《電勢(shì)能和電勢(shì)（第二課時(shí)）》教案教學(xué)目標(biāo)教學(xué)目標(biāo)：1.通過類比電場(chǎng)強(qiáng)度引入電勢(shì)的概念，理解電勢(shì)是從能的角度描述電場(chǎng)的物理量。2.知道電勢(shì)的相對(duì)性，了解常見的電勢(shì)零點(diǎn)的規(guī)定方法。3.會(huì)計(jì)算電場(chǎng)中某點(diǎn)電勢(shì)的大小，能判斷電場(chǎng)中兩點(diǎn)電勢(shì)的高低。教學(xué)重點(diǎn)：電勢(shì)概念的建立教學(xué)難點(diǎn)：理解電勢(shì)是描述電場(chǎng)的物理量教學(xué)過程時(shí)間教學(xué)環(huán)節(jié)主要師生活動(dòng)1分鐘環(huán)節(jié)一：明確課程目標(biāo)上一章我們學(xué)習(xí)了靜電場(chǎng)對(duì)電荷有力的作用。通過對(duì)電荷受到的靜電力的研究，認(rèn)識(shí)了電場(chǎng)強(qiáng)度這個(gè)物理量，它是描述電場(chǎng)的力的性質(zhì)的重要物理量。上一節(jié)我們知道電荷在電場(chǎng)中具有電勢(shì)能，這節(jié)課就可以通過對(duì)電勢(shì)能的研究來認(rèn)識(shí)另一個(gè)物理量——電勢(shì)，它也是描述電場(chǎng)的重要物理量11分鐘環(huán)節(jié)二：類比電場(chǎng)強(qiáng)度，建立電勢(shì)的概念。1.回顧電場(chǎng)強(qiáng)度概念的引入：電場(chǎng)強(qiáng)度是描述電場(chǎng)的一個(gè)重要物理量。我們是用什么方法定義電場(chǎng)強(qiáng)度的呢？計(jì)算試探電荷的靜電力與電荷量之比，該比值跟試探電荷無關(guān)，只與場(chǎng)源電荷及P點(diǎn)的位置有關(guān)。而且在電場(chǎng)的不同位置，該比值會(huì)不同。因此將該比值定義為電場(chǎng)強(qiáng)度，反映電場(chǎng)在各點(diǎn)的性質(zhì)。2.在勻強(qiáng)電場(chǎng)中計(jì)算電勢(shì)能與電荷量的比值做一做：在電場(chǎng)強(qiáng)度為E的勻強(qiáng)電場(chǎng)中，沿電場(chǎng)線方向有A、B、C三點(diǎn)，A、B與C的距離分別為l1和l2。若規(guī)定電荷在C點(diǎn)的電勢(shì)能為0。計(jì)算電荷+q與電荷+nq在A、B兩點(diǎn)的電勢(shì)能以及電勢(shì)能跟電荷量的比值。發(fā)現(xiàn)規(guī)律：①電荷在電場(chǎng)中某點(diǎn)的電勢(shì)能與電荷的電荷量有關(guān)；②電荷的電勢(shì)能與電荷量之比跟電荷無關(guān)；該比值由電場(chǎng)及該點(diǎn)在電場(chǎng)中的位置決定。做一做：在正點(diǎn)電荷形成的電場(chǎng)中，將電荷量為+q的試探電荷1從A點(diǎn)移動(dòng)到無限遠(yuǎn)處，靜電力做功為W。若規(guī)定電荷在無限遠(yuǎn)處的電勢(shì)能為0。（1）計(jì)算試探電荷1在A點(diǎn)的電勢(shì)能與電荷量的比值；（2）若將電荷量為+nq的試探電荷2放在A點(diǎn)，計(jì)算其電勢(shì)能與電荷量的比值。再次得到相同的規(guī)律：電荷在電場(chǎng)中某點(diǎn)的電勢(shì)能與電荷有關(guān)；電荷的電勢(shì)能與電荷量之比跟電荷無關(guān)。3.類比電場(chǎng)強(qiáng)度，建立電勢(shì)的概念想一想：類比用電場(chǎng)強(qiáng)度來描述靜電場(chǎng)的力的性質(zhì)，我們引入一個(gè)物理量來描述靜電場(chǎng)的能的性質(zhì)，這個(gè)物理量就是電勢(shì)。