《第十章靜電場中的能量》學(xué)習(xí)活動(dòng)設(shè)計(jì)三:不同電勢間有什么關(guān)系呢課前準(zhǔn)備：1.電場的兩個(gè)基本性質(zhì)是什么？2.選擇不同的位置作為電勢零點(diǎn)，電場中某點(diǎn)的電勢的數(shù)值是否會改變？3.你能不能找到一個(gè)描述電場的能的性質(zhì)的物理量呢？課堂教學(xué)：【任務(wù)情景一】在重力場中物體在不同的樓層時(shí)，其高度是如何確定的？不同樓層間的高度差又是如何確定？改變物體的樓層時(shí)重力做功如何確定？在電場中又是如何確定不同點(diǎn)的電勢關(guān)系以及電場力做功情況？

【學(xué)習(xí)任務(wù)一】通過類比重力場中的高度差、高度和重力做功的特點(diǎn)，建立電場中的電勢差、電勢和電場力做功的概念。提問1：重力做功有什么特點(diǎn)？預(yù)測學(xué)生回答：重力做功與路徑無關(guān)，僅跟物體的重力、物體移動(dòng)的兩位置的高度差有關(guān)。對同一物體，兩位置的高度差越大，重力做功就越多。只要高度差確定，移動(dòng)同一物體重力做功就相同。提問2：類比于重力做功的特點(diǎn)，猜想電場力做功具有什么特點(diǎn)呢？預(yù)測學(xué)生回答：電場力做功可能也與路徑無關(guān)，可能與電荷在電場中移動(dòng)的兩位置有關(guān)。教師總結(jié)提升：根據(jù)類比法，我們可以研究對同一電荷，電場力對它所做的功的特點(diǎn)。對于同一電荷，電場力對它所做的功，決定于兩位置?！緦W(xué)習(xí)任務(wù)二】以勻強(qiáng)電場的特例，給學(xué)生展示重力做功和電場力做功的兩種情景，要求學(xué)生通過小組討論交流完成類比討論。以下左圖是物體從A運(yùn)動(dòng)到B，研究重力做功的情況。右圖為在勻強(qiáng)電場中，研究電場力做功的情況。

提問1：通過填表，分別求出，能發(fā)現(xiàn)有什么特點(diǎn)？

預(yù)測學(xué)生回答：學(xué)生通過填表發(fā)現(xiàn)是一個(gè)定值，從而引出電勢差。教師引導(dǎo)學(xué)生：通過計(jì)算我們發(fā)現(xiàn)，q在電場中A、B兩點(diǎn)間移動(dòng)時(shí)，電場力所做的功，跟它的電荷量q的比值是不變的，我們把這個(gè)比值叫做電勢差，引出電勢差的定義。提問2：電勢差由什么決定？是否與q有關(guān)？預(yù)測學(xué)生回答：電勢差由電場強(qiáng)度和位置本身決定，與W、q都無關(guān)。提問3：電勢差的大小，與選取的參考點(diǎn)有關(guān)嗎？預(yù)測學(xué)生回答：類比于兩位置的高度差與零位置選取無關(guān)，兩點(diǎn)間的電勢差也與零勢面選取無關(guān)。提問4：電勢和電勢差都是標(biāo)量，他們的正負(fù)號表示什么含義呢？預(yù)測學(xué)生回答：電勢的正負(fù)表示該點(diǎn)比參考點(diǎn)的電勢大或小，電勢差的正負(fù)表示兩點(diǎn)的電勢的高低。教師提示總結(jié)：對可能出現(xiàn)正負(fù)符號問題，強(qiáng)調(diào)符號意義，由于q有正負(fù)，有正、負(fù)功，比值有可能為正、負(fù)值，明確正、負(fù)的意義?！緦W(xué)習(xí)任務(wù)三】引導(dǎo)學(xué)生進(jìn)行推導(dǎo)提問2：與、q有怎樣的關(guān)系？預(yù)測學(xué)生回答：由電荷移動(dòng)的兩位置A、B決定，與所經(jīng)路徑、、q均無關(guān)，但可由計(jì)算，而卻由q，決定。教師引導(dǎo)學(xué)生：從比值定義法定義概念的共性規(guī)律中得到，電勢差與q、均無關(guān)，僅與電場中A、B兩位置有關(guān)，電勢差反映了電場本身的性質(zhì)。教師總結(jié)：電勢差的物理意義，電勢差反映了電場本身的性質(zhì)。知道了電場中兩點(diǎn)的電勢差，就可以很方便地計(jì)算在這兩點(diǎn)間移動(dòng)電荷時(shí)靜電力做的功，而不必考慮靜電力和電荷移動(dòng)的路徑。【學(xué)習(xí)小結(jié)】教師引導(dǎo)學(xué)生分析、求解。培養(yǎng)學(xué)生對概念的理解能力和分析解決問題的能力。教師要幫助學(xué)生及時(shí)總結(jié)點(diǎn)評，在應(yīng)用公式時(shí)，對各物理量的符號的處理方法，計(jì)算時(shí)將各量的正、負(fù)號代入公式，并根據(jù)結(jié)果的正、負(fù)號進(jìn)行判斷。電場中兩點(diǎn)的電勢差，由電場本身的初、末位置決定，與在這兩點(diǎn)間移動(dòng)電荷的電荷量、電場力做功的多少無關(guān)。在確定的電場中，即便不放入電荷，任何兩點(diǎn)間的電勢差都有確定的值，不能認(rèn)為與成正比，與q成反比。只是可以利用、q來測量A、B兩點(diǎn)電勢差。電場力做功W=qU，功的大小對給定的電荷來說與其運(yùn)動(dòng)路徑無關(guān)，僅由起始和終了位置的電勢差有關(guān)，此公式適用于一切電場。【學(xué)習(xí)評價(jià)自測】1.如圖所示的電場中，A、B兩點(diǎn)間的電勢差=20V，將點(diǎn)電荷，由A點(diǎn)移到B點(diǎn)，靜電力所做的功是多少？

答案：解析：電場力所做的功，。2.在如圖所示的