m＝1 J/(C·m)＝1 N·m/(C·m)＝1 N/C [后判断] (1)在匀强电场中沿电场线方向，电势降的最快．(√) (2)公式E＝U d用于任何电场．(×) (3)匀强电场中E与电势差及两点间距无关．(√)． 预习完成后，请把你认为难以解决的问题记录在下面的表格中 问题1 问题2 问题3 问题4 学生分组探究一对关系式U AB＝Ed和E＝U AB d的理解(深化理解) 第1步探究——分层设问，破解疑难
10.2 电势差 一、教材分析 本节内容选自新人教版必修第三册第十章第2节，新课程标准对本节课的要求是“了解电势能、电势和电势差的含义”。电势差比电势更有实际意义，在物理学中，特别是在技术应用方面使用更多的是电势差概念。本节课是学生学习了“电势能和电势”之后继续使用类比方法加深对电势知识的深入学习，并为下一节电势差与电场强度的关系奠定基础。所以本节课具有承上启下的作用，同时基础性和预备性。本节内容是高中电学教学的重点和难点。 二、学情分析 学生学习本节课之前已经学习了“电势能和电势”的相关内容，对电势能和电势理解不够透彻将直接影响到对电势差的认识。电势差概念比较抽象，加上公式中正负号的应用以及正负号的物理意义等，给学生的学习构成很大困难。高中学生具有较强的求知欲，教学中要以学生原有的知识作为新知识的生长点，通过类比、创设问题情境、反证法等教学方法来激发学生的好奇心与求知欲，让学生体会收获的喜悦，同时培养学生的演绎思维能力。 三、教学目标 （一）物理观念 1、知道电势差的概念； 2、知道电势差与电势零点的选择无关； 3、知道电势差正负的物理意义； 4、进一步完善对电场能量观的认知。 （二）科学思维 1、能推导出静电力做功跟电势差的关系式，能通过U AB=W AB/q进一步理解电势差的意义。 2、运用类比的思维方式，深化理解电势差、等势面等抽象概念； 3、运用反证法理解等势面的概念，并得出两等势面一定不相交的特点。 （三）科学探究 1、根据问题探究，得出电势的差值与零电势点的选取无关； 2、通过例题探究，深化对电势差的认知。 （四）科学态度与责任 1、通过对原有知识的加工、新旧知识的类比概括，培养学生知识自我更新能力； 2、尝试运用物理原理和研究方法解决一些与生产生活相关的实际问题。
《电势差》教学设计
设电场中A 点的电势为ϕA ，B 点的电势为ϕB ，则有 U AB =ϕA -ϕB 或者表示成 U BA =ϕB -ϕA 显然 U AB =- U AB 讨论： （1）电势差可以是正值也可以是负值，电势差的正负表示什么意 义？ （2）电势的数值与零电势点的选取有关，电势差的数值与零电势点 的选取有关 吗？为什么？这与力学中学过的哪个概念相似？ 2、静电力做功与电势差的关系 教师活动：引导学生推导静电力做功与电势差的关系式 电荷q 从电场中A 点移动到B 点，由静电力做功和电势能变化的关系 可知：W AB =E PA -E PB 由电势能与电势的关系q E p =ϕ得：A PA E ϕq =,B PB E ϕq = 所以：AB B A B A qU ===)-q(q -q W ab ϕϕϕϕ 即：AB qU =ab W 或：q W U AB AB = 讨论：AB U 由什么决定？由W AB ,q 决定吗？AB W 由什么决定？由U AB ,q 决定吗？ 学生讨论回答。 ［引导学生得出］电势差U AB 与q 、W AB 均无关，仅与电场中A 、B 两位 置有关。故电势差反映了电场本身的性质。 电势差的物理意义：电势差反映了电场本身的性质。 电势差的单位：伏特 符号V ,1V=1 J/C 电势差是标量。 点评： 知道了电场中两点的电势差， 就可以很方便地计算在这两点间移动电荷时静电力 做的功，而不必考虑静电力和电荷移动的路径 点评：知道了电场中两点的电势差，就可以很方便地计算在这两点间移
动电荷时静电力做的功，而不必考虑静电力和电荷移动的路径。 [例题1]（教材21页） 教师引导学生分析、求解。培养学生对概念的理解能力和分析解决问题 的能力。 例题之后教师要帮助学生与时总结点评： 在应用公式q W U AB AB =或AB qU =ab W 时，对各物理量的符号的处 理方法： 计算时将各量的正、负号代入公式，并根据结果的正、负号进行 判断。
