資源簡(jiǎn)介

1.4《電勢(shì)能與電勢(shì)》課時(shí)教案
學(xué)科 物理 年級(jí)冊(cè)別 高二上冊(cè) 共1課時(shí)
教材 粵教版高中物理必修第三冊(cè) 授課類(lèi)型 新授課 第1課時(shí)
教材分析
教材分析
本節(jié)內(nèi)容位于粵教版高中物理必修第三冊(cè)第一章第四節(jié)，是靜電場(chǎng)知識(shí)體系中的核心概念之一。電勢(shì)能和電勢(shì)的引入，是從能量視角理解電場(chǎng)性質(zhì)的重要橋梁，既承接了前面“電場(chǎng)強(qiáng)度”這一描述電場(chǎng)力的性質(zhì)的內(nèi)容，又為后續(xù)學(xué)習(xí)“電勢(shì)差”“電容器”以及“帶電粒子在電場(chǎng)中的運(yùn)動(dòng)”奠定理論基礎(chǔ)。教材通過(guò)類(lèi)比重力勢(shì)能，引導(dǎo)學(xué)生構(gòu)建電勢(shì)能的概念，并進(jìn)一步定義電勢(shì)，強(qiáng)調(diào)其作為描述電場(chǎng)能量屬性的物理量，具有標(biāo)量性和相對(duì)性。內(nèi)容邏輯清晰，層層遞進(jìn)，體現(xiàn)了從具體到抽象、從現(xiàn)象到本質(zhì)的科學(xué)思維過(guò)程。
學(xué)情分析
高二學(xué)生已具備一定的力學(xué)基礎(chǔ)，對(duì)重力勢(shì)能、功與能的關(guān)系有較深理解，這為類(lèi)比遷移提供了認(rèn)知支架。同時(shí)，他們剛學(xué)習(xí)了電場(chǎng)強(qiáng)度的概念，熟悉電場(chǎng)的矢量特性，但對(duì)電場(chǎng)的能量屬性尚屬陌生。學(xué)生的抽象思維能力正在發(fā)展，面對(duì)電勢(shì)這種非直觀的標(biāo)量場(chǎng)可能產(chǎn)生困惑，尤其容易將電勢(shì)與電場(chǎng)強(qiáng)度混淆。此外，部分學(xué)生在處理“零勢(shì)面選擇”“電勢(shì)高低判斷”等問(wèn)題時(shí)缺乏系統(tǒng)方法。因此，教學(xué)中需強(qiáng)化情境創(chuàng)設(shè)、實(shí)驗(yàn)演示與數(shù)學(xué)工具結(jié)合，借助生活實(shí)例和可視化手段突破思維障礙，提升空間想象與邏輯推理能力。
課時(shí)教學(xué)目標(biāo)
物理觀念
1. 理解靜電力做功的特點(diǎn)，掌握電場(chǎng)力做功與路徑無(wú)關(guān)的結(jié)論，建立電勢(shì)能的概念，并能運(yùn)用公式WAB = EpA - EpB進(jìn)行定量計(jì)算；
2. 掌握電勢(shì)的定義式φ = Ep/q，理解其物理意義，明確電勢(shì)是描述電場(chǎng)本身能量特性的標(biāo)量，會(huì)判斷電場(chǎng)中各點(diǎn)電勢(shì)的高低。
科學(xué)思維
1. 通過(guò)類(lèi)比重力場(chǎng)中重力做功與重力勢(shì)能變化的關(guān)系，遷移構(gòu)建電場(chǎng)中的電勢(shì)能模型，發(fā)展類(lèi)比推理能力；
2. 運(yùn)用極限思想和比值定義法理解電勢(shì)的引入邏輯，提升抽象概括與科學(xué)建模能力。
科學(xué)探究
1. 設(shè)計(jì)并分析“試探電荷在不同路徑下移動(dòng)時(shí)靜電力做功”的模擬實(shí)驗(yàn)或推理過(guò)程，驗(yàn)證靜電力做功與路徑無(wú)關(guān)；
2. 通過(guò)小組合作探究電勢(shì)高低的判斷方法，歸納總結(jié)等勢(shì)面與電場(chǎng)線的關(guān)系。
科學(xué)態(tài)度與責(zé)任
