高中物理_电势差教学设计学情分析教材分析课后反思

“电势差”的教学设计
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，电势能的概念在学习了等势面、电势差与电场强度的关系后再学习。

二、教学目标
1．通过与重力场类比，理解电场中电势和电势差的概念；理解
电场中的电势分布规律：沿电场线方向电势降低。

2．理解电势差的定义式UAB＝W AB/q，会根据电荷q在电场中
移动时电场力所做的功W AB，计算电势差U AB。

3．理解电势与电势差的关系：U AB＝U A－U B，知道电势的本质
是电势差，某点的电势等于该点与参考点之间的电势差。

4．培养学生的类比分析能力以及从广阔的文化背景知识理解物
理概念的思维习惯。

三、教学过程
1．“势”的含义的讨论
“势”是一个很抽象但很常用的概念。

请大家回忆出一些包含“势”字的词语，并从中归纳出“势”这一概念的含义。

词语：“形势”“姿势”“情势”，“蓄势待发”“权势”“势如破竹”“仗势欺人”，“优势”“劣势”等等。

分析：前面这组词语说明了“势”是与位置、姿态有关的东西；中间这组词语说明了“势”是一种潜在的力量、趋向、能力；后面这组词语说明了“势”是一种相对性的东西。

总结（板书）：
势是一个位置（或姿态）相对与另一个位置（或姿态）所具有的潜在的力量、趋向、能力或本领。

2．重力场中的地势
在重力场中，物体会自动地从高处落到低处，水会自动地从高处流到低处。

如图1，物体在A点，如果没有阻碍作用，它就会自动地运动到B点。

A、B这两位置之间潜在着一种做功的能力，使物体在
A点，具有向B点运动的趋势。

物体从A点运动到B点的过程中，
重力就会对物体做功使物体获得动能。

A点对干B点存在着一种优势。

相反，B点相对于A点处于劣势。

要使物体从B点运动到A点，就
需要输入能量，使物体克服重力做功。

由此可见重力场中存在着一种势，我们不妨把它叫做地势。

水会自动地从“地势”高处流到“地势”低处，这是大家熟知的说法。

物体从高地势处运动到低地势处，重力会做正功，重力做功为
W AB＝m（gh A－gh B）我们可以把（gh A－gh B）叫地势差。

gh中，h
代表位置，g代表重力场的作用。

如果没有重力场g的作用，空间各点也就不存在这点“地势”高那点“地势”低的区别了。

有了地势的概念，重力做功就可以表示为：重力做的功＝物体的质量×重力场中两点的地势差。

3．电势概念
与物体在重力场中移动重力做功类似，电荷在电场中移动电场力也要做功。

例如，把一个正电荷q在图2（a）所示的电场中从A点
静止释放，它会在电场力作用下自动地向B处移动，在此过程中电
场力做功使电荷获得动能。

可见电场中A点相对于B点存在一种优势，A、B这两位置之间潜在着一种对电荷做功的能力。

这就是说，电场中存在着一种与位置有关的势，我们把它叫做电势。

更具体地，把用电场线描述的电场与水在重力场中的流动相类比。

沿水流方向地势从高到低，则在电场中沿电场线方向电势从高到低，如图2（a）和（b）。

4．电势差的定义
再来研究一下电场力做功的情况。

电荷在确定的A、B两点之间移动，电荷量大，受的电场力也大，电场力做功就越大，电场力做功与电荷量成正比。

在电荷量一定的情况下，电场力做功与始末位置有关，例如在图2（a）情况中，电荷从A点移到C点，电场力做的功比电荷从A点移到B点电场力做的功大。

从电势角度讲A、C间的
电势差值大于A、B间的电势差值。

所以电场力做功还与始末位置的电势差有关。

与重力做功相似，电场力做功可以表示为：电场力做的功＝电荷的电荷量×电场中两点间的电势差。

即W AB=qU AB。

从上式可得到电场中两点间电势差的定义：电场中A、B两点之间的电势差U AB，等于电荷q从A点移到B点电场力做的功W AB与电荷量q的比值。

即U AB＝W AB/q
通常所说的电压，其本质含义就是这里的电势差。

5．电势的定义
顾名思义，电势差应该是电势之差。

电势是这样定义的：确定参
考点O，并规定O点的电势为零，电场中任一点A的电势U A等于A 点到O点之间的电势差U AO，即U A＝U AO
通过一些例题求解，使学生获得沿电场线电势降低的直观印象，明确电势与电势差的关系，得出关系式U AB＝U A-U B
四、小结
历届学生普遍反映电势和电势能难学难懂。

本教学设计，由于把电势联结在文化背景中势的一般含义和地势的直观概念这两个稳固
的生长点上，克服了电势的抽象性；同时把电势和电势能分开教学，减小了它们的相互干扰，极大地降低了学习难度。