【2019统编版】 人教版高中物理必修第三册 第十章《静电场中的能量》全章节备课教案教学设计
10.1.《电势能和电势》教学设计 教学目标 一、知识与技能 1．理解静电力做功与路径无关、电势能的概念。 2．理解电势的概念，知道电势是描述电场能的性质的物理量。 3．明确电势能、电势、静电力的功与电势能的关系。 二、过程与方法 1．通过对知识的类比能力，培养学生对现象的归纳能力，对问题的分析、推理能力。 2．通过学生的理论探究，培养学生分析问题、解决问题的能力。培养学生利用物理语言分析、思考、描述概念和规律的能力。 三、情感、态度与价值观 1．利用知识类比和迁移激发学生学习兴趣，培养学生灵活运用知识和对科学的求知欲。 2．利用等势面图像的对称性，形态美以获得美的享受、美的愉悦，自己画图，在学习知识的同时提高对美的感受力和鉴别力。 3．在研究问题时，要培养突出主要矛盾，忽略次要因素的思维方法。 教学重点 理解掌握电势能、电势的概念及意义。 教学难点 握电势能与做功的关系，并能学以致用。 教学过程 一、复习提问、新课导入 1．静电力，电场强度概念，指出前面我们从力的性质研究电场，从本节起将从能量的角度研究电场。 2．复习功和能量的关系：如图所示从静电场中静电力做功使试探电荷获得动能入手，提出问题：是什么转化为试探电荷的动能？
二、新课教学 （一）静电力做功的特点 结合右图分析试探电荷q在场强为E的均强电场中沿不同路径从A运动到B电场力做功的情况。 （1）q沿直线从A到B （2）q沿折线从A到M、再从M到B （3）q沿任意曲线从A到B 结果都一样，即：W=qEL AM =qEL AB cos 与重力做功类比，引出： 【结论】在任何电场中，静电力移动电荷所做的功，只与始末两点的位置有关，而与电荷的运动路径无关。 （二）电势能 电势能：由于移动电荷时静电力做功与移动的路径无关，电荷在电场中也具有势能，这种势能叫做电势能。 1．静电力做功与电势能变化的关系： 静电力做的功等于电势能的变化量。写成式子为：W AB=E PA-E PB 2．注意： ①电场力做正功，电荷的电势能减小；电场力做负功，电荷的电势能增加。 ②电场力做多少功，电势能就变化多少，在只受电场力作用下，电势能与动能相互转化，而它们的总量保持不变。 ③在正电荷产生的电场中正电荷在任意一点具有的电势能都为正，负电荷在任一点具有的电势能都为负。 在负电荷产生的电场中正电荷在任意一点具有的电势能都为负，负电荷在任意一点具有的电势能都为正。 ④求电荷在电场中某点具有的电势能： 电荷在电场中某一点A具有的电势能E P等于将该点电荷由A点移到电势零点电场力所做的功W，即E P=W。
10.2 电势差 学习目标 1．理解电势差的概念。 2．掌握电场力做功与电势差的关系，会用W AB＝qU AB解决有关问题。 3．知道电势差和电势、等势面的关系。 重点：应用电势差的概念求解静电力对电荷所做的功。 难点：应用电势差的概念求解静电力对电荷所做的功。 知识点一、电势差 1．定义：电场中两点间电势的之差，也叫电压。单位伏特，符号V。 2．关系式：设电场中A点的电势为φA，B点的电势为φB，则：A、B两点之间的电势差为：U AB＝φA−φB。 B、A两点之间的电势差可以表示为：U BA＝φB−φA。所以U AB＝−U BA。 3．电势差的正负：电势差是标量，但有正、负。电势差的正、负表示两点间电势的高低。所以电场中各点间的电势差可依次用代数相加。 4．对电势差的三点理解 （1）电场中两点的电势差，由电场本身的初末位置决定．在确定的电场中，即使不放入电荷，任何两点间的电势差都有确定的值。 （2）讲到电势差时，必须明确所指的是哪两点（两位置）的电势差。A、B间的电势差记为U AB、而B、A间的电势差记为U BA。 （3）电势差有正负，电势差的正负表示电场中两点电势的高低，如U AB＝－6 V．说明B点的电势比A 点的电势高6 V。 