1. 在探究過(guò)程中養(yǎng)成嚴(yán)謹(jǐn)求實(shí)的科學(xué)態(tài)度，尊重實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)與邏輯推理；
2. 認(rèn)識(shí)電勢(shì)概念在現(xiàn)代科技（如示波器、質(zhì)譜儀）中的應(yīng)用價(jià)值，增強(qiáng)將物理知識(shí)服務(wù)于社會(huì)發(fā)展的責(zé)任感。
教學(xué)重點(diǎn)、難點(diǎn)
重點(diǎn)
1. 靜電力做功的特點(diǎn)及其與電勢(shì)能變化的關(guān)系；
2. 電勢(shì)的定義及其物理意義。
難點(diǎn)
1. 理解電勢(shì)是描述電場(chǎng)本身的屬性，與試探電荷無(wú)關(guān)；
2. 區(qū)分電勢(shì)高低與電場(chǎng)強(qiáng)度大小的關(guān)系，正確判斷復(fù)雜電場(chǎng)中的電勢(shì)分布。
教學(xué)方法與準(zhǔn)備
教學(xué)方法
情境探究法、類(lèi)比遷移法、講授法、合作探究法
教具準(zhǔn)備
多媒體課件、靜電場(chǎng)模擬軟件、等勢(shì)面演示儀、小燈泡電路演示板
教學(xué)環(huán)節(jié) 教師活動(dòng) 學(xué)生活動(dòng)
情境導(dǎo)入，激發(fā)思考
【5分鐘】 一、重溫舊知，搭建橋梁 （一）、回顧重力場(chǎng)中的能量關(guān)系。
教師首先提問(wèn)：“當(dāng)我們把一個(gè)物體從地面舉高到某一高度時(shí)，我們對(duì)它做了什么？它的能量發(fā)生了怎樣的變化？”引導(dǎo)學(xué)生回憶：外力克服重力做功，物體重力勢(shì)能增加；若物體自由下落，重力做正功，重力勢(shì)能減少。強(qiáng)調(diào)“重力做功只與初末位置的高度差有關(guān)，與路徑無(wú)關(guān)”，這是重力勢(shì)能能夠被定義的前提條件。接著展示一張瀑布與水電站的圖片，提出問(wèn)題：“水流從高處落下驅(qū)動(dòng)渦輪發(fā)電，本質(zhì)上是哪種能量在轉(zhuǎn)化？為什么‘高’的位置具有做功能力？”引導(dǎo)學(xué)生認(rèn)識(shí)到“高度”背后隱藏著“能量”的潛力，即重力勢(shì)能。
（二）、提出驅(qū)動(dòng)性問(wèn)題，引出新課題。
教師轉(zhuǎn)向靜電現(xiàn)象，播放一段視頻：帶電小球在電場(chǎng)中加速運(yùn)動(dòng)撞擊金屬片發(fā)出聲響。隨后設(shè)問(wèn)：“如果我們將一個(gè)正的試探電荷放入勻強(qiáng)電場(chǎng)中，它會(huì)如何運(yùn)動(dòng)？在這個(gè)過(guò)程中，誰(shuí)在做功？能量又是如何轉(zhuǎn)化的？”鼓勵(lì)學(xué)生大膽猜想。有學(xué)生可能會(huì)說(shuō)“電場(chǎng)力做功，電荷動(dòng)能增加”。教師順勢(shì)追問(wèn)：“那么，在電荷運(yùn)動(dòng)之前，它是否也像被舉高的物體一樣，儲(chǔ)存著某種形式的能量？這種能量叫什么？它由哪些因素決定？”由此自然引出本節(jié)課的主題——電勢(shì)能與電勢(shì)。教師板書(shū)課題：“1.4 電勢(shì)能與電勢(shì)”，并強(qiáng)調(diào)：“今天我們要像科學(xué)家那樣，用類(lèi)比的思想，從‘能量’的角度重新認(rèn)識(shí)電場(chǎng)。” 1. 回憶重力勢(shì)能與做功關(guān)系。
2. 觀察視頻，思考電荷在電場(chǎng)中的能量變化。
3. 參與討論，提出關(guān)于電場(chǎng)中能量的初步設(shè)想。