電勢(shì)的定義為：電荷在電場(chǎng)中某一點(diǎn)的電勢(shì)能與它的電荷量之比，叫作電場(chǎng)在這一點(diǎn)的電勢(shì)。電勢(shì)的單位是伏特（V），1V=1J/C。電勢(shì)是標(biāo)量，只有大小，沒有方向。10分鐘環(huán)節(jié)三：理解電勢(shì)概念1.通過定義計(jì)算電勢(shì)。做一做：勻強(qiáng)電場(chǎng)的電場(chǎng)強(qiáng)度為E=3000N/C，A、B與C的距離l1和l2分別為0.1m和0.04m。（1）以C點(diǎn)為零電勢(shì)點(diǎn)，求A、B兩點(diǎn)的電勢(shì)；（2）以B點(diǎn)為零電勢(shì)點(diǎn)，求A、C兩點(diǎn)的電勢(shì)。2.通過對(duì)計(jì)算結(jié)果的分析，進(jìn)一步理解電勢(shì)。①電勢(shì)具有相對(duì)性。應(yīng)該先規(guī)定電場(chǎng)中某處的電勢(shì)為0，然后才能確定電場(chǎng)中其他各點(diǎn)的電勢(shì)。應(yīng)用中常常選取大地為電勢(shì)零點(diǎn)，理論研究中選取無限遠(yuǎn)為電勢(shì)零點(diǎn)。對(duì)于選定的零電勢(shì)點(diǎn)，電場(chǎng)中不同點(diǎn)的電勢(shì)可以為正值，也可以為負(fù)值，它的正負(fù)表示大小。②沿著電場(chǎng)線方向電勢(shì)逐漸降低。因?yàn)殡妶?chǎng)線是形象的描述電場(chǎng)的方法，沿著電場(chǎng)線方向電勢(shì)逐漸降低，可以使我們直觀的比較電場(chǎng)中兩點(diǎn)電勢(shì)的高低。3.綜合運(yùn)用。想一想：如圖所示，A、B、C是孤立點(diǎn)電荷電場(chǎng)中一條電場(chǎng)線上的三個(gè)點(diǎn)，電場(chǎng)線的方向由A到C。請(qǐng)你比較三點(diǎn)的電勢(shì)高低和電場(chǎng)強(qiáng)度的大小。分析：一定是φA>φB>φC，可能是EA>EB>EC，也可能是EA<EB<EC。討論在正點(diǎn)電荷和負(fù)點(diǎn)電荷形成的電場(chǎng)中，電勢(shì)與電場(chǎng)強(qiáng)度的不同，同時(shí)比較這兩個(gè)物理量。做一做：一個(gè)電場(chǎng)中有A、B兩點(diǎn)，電荷量q1為1×10-9C的試探電荷放在電場(chǎng)中的A點(diǎn)，具有－2×10-8J的電勢(shì)能；q2為－2×10-9C的試探電荷放在電場(chǎng)中的B點(diǎn)，具有6×10-8J的電勢(shì)能?，F(xiàn)把q3為－4×10-9C的試探電荷由A點(diǎn)移到B點(diǎn)，求靜電力所做的功。答案：靜電力做了－4×10-8J的功。通過這個(gè)練習(xí)，使學(xué)生認(rèn)識(shí)到：如果規(guī)定了零電勢(shì)點(diǎn)，場(chǎng)中同一點(diǎn)的電勢(shì)是不變的，但是不同的電荷位于同一點(diǎn)具有電勢(shì)能是不同的。電荷在電場(chǎng)中從一點(diǎn)移動(dòng)到另一到點(diǎn)，通過靜電力做功，電勢(shì)能變化。電勢(shì)能的減少量等于靜電力所做的功。1分鐘環(huán)節(jié)四：課堂小結(jié)。本節(jié)課我們?cè)陔妱?shì)能的基礎(chǔ)上，又引入了一個(gè)描述靜電場(chǎng)的重要概念：電勢(shì)。首先，我們要注意這一概念建立的過程再次應(yīng)用了類比的科學(xué)方法。類比由靜電力建立電場(chǎng)強(qiáng)度的概念，我們?cè)陔妱?shì)能的基礎(chǔ)上建立了電勢(shì)的概念。