【题1】在右图中，某电场的等势面用实线表示，各等势面的电势分别为10 V、6 V和－2 V，则U AB ＝________，U BC＝________，U CA＝________。 【答案】0，12 V，－12 V 【解析】在题图中，A、B两点在同一等势面上，则有φA＝φB，故U AB＝10 V－10 V＝0， B、C间的电势差为U BC＝10 V－（－2 V）＝12 V， C、A间的电势差为U CA＝－2 V－10 V＝－12 V。 【题2】在电场中A、B两点间电势差为U AB＝75 V，B、C两点间电势差U BC＝－200 V，则A、B、C 三点的电势高低关系为 A．φA＞φB＞φC B．φA＜φC＜φB C．φC＞φA＞φB D．φC＞φB＞φA 【答案】C 【解析】U AB＝φA－φB＝75 V，则φA＝75 V＋φB，故 φA＞φB。U BC＝φB－φC＝－200 V，则φC＝φB＋200 V，故φC＞φB，且φC＞φA，故有φC＞φA＞φB，C项对。 【题3】带电荷量为＋3×10－6 C的粒子先后经过电场中的A、B两点，克服电场力做功6×10－4 J，已知B点电势为50 V，则（1）A、B两点间的电势差U AB＝__________； （2）A点的电势φA＝______________；（3）电势能的变化ΔE p＝__________；
《电势差》教学设计 一、教材分析 “电势差”是高中静电场知识关于电场力做功特点、电势能、电场力做功与电势能的关系、电势等概念与规律之后的一个教学内容，也是高中电学教学的重点和难点。电势差是比电势更有实际意义的概念，在物理学中，特别是在技术应用方面使用更多的是电势差概念。本节内容以电势概念为起点，再次运用类比的方法，把电势差与高度差进行类比引入电势差的概念，接着把电势差定义为“两点间的电势之差”，交代了电势差正负的含义。然后，从静电力在A、B两点间移动电荷时所做的功等于电荷在这两点间的电势能之差出发，导出静电力做的功与电势差的关系W AB=qU AB，经过变形得到U AB=W AB/q，同时得出电势差与电势零点的选择无关。再通过例题对电势差进行深化理解与巩固应用。 二、学情分析 本节内容涉及的概念有电势、电势能、电场力做功和电势差等，概念多且抽象，概念间的关系也较复杂，再加上静电力做功公式中正负号的应用以及正负号的物理意义等，都会对学生的学习构成困难。电势差即电压，学生在初中电学学习时已经了解电压概念，本节教学是对电压概念的深化。教学中要以学生原有的知识（电势定义式、电场力做功与电势能的关系）作为新知识（电势差概念）的生长点，引导学生从原有知识中生长出新的知识，能够激发学生的好奇心和求知欲，并体会收获的喜悦，同时还能培养学生的演绎思维能力。 三、教学目标 1.理解电势差的概念，知道电势差与电势零点的选择无关。 2.掌握两点间电势差的电势表达式，知道电势差正负与两点电势高低的关系。 3.知道电场中移动电荷时静电力做功与两点电势差之间的关系，会应用静电力做功的公式进行相关计算。 四、教学流程 1.回顾旧知，类比引入 （1）引导学生回顾小结已学知识：前面我们学习了电场力做功的特点、电场力做功与电势能变化的关系、电场中某点电势的表达式以及等势面等，研究电场的能的性质时，我们沿着“电场力做功―电势能变化―电势能―电势―等势面”的思路展开，同时与“重力做功―重力势能变化―重力势能―高度―等高线”进行类比。 （2）引出新概念：在电场中，我们更关心的并不是某一点的电势，而是某两点之间的电势之差，即电势差U AB=φA-φB。电势差U AB反映了A、B两点的电势差值的大小及高低关系，单位也是伏特。 （3）引导学生讨论下列问题：①电势差是标量吗？怎样理解它的正、负及零的意义？电势差是电势之差，故与电势一样，也是标量；电势差的正负反映了这两点的电势高低关系。②U AB=U BA吗？为什么？由电势差U AB=φA-φB的定义式可直接得出U AB=-U BA的结论。 【设计意图】本节电势差的教学离不开上两节内容的铺垫，所以通过复习旧知引入，理清相关概念和规律，同时运用高度和高度差类比得出电势差定义，让学生理解电势差概念及其引入的必要性与重要性。 2.顺藤摸瓜，逻辑推理