4. 明確學(xué)習(xí)目標(biāo)，進(jìn)入探究狀態(tài)。
評(píng)價(jià)任務(wù) 回憶準(zhǔn)確：☆☆☆
聯(lián)想合理：☆☆☆
提問(wèn)積極：☆☆☆
設(shè)計(jì)意圖 通過(guò)溫故知新的方式激活學(xué)生已有知識(shí)經(jīng)驗(yàn)，利用“重力勢(shì)能”作為認(rèn)知錨點(diǎn)，降低新概念的學(xué)習(xí)難度。以真實(shí)情境視頻引發(fā)認(rèn)知沖突，激發(fā)探究欲望，使學(xué)生意識(shí)到僅用力學(xué)觀點(diǎn)無(wú)法全面描述電場(chǎng)，必須引入能量視角，從而確立本節(jié)課的研究方向。
探究新知，建構(gòu)概念
【18分鐘】 一、探究靜電力做功特點(diǎn)，建立電勢(shì)能 （一）、分析靜電力做功是否與路徑有關(guān)。
教師引導(dǎo)學(xué)生思考：“要定義一種勢(shì)能，前提必須是對(duì)應(yīng)的力做功與路徑無(wú)關(guān)。那么，靜電力做功是否也滿足這一特性？”給出一個(gè)典型情境：在水平方向的勻強(qiáng)電場(chǎng)E中，有一個(gè)正試探電荷q從A點(diǎn)沿直線移動(dòng)到B點(diǎn)，位移為d，夾角為θ。請(qǐng)學(xué)生推導(dǎo)靜電力做的功W = F·d·cosθ = qEdcosθ。接著提出問(wèn)題：“如果這個(gè)電荷不是走直線，而是先豎直向上到C點(diǎn)，再水平向右到B點(diǎn)，靜電力還做功嗎？總功是多少？”組織學(xué)生分組討論并嘗試計(jì)算。通過(guò)分析發(fā)現(xiàn)：在豎直段，電場(chǎng)力方向與位移垂直，不做功；在水平段，做功仍為qEdcosθ，與直接走直線相同。教師進(jìn)一步拓展：即使走折線、曲線，只要起點(diǎn)和終點(diǎn)確定，靜電力做功就只取決于兩點(diǎn)間的電勢(shì)差。教師使用動(dòng)畫(huà)演示不同路徑下電荷移動(dòng)過(guò)程，動(dòng)態(tài)顯示功的累加結(jié)果始終相等，最終得出結(jié)論：靜電力做功與路徑無(wú)關(guān)，僅由初末位置決定。這為定義電勢(shì)能提供了基礎(chǔ)。
（二）、類(lèi)比重力勢(shì)能，定義電勢(shì)能。
教師指出：“既然靜電力做功與路徑無(wú)關(guān)，我們就可以像定義重力勢(shì)能一樣，定義一個(gè)電勢(shì)能Ep。”講解：當(dāng)電荷在電場(chǎng)中從A點(diǎn)移動(dòng)到B點(diǎn)時(shí)，靜電力做的功等于電勢(shì)能的減少量，即WAB = EpA - EpB。強(qiáng)調(diào)該公式的普適性，并說(shuō)明電勢(shì)能具有相對(duì)性，需要選定零勢(shì)能點(diǎn)（通常選無(wú)窮遠(yuǎn)或大地）。舉例說(shuō)明：如同海拔高度需選海平面為零點(diǎn)，電勢(shì)能也需要參考點(diǎn)。教師板書(shū)公式，并通過(guò)一道例題示范計(jì)算：已知+2×10 C的電荷在A點(diǎn)電勢(shì)能為6×10 J，在B點(diǎn)為2×10 J，求靜電力從A到B做的功。學(xué)生計(jì)算得WAB = 6×10 - 2×10 = 4×10 J，做正功。
二、引入電勢(shì)，揭示電場(chǎng)本質(zhì)屬性 （一）、提出問(wèn)題：電勢(shì)能屬于誰(shuí)？