類比的方法可以幫助我們從已有的知識(shí)提出新的創(chuàng)造性的見解，是一種在高中物理的學(xué)習(xí)中的常用的科學(xué)思維方法。其次，我們要注意對(duì)電勢(shì)這一概念的理解：電勢(shì)是用電荷的電勢(shì)能與電荷量的比值定義的，是用來描述電場(chǎng)性質(zhì)的物理量。電勢(shì)具有相對(duì)性，需要先規(guī)定零電勢(shì)點(diǎn)。從直觀的角度看，電場(chǎng)中沿電場(chǎng)線方向電勢(shì)降低。課后練習(xí)1.電場(chǎng)中兩點(diǎn)電勢(shì)的高低是否與試探電荷的正負(fù)有關(guān)？電勢(shì)能的高低呢？沿著電場(chǎng)線的方向移動(dòng)負(fù)試探電荷時(shí)，電勢(shì)是升高還是降低？它的電勢(shì)能是增加還是減少？2.電荷量q1為4×10-9C的試探電荷放在電場(chǎng)中的A點(diǎn)，具有6×10-8J的電勢(shì)能。A點(diǎn)的電勢(shì)是多少？若把q2為－2×10-10C的試探電荷放在電場(chǎng)中的A點(diǎn)，q2所具有的電勢(shì)能是多少？3.回答下列題目后小結(jié)：如何根據(jù)試探電荷的電勢(shì)能來判斷電場(chǎng)中兩點(diǎn)電勢(shì)的高低？（1）q在A點(diǎn)的電勢(shì)能比在B點(diǎn)的大，A、B兩點(diǎn)哪點(diǎn)電勢(shì)高？（2）－q在C點(diǎn)的電勢(shì)能比在D點(diǎn)的大，C、D兩點(diǎn)哪點(diǎn)電勢(shì)高？（3）q在E點(diǎn)的電勢(shì)能為負(fù)值，－q在F點(diǎn)的電勢(shì)能是負(fù)值，E、F兩點(diǎn)哪點(diǎn)電勢(shì)高？4.如圖，A、B是點(diǎn)電荷電場(chǎng)中同一條電場(chǎng)線上的兩點(diǎn)，把電荷量q1為10-9C的試探電荷從無窮遠(yuǎn)移到A點(diǎn)，靜電力做的功為4×10-8J；把q2為－2×10-9C的試探電荷從無窮遠(yuǎn)移到B點(diǎn)，靜電力做的功為－6×10-8J。請(qǐng)判斷：場(chǎng)源電荷是正電荷還是負(fù)電荷？場(chǎng)源電荷的位置是在A、B的左邊還是右邊？5.如圖所示，P、Q是兩個(gè)電荷量相等的正點(diǎn)電荷，它們連線的中點(diǎn)是O，A、B是中垂線上的兩點(diǎn)，OA<OB，請(qǐng)你比較A、B兩點(diǎn)的電勢(shì)高低和電場(chǎng)強(qiáng)度的大小。參考答案：1.電場(chǎng)中兩點(diǎn)電勢(shì)的高低與試探電荷的正負(fù)無關(guān)，電勢(shì)能的高低與試探電荷的正負(fù)有關(guān)。沿著電場(chǎng)線的方向移動(dòng)負(fù)試探電荷時(shí)，電勢(shì)是降低，它的電勢(shì)能增加。2.，。3.（1）A點(diǎn)電勢(shì)高；（2）D點(diǎn)電勢(shì)高；（3）F點(diǎn)電勢(shì)高小結(jié)：第（1）問表明在電場(chǎng)中，同一正試探電荷的電勢(shì)能越大的點(diǎn)，電勢(shì)越高；同一正試探電荷在電勢(shì)越高的點(diǎn)，電勢(shì)能越大。第（2）問表明在電場(chǎng)中，同一負(fù)試探電荷的電勢(shì)能越大的點(diǎn)，電勢(shì)越低；同一負(fù)試探電荷在電勢(shì)越高的點(diǎn)，電勢(shì)能越小。第（3）問表明正試探電荷的電勢(shì)能為負(fù)值的點(diǎn)的電勢(shì)小于負(fù)試探電荷的電勢(shì)能為負(fù)值的點(diǎn)的電勢(shì)。4.電荷在電場(chǎng)中某點(diǎn)的電勢(shì)能，等于把它從這點(diǎn)移