10.2 电势差 班级姓名学号( )(多选)1.关于电子伏,下列说法正确的是 A. 电子伏是能量的单位 B. 电子伏是电势差的单位 C. 1eV=1.60×1019J D. 1eV=1.60×10-19J ( ) (多选)2．在静电场中，若取不同的点作为零电势的参考点，则 A．某点的电势可能不同 B．某点的电势不会改变 C．两点间的电势差可能改变 D．两点间的电势差不会改变 ( ) (多选)3.在以点电荷为球心、r为半径的球面上各点相同的物理量是A．电势 B．同一电荷所受电场力 C．电场强度 D．同一电荷具有的电势能 ( )4.对于电场中A、B两点，下列说法正确的是 A．电势差的定义式U AB＝W AB q，说明两点间的电势差U AB与电场力做功W AB成正比，与移动 电荷的电荷量q成反比 B．把正电荷从A点移到B点电场力做正功，则有U AB>0 C．电势差的定义式U AB＝W AB q中，U AB与移动的电荷量q成反比 D．电场中A、B两点间的电势差U AB等于把正电荷q从A点移动到B点时电场力所做的功( )5．下列说法不正确的是 A．电势差与电势一样，是相对量，与零点的选取有关 B．电势差是一个标量，但是有正值和负值之分 C．由于电场力做功跟移动电荷的路径无关，所以电势差也跟移动电荷的路径无关，只跟这两点的位置有关 D．A、B两点的电势差是恒定的，不随零电势点的不同而改变，且有U AB＝-U BA ( )6．如图所示，A、B为两等量异号点电荷，A带正电，B带负电，在A、B连线上有a、b、c三点，其中b为连线的中点，ab＝bc，则下列不正确的是： A．a点与c点的电场强度相同 B．a点与c点的电势相同 C．a、b间电势差与b、c间电势差相等 D．点电荷q沿A、B连线的中垂直线移动，电场力不做功 ( )7．如图所示为某一电场的电场线和等势面，已知φA＝5V，φC＝3V， ab＝bc，则 A．φb＝4V B．φb>4V C．φb<4V D．都可能 ( )8.电场中有a、b两点，a点电势为4V，若把电量为2×10-8C的负电荷，从a移到b的过程中，电场力做正功4×10-8J，则 A．a、b两点中，a点电势较高。
《电势和电势差》的教学设计 李雪丽 今天我要说的是全日制普通高级中学.物理第二册第十三章第五节《电势和电势差》的教学设计，下面我将从以下五个方面开始阐述我的设计思想：1、教材分析与设计；2、教学目标及重难点设计；3、设计理念；4、教学流程设计；5、设计体会。 一、教材分析与设计 教材分析：本章讲述静电电学，从电荷在电场中受力和电场力做功两个角度研究电场的基本性质。而电势差、电势这是从电场的能的性质来认识电场，.恰当地选择概念的引入方式，能够帮助学生理解概念.教材先从电势差入手，而后引入电势的概念，并得出二者关系U AB=φA－φB,先讲电势差，开始可以不涉及零电势的选取，便于学生接受.对电势差、电势概念的引入，教材用类比的方法，类比于力学中重力做功，通过电场力作功来引入的，这样使学生在已有知识中逐步理解，能帮助学生真正掌握电势，电势差的概念. 学情分析：高二的学生经过高一阶段的学习，已经具备了一定的知识含量，对问题的理解能力和想象能力有所提高，但由于刚刚接触电场,并且学生抽象思维能力较弱，所以，在教学中应充分利用类比的方法，充分利用学生原有的知识基础，将抽象的概念转化为形象的事物，教师时时调动学生，处处设置问题，紧紧抓住学生的思维动向，为学生概念的形成搭桥铺路。 教材处理教材的组织结构和灵活处理教材第一段说明，在前几节是从力的角度研究电场，然后提出有必要从电场力做功的角度研究电场。在电势差小节，增加电势差正负的问题，电势小节是从类比"高度"引入的，讨论了电势及其相对性。同样是为了降低难度，课题引入后，从重力做功类比入手较好。 根据教材、教参、大纲、考纲的要求，本着面向全体学生的原则，确立以下教学目标： 二、教学目标及重难点设计 1、教学目标： （1）知识与能力目标：①知道电势差的定义；②会用公式W=qu进行计算；③知道电场中某点的电势即为该点相对于零电势点的电势差；④知道电势是相对的，而电势差是绝对的；⑤知道沿着电场线的方向电势越来越低。