教師設(shè)問(wèn)：“電勢(shì)能是電荷具有的能量，還是電場(chǎng)具有的能量？”引導(dǎo)學(xué)生思考：同一個(gè)位置，放入不同的電荷（+q和+2q），其電勢(shì)能不同。說(shuō)明電勢(shì)能不僅與位置有關(guān)，還與電荷本身有關(guān)。那有沒(méi)有一個(gè)量只反映電場(chǎng)自身的能量特性，而與試探電荷無(wú)關(guān)呢？啟發(fā)學(xué)生類(lèi)比密度ρ=m/V——質(zhì)量m隨物體變，但密度ρ反映物質(zhì)本身屬性。于是引出比值法思想：
“我們能否用‘單位電荷’所具有的電勢(shì)能來(lái)描述電場(chǎng)的能量狀態(tài)？”
（二）、定義電勢(shì)，理解其物理意義。
教師正式給出電勢(shì)φ的定義：電場(chǎng)中某點(diǎn)的電勢(shì)等于該點(diǎn)的電勢(shì)能Ep與試探電荷q的比值，即φ = Ep/q。強(qiáng)調(diào)這是一個(gè)比值定義式，電勢(shì)φ是電場(chǎng)本身的屬性，與是否放入試探電荷無(wú)關(guān)。單位為伏特（V），1V=1J/C。舉例說(shuō)明：若某點(diǎn)φ=5V，表示每庫(kù)侖電荷在該點(diǎn)具有5焦耳的電勢(shì)能。教師通過(guò)PPT展示點(diǎn)電荷電場(chǎng)中的等勢(shì)面分布圖，指出離正電荷越近，電勢(shì)越高；離負(fù)電荷越近，電勢(shì)越低。引導(dǎo)學(xué)生總結(jié)：沿電場(chǎng)線方向，電勢(shì)逐漸降低。并通過(guò)一道判斷題鞏固：在勻強(qiáng)電場(chǎng)中，A、B兩點(diǎn)位于同一條電場(chǎng)線上，A靠近正極板，B靠近負(fù)極板，則φA > φB。 1. 分析不同路徑下靜電力做功，驗(yàn)證與路徑無(wú)關(guān)。
2. 理解電勢(shì)能的相對(duì)性及計(jì)算方法。
3. 思考電勢(shì)能歸屬問(wèn)題，參與類(lèi)比推理。
4. 掌握電勢(shì)定義，判斷電勢(shì)高低。
評(píng)價(jià)任務(wù) 推導(dǎo)正確：☆☆☆
理解相對(duì)性：☆☆☆
掌握定義式：☆☆☆
設(shè)計(jì)意圖 通過(guò)邏輯推理與數(shù)學(xué)演算，讓學(xué)生親歷“靜電力做功與路徑無(wú)關(guān)”的論證過(guò)程，培養(yǎng)科學(xué)探究能力。采用類(lèi)比法將抽象概念具象化，幫助學(xué)生順利跨越認(rèn)知鴻溝。通過(guò)設(shè)問(wèn)層層遞進(jìn)，促使學(xué)生主動(dòng)思考電勢(shì)能與電場(chǎng)的關(guān)系，進(jìn)而理解電勢(shì)作為電場(chǎng)固有屬性的本質(zhì)，突破教學(xué)難點(diǎn)。
深化理解，辨析易混
【12分鐘】 一、對(duì)比電勢(shì)與電場(chǎng)強(qiáng)度，厘清概念邊界 （一）、列表比較兩個(gè)核心物理量。
教師組織學(xué)生以小組為單位，填寫(xiě)對(duì)比表格：包括物理意義（描述電場(chǎng)的力的性質(zhì) vs 能量性質(zhì)）、矢標(biāo)性（矢量 vs 標(biāo)量）、決定因素（場(chǎng)源電荷與位置 vs 場(chǎng)源電荷與位置）、疊加原則（矢量疊加 vs 代數(shù)疊加）、單位（N/C 或 V/m vs V）等。完成后邀請(qǐng)小組代表分享成果，教師點(diǎn)評(píng)補(bǔ)充。特別強(qiáng)調(diào)：雖然E和φ都由場(chǎng)源決定，但二者無(wú)必然大小關(guān)系。例如在等量異種電荷連線中垂線上，電場(chǎng)強(qiáng)度不為零，但電勢(shì)為零；而在勻強(qiáng)電場(chǎng)邊緣，E可能較小，但φ不一定低。
（二）、借助等勢(shì)面深化空間認(rèn)知。