实际教学表明，反映本章难学的学生人数大大减少了。

首先在学生已有的基础上引导学生为什么要提出电势差概念，运用比值法定义电势差引入概念的教学，以加深对该比值式的理解，并学会熟练应用静电力做功的公式进行相关的计算。

通过理论探究找到两点间电势差和电势的关系表达式，确定两点之间电势差的正负号与这两点的电势高低之间的对应关系，并能够理解电势差的数值与零势面的选取无关。

让学生明白为什么要学，怎样学，学了有什么用，以此来突破教学的难点。

本节内容以比值法定义电势差的概念为起点，强化电势差与电场力做功和试探电荷无关，运用理论探究的方法，由电场力做功和电势能的关系导出电势差和电势的关系，从而得到电势差命名的由来。

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。

引入电势差的概念，使求静电力做功的计算十分方便，不必考虑静电力的大小和电荷移动的路径，特别是对于静电力是变力时，就只能用W AB＝qU AB来计算。

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行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。

首先投影出本节的学习目标： 1、理解掌握电势差的概念、定义式与应用。

2、电势差与电场力做功的关系。

3 、结合电势、电势能、静电力做功，通过对比深入理解电势差及其之间的关系。

学习重难点：理解掌握电势差的概念、定义式；根据电势差的定义式进行有关计算。

让学生充分了解本节课的主要任务。

教材上提到了很多
次重力场中重力做功的特点，对于重力，学生是了解的比较多的。

于是，我打算从类比重力做功的方式引入这节课，首先提出问题：1、静电力做功是什么特点与哪个力做功类似?2、电势能与静电力做功的关系3、电势的定义式4、电势能和我们以前学过的哪种能量相类似？从而引出重力场与电场有很多类似之处，类比重力场将电场对应物理量一一引出，让学生知道了电势差与高度差类似。

在新课的教学过程中让学生看书并提示学生注意UAB与UBA的区别并有学生自由讨论三个问题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似？
3、某点的高度可以理解为该点到零参考点的高度差，那么某一点的电势应该如何理解？学生通过讨论加上教师的引导能够得出正确的结论，并能够通过类比法加深对电势电势差的理解。

在讲解电势差与电场力做功的关系时，引导学生推导具体的关系，并自由讨论三个问题1、UAB由什么决定？跟WAB、q有关吗？2、WAB跟q、UAB有关吗？ 3、WAB、q、UAB
取正负号的物理意义？学生通过讨论结合老师的讲解及例题加深对公式的理解与应用能力。

最后由涵盖了本节知识的两道选择题结束本课，学生通过这两道选择题达到了练习与总结本课的目的，最后由教师指出本节不但学习了这些知识还应用了类比法希望学生加以理解。

通过本节的教学深深地体会到1 电学中的物理量多而抽象，学生学习的难度大，学生学习的情感态度是否积极非常关键，本节课学生的参度较高，能够积极配合老师讨论相关问题，但能
够增加学生讨论小组的评价机制学生的积极性会更高，在今后教学中还需逐步实践。

2 教学中将抽象的概念用熟悉的事物对比。

例如：电势---高度，电势差---高度差，电场力做功与重力做功类比。

学生通过类比较容易接受新知，也提供了学生学习的一种方法。

3 本节借助多媒体教具，演示，表述，重复，留空。

教学中时间的留空，让学生有空隙消化，让概念有停留和接受的时间，取得了较好的效果。

5在教学中还要对学生做题习惯加以指导，例如有必要的文字说明等，这是在本课教学中我忽视的部分，今后还需注意。

1、如图所示的电场中，A、B两点间的电势差UAB = 20 V，将点电荷q = -2×10-9C，由A 点移到B点，静电力所做的功是多少？
2. 下列说法正确的是（）
A.电势差和电势一样，是相对量，与零点的选取有关
B.电势差是个标量，但是有正负之分
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. AB两点的电势差是恒定的，不随零电势点的不同位置而改变，所以 UAB=UBA
3.对于电场中A、B两点，下列说法中正确的是（）
A.电势差的定义式UAB=WAB/q，说明两点间的电势
差UAB与电场力做功WAB成正比，与移动电荷的
电荷量q成反比。

B.A、B两点间的电势差等于将正电荷从A点移动到
B点电场力做的功。

C.将1C电荷从A点移到B点，电场力做1J的功，这
两点的电势差为1V。

D.电荷由A点移动到B点的过程中，除受电场力外，
还受其他力作用，电荷的电势能的变化就不再等
于电场力做的功。

4.电场中，把点电荷q=+2×10-11C，由A点移到B点，电场力做功WAB=4×10-11J。

A、B两点间的电势差UAB等于多少？
B、A两点间的电势差UBA等于多少？
5.带电量为+3×10-6C的粒子先后经过电场中的A、B 两点，克服电场力做功6×10-4J，已知B点电势为50V，则（l）A、B间两点间的电势差是多少？（2）A点的电势是多少？（3）电势能变化了多少？（4）把电量为-3×10-6C的电荷放在A点的电势能是多少？
我们以《电势差》为例引导学生进行探究式学习。

老师先引导学生掌握电势差的概念，并会应用电势差的概念求解静电力对电荷所做的功；再通过类比法教学，使学生进一步理解电势差的概念；最后应用所学知识自己推导静电力做功与电势差的关系式。

学生在本节课的教学过程中，应注重用类比法来理解电势差的概念，会应用电势差的概念求解静电力对电荷所做的功。

学生应学会用已知的知识，通过对比来解决未知的知识学习方法，并培养自己的逻辑思维能力。