根据素质教育的要求，在注重学生基本知识的培养的同时，培养学生类比、抽象、概括的思维能力及分析问题和解决问题的能力，培养学生思维的严密性。 （2）过程与方法：通过对原有知识的加工，对新旧知识的类比，概括，总结出电势与电势差的关系。同时让学生体会到探索的意义和乐趣。 （3）情感态度价值观：通过类比教学，对抽象问题具体化，启发学生积极思维。培养学生的自学能力及抽象思维的能力，提高学习物理的积极性。 2、重难点设计与突破：（1）重点：对电势差、电势概念的理解，电势能的改变与 电场力做功的关系 （2）难点：对电势差、电势概念的理解 重、难点的突破： 电势、电势差、电势能的概念比较抽象，在讲解时可以通过引入重力场的有关概念进行类比，以增强知识的可感知性，这有助于学生的理解．但还需要注意的是，在讲解中不仅要掌握好教学的深度，同时要加强学生从不同的知识角度——能的角度、功能关系的角度学习本节知识，从一个更高的全面的基准点对已学知识进行综合，加强学生自身知识的再更新能力，这也是教师急需要注意的问
10.2电势差 一、练概念 1.下列说法正确的是( ) A.电场中两点间电势的差值叫作电势差，也叫电压 B.电势差与电势一样，是相对量，与零电势点的选取有关 C.AB U 表示B 点与A 点之间的电势差，即AB B A U ϕϕ=- D.A B 、两点的电势差是恒定的，不随零电势点的不同而改变，所以AB BA U U = 2.（多选）下列说法正确的是( ) A.电场中A B 、两点的电势差AB B A U ϕϕ=- B.电场中A B 、两点的电势差AB A B U ϕϕ=- C.电势差的国际单位制单位是伏（V ） D.电势差是标量，其正负表示两点的电势谁高谁低 3.在某电场中，将一带电荷量为92.010C q -=+⨯的点电荷从a 点移到b 点，静电力做功 84.010J ab W -=-⨯，则a b 、两点间的电势差ab U 为( ) A.400V - B.200V - C.20V - D.20V 4.下列关于等势面的说法，正确的是( ) A.电荷在等势面上移动时，由于不受电场力作用，所以电场力不做功 B.同一个等势面上各点的电场强度大小相等 C.两个电势不相等的等势面可能相交 D.若相邻两等势面间的电势差相等，则等势面的疏密程度能反映场强的大小 5.（多选）下列关于静电场的电场线和等势面的说法正确的是( ) A.等势面上各点的电势一定为零 B.电场线与等势面处处相互垂直 C.同一条电场线上的两点，电势必定不相等 D.同一条电场线上的两点，所在位置的场强必定不相等 二、练能力 6.（多选）如图所示是等量异种电荷的电场线和等势面。关于场中的A B C D 、、、四点，下列说法正确的是( )
10.2 电势差 一、教学目标 1.理解电势差的概念； 2.会计算点电荷在电场力作用下，从电场中一点移动到另一点时电场力所做的功； 二、教学重点 电势差的概念，电势能的改变与电场力做功的关系，电功计算。 三、教学难点 电势差的定义（比值）及“在电场中电场力对电荷做功引起电荷的电势能的减少”的认识。 四、教学方法 1．学案导学 2．新授课教学基本环节：预习检查、总结疑惑→情境导入、展示目标→合作探究、精讲点拨→反思总结、当堂检测→发导学案、布置预习 五、课前准备 1．学生的学习准备：预习课本相关章节。 2．教师的教学准备：多媒体课件制作，课前预习学案，课内探究学案，课后延伸拓展学案。 六、教学过程 (一)课前：以练导学，找出不会的 首先，我们一起来对本节课的知识进行梳理，并对预习效果进行检测。 【知识梳理】（幻灯片展示，学生集体回答） 1.定义 电场中两点间电势的①差值叫作电势差,也叫②电压,U AB=③φA-φB,U BA=④φB-φA。 2.单位 电势差的单位与电势单位相同,在国际单位制中为⑤伏特。 3.特征 选择不同位置为电势零点,电场中某点的电势的数值可能⑥不同,但电场中某两点间的电势差却⑦保持不变。 4.电势差与静电力做功的关系式:U AB=⑧。 【预习效果检测】（幻灯片展示，学生单独回答）
