電勢能和電勢教學(xué)設(shè)計(jì)說明-在線瀏覽
2025-06-04 06:50本頁面
【正文】 能轉(zhuǎn)化為試探電荷的動能。呈現(xiàn)問題5：靜電力做功與電勢能變化之間有何定量關(guān)系呢？引導(dǎo)學(xué)生認(rèn)識到：電場力做多少功，電勢能就變化多少，在只受電場力作用下，電勢能與動能相互轉(zhuǎn)化，而他們總量保持不變。根據(jù)功能關(guān)系可知，電荷在電場中某點(diǎn)所具有的電勢能的大小就等于將該電荷從該點(diǎn)移動到零電勢能位置電場力所做的功。最后，注意提醒學(xué)生兩點(diǎn)，一是通過類比推理得到的認(rèn)識還需要經(jīng)過實(shí)驗(yàn)的檢驗(yàn)，當(dāng)然前面的類比得到的認(rèn)識已經(jīng)經(jīng)受住了實(shí)驗(yàn)的檢驗(yàn)，證明是正確的。然后組織學(xué)生討論教材P19上面的討論交流，認(rèn)識到靜電力做功與重力做功的不同：任何物體所受到的重力方向都是一樣的，因此無論哪個物體，沿某一確定的路徑移動時，重力做功的正負(fù)是一樣的，電勢能與其他形式能量的轉(zhuǎn)化方向也是一樣的，但由于不同種電荷在同一電場中所受到的電場力方向不一樣，因此在電場中沿著一條確定的路徑移動正負(fù)電荷時，電場力做功的正負(fù)是不一樣的，電勢能與其他形式能量的轉(zhuǎn)化方向也是不一樣的。因此，比較電荷在電場中兩點(diǎn)所具有的電勢能高低時，首先要弄清正、負(fù)電荷在電場中受力情況和運(yùn)動情況，然后根據(jù)電場力做功情況和對應(yīng)的電勢能變化情況再進(jìn)行判斷。提高思維的深度和發(fā)散能力，達(dá)到“以訓(xùn)練學(xué)生的物理思維為核心，以提升學(xué)生的科學(xué)探究能力為重點(diǎn)”的目的。（四）作業(yè)設(shè)計(jì)主要設(shè)計(jì)兩方面的作業(yè)，一是體現(xiàn)類比研究重力場和靜電場的問題，二是體現(xiàn)電場力做功與電勢能變化之間關(guān)系的定性和定量分析，以及比較電荷在電場中兩點(diǎn)所具有的電勢能大小的問題。那么，我們怎樣來描述靜電場的能的性質(zhì)呢？（二）新課教學(xué)呈現(xiàn)問題1：因?yàn)殡姾稍陔妶鲋芯哂须妱菽?，那么，能不能就用某個電荷在電場中某點(diǎn)所具有的電勢能大小來反映電場中該點(diǎn)的能的性質(zhì)呢？學(xué)生討論后，認(rèn)識到要反映該點(diǎn)的能的性質(zhì)，意味著所選擇的物理量應(yīng)該只與場源電荷以及被研究點(diǎn)在電場中的位置有關(guān)，然而即使選擇同一零電勢能位置，在電場中同一點(diǎn)，放置不同的電荷，電荷所具有的電勢能也不同，跟電荷的電荷量和電性均有關(guān)系，也就是說，某一電荷在該點(diǎn)的電勢能并不能準(zhǔn)確表征電場中該點(diǎn)的性質(zhì)。于是定義電勢φA=EpA/q，介紹電勢的單位等。而對于電場中一個確定的位置，如果選擇不同的位置作為零電勢能位置，則電荷在這一確定位置的電勢能就具有不同的值，由電勢的定義可知，這一確定位置的電勢也具有不同的值。這說明，確定電場中某點(diǎn)的電勢首先要確定電勢為零的位置，也就是參考位置（或者電勢能為零的位置）。隨即引導(dǎo)：在選定零電勢能位置后，根據(jù)電勢的定義式，可以變形得到φA=EpA/q=WA0/q，這就是說，電場中某點(diǎn)的電勢，在數(shù)值上等于單位正電荷由該點(diǎn)移動到參考點(diǎn)（零電勢點(diǎn)）時電場力所做的功。呈現(xiàn)問題4：與重力場中移動物體類比，電勢相當(dāng)于一個什么量？（試圖通過類比實(shí)現(xiàn)概念的同化）學(xué)生討論得出，重力場中Ep/m=gh，其中h也是被研究位置相對選取的零高度位置間的相對高度，這個比值gh也是只與重力場本身強(qiáng)弱以及被研究點(diǎn)在重力場中的位置有關(guān)的量，反映的也是重力場中某點(diǎn)的能的性質(zhì)。呈現(xiàn)問題6：根據(jù)以上分析知道，我們定義電場中A、B兩點(diǎn)之間的電勢差UAB= WAB/q，若將同一電荷從B處移動到A處，計(jì)算得到的電勢差與從A處移動到B處得到的電勢差相同嗎？為什么？學(xué)生發(fā)表見解，教師引導(dǎo)得出：同一電荷受力方向確定，移動方向不同時，所做功的正負(fù)不同，因此由UAB= WAB/q計(jì)算得到的電勢差也不同，而且有UAB=－UBA， 又UAB=φAφB，UBA=φBφA，可見，電勢差應(yīng)該有正負(fù)
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