1.如图所示,MN为电场中某一条方向向右的电场线,在线上取两点a、b,今将一电荷+q从a移到b则()。 A.电场力做正功,+q的电势能增加 B.电场力做负功,+q的电势能增加 C.电场力做正功,+q的电势能减少 D.电场力做负功,+q的电势能减少 【答案】C 2.下列关于电势差和电场力做功的说法中正确的是()。 A.电势差的大小由电场力在两点间移动电荷做的功和电荷的电量决定 B.电场力在两点间移动电荷做功的多少由两点间的电势差和该电荷的电量决定 C.电势差是矢量,电场力做的功是标量 D.在匀强电场中,与电场线垂直方向上任意两点的电势差为零 【答案】BD 3.下列说法中正确的是()。 A.重力做功与路径无关,与移动物体的初末位置的竖直高度差有关,即W AB=mgh AB B.静电力做功与路径无关,与移动电荷的初末位置的电势差有关,即W AB=qU AB C.重力对物体做正功,其重力势能减少,做负功则重力势能增加 D.静电力对正电荷做正功,正电荷电势能减少,对负电荷做正功,负电荷电势能减少 【答案】ABCD 4.如图所示,φA=1 V,φB=6 V。 (1)一带电荷量为4.0×10-9C的正电荷由A点移动到B点,电场力所做的功是多少?电势能是增加还是减小?电势如何变化? (2)如果带电荷量q=-2×10-9 C的负电荷由A点移动到B点,电场力所做的功是多少?电势能是增加还是减小?电势如何变化? 【答案】(1)-2×10-8 J电势能增加电势增大 (2)1×10-8 J电势能减小电势增大 目的：预习检查、总结疑惑，检查落实了学生的预习情况，并了解了学生的疑惑，使教学具有了针对性。
电势、电势差教学设计新部编版设案例分析^p 现在，我将以在电场教学中的难点——“电势”电“势 差”的教学设计为案例进行分析^p 。 在教学设计方面我讲从以下几个方面进行设计： 一、设计思想物理知识与一般的文化知识存在着密切的联 系，在教学中如能把物理概念整合到更广阔的文化背景中，就 能使学生更深刻地理解这一概念。 在本节课的教学中，通过对包含“势” 字的词语的讨论， 使学生理解“势”的一般含义，这样有利于学生深刻理解电势概 念。 类比是人类研究、理解未知事物的一种有效而常用的方法。 学生对重力场中“地势” 的概念。水流从“地势”高处流到“地势”低处的现象及重力做功跟始末位置的“地势差” 有关的规律 有直观的印象。所以从“地势”概念出发，通过类比建立电势概 念，是一种易于理解而直观的方法。 教材中把电势差和电势能编排在同一节，这两个概念都很抽 象难懂，它们既有联系又有区别，并且很容易混淆。 根据奥苏贝尔的学习理论，有意义学习，就是在新概念与认 知结构中的有关概念（固定点）之间建立起本质的、非人为的联系，原有认知结构中有可利用的、稳定而清晰的固定概念，是 进行有意义学习的前提条件。
据此，对于电势差与电势能，应该先牢固地掌握其中的一个，使之成为另一个的固定概念。 电势能比电势差更复杂，它的变化不但与电场有关，还与电荷和电荷在电场中的移动方向有关；而电势差则只与电场本身有关，在知识体系中，它比电势能处于更基本的地位。基于上述原因，本节课只学习电势差、电势的概念，电势能的概念在第二课时再学习。 本节课分为四个环节，自主探究，知识建构、合作交流，师生互动、落实知识，培养能力、总结反刍，总结升华。 第一环节取义“雾里看花” ，从地势，重力场类比的角度让学生对电势、电势差有个模糊的粗浅的认识。 第二环节取义“管中窥豹” ，从电势差的正负过渡到做功的角度，使学生从做功的角度对电势差有个新的认识。 同时提出电势差的定义，定义式。 强调公式的脚标和各物理量的符号。 第三个环节取义“拨云见日” ，通过一个典型例题的计算，几次变式，逐步让学生体会电势、电势差的物理意义。得出沿着电场线方向电势逐渐降低的结论。 第四个环节取义“画龙点睛” ，由例题的变式得出的结论对知识进行拓展，延伸。并最后加以小结。 二、三维教学目标： 1、知识与技能