教師利用等勢(shì)面演示儀或三維動(dòng)畫(huà)，展示點(diǎn)電荷、等量同號(hào)/異號(hào)電荷系統(tǒng)的等勢(shì)面形狀。提問(wèn)：“等勢(shì)面與電場(chǎng)線有何幾何關(guān)系？”引導(dǎo)學(xué)生觀察發(fā)現(xiàn)：電場(chǎng)線總是垂直于等勢(shì)面，且指向電勢(shì)降低的方向。進(jìn)一步設(shè)問(wèn)：“若電荷沿等勢(shì)面移動(dòng)，靜電力做功嗎？”學(xué)生根據(jù)W=qU可知U=0，故不做功，印證了電場(chǎng)力方向與等勢(shì)面垂直。教師總結(jié)規(guī)律：等勢(shì)面密集處電場(chǎng)強(qiáng)度大，稀疏處電場(chǎng)強(qiáng)度小，類(lèi)似于地形圖中等高線密集表示坡陡。
二、聯(lián)系實(shí)際，體會(huì)科技應(yīng)用 （一）、介紹電勢(shì)在現(xiàn)代技術(shù)中的作用。
教師展示示波器屏幕上的波形圖，解釋?zhuān)骸半娮邮钠D(zhuǎn)是由偏轉(zhuǎn)板間的電勢(shì)差控制的，電勢(shì)的精確調(diào)控實(shí)現(xiàn)了信號(hào)的可視化。”再以質(zhì)譜儀為例：“帶電粒子在電場(chǎng)中加速，獲得的動(dòng)能來(lái)自于電勢(shì)能的轉(zhuǎn)化，Ek = qU。”讓學(xué)生感受到抽象概念背后的現(xiàn)實(shí)力量。
（二）、完成課堂即時(shí)反饋練習(xí)。
教師投影兩道選擇題：
1. 關(guān)于電勢(shì)和電勢(shì)能，下列說(shuō)法正確的是（ ）
A. 電勢(shì)高的地方，電荷的電勢(shì)能一定大
B. 電勢(shì)為零的地方，電場(chǎng)強(qiáng)度一定為零
C. 在電場(chǎng)中移動(dòng)電荷，若電場(chǎng)力做正功，電勢(shì)能一定減少
D. 負(fù)電荷在電勢(shì)高的地方電勢(shì)能大
2. 如圖所示為某電場(chǎng)的電場(chǎng)線分布，a、b為其中兩點(diǎn)，則（ ）
（圖略，假設(shè)a點(diǎn)電場(chǎng)線密，b點(diǎn)疏，且a更靠近正電荷）
A. Ea > Eb, φa > φb
B. Ea < Eb, φa < φb
C. Ea > Eb, φa < φb
D. Ea < Eb, φa > φb
學(xué)生獨(dú)立作答后，教師請(qǐng)學(xué)生講解思路，重點(diǎn)剖析錯(cuò)誤選項(xiàng)的認(rèn)知誤區(qū)。 1. 小組合作完成對(duì)比表格。
2. 觀察等勢(shì)面圖，歸納與電場(chǎng)線關(guān)系。
3. 了解電勢(shì)的實(shí)際應(yīng)用。
4. 完成練習(xí)，辨析易錯(cuò)點(diǎn)。
評(píng)價(jià)任務(wù) 對(duì)比清晰：☆☆☆
空間想象：☆☆☆
應(yīng)用準(zhǔn)確：☆☆☆
設(shè)計(jì)意圖 通過(guò)系統(tǒng)對(duì)比，幫助學(xué)生構(gòu)建完整的概念網(wǎng)絡(luò)，避免混淆。利用可視化工具增強(qiáng)空間想象力，理解電場(chǎng)的空間分布特征。聯(lián)系高科技應(yīng)用，體現(xiàn)物理的實(shí)用性，增強(qiáng)學(xué)習(xí)動(dòng)機(jī)。通過(guò)典型習(xí)題檢測(cè)學(xué)習(xí)效果，及時(shí)糾正錯(cuò)誤認(rèn)知，實(shí)現(xiàn)深度理解。
歸納總結(jié)，升華主題
【7分鐘】 一、結(jié)構(gòu)化梳理本節(jié)知識(shí)脈絡(luò) （一）、師生共同構(gòu)建知識(shí)框架。
教師引導(dǎo)學(xué)生回顧整節(jié)課的邏輯主線：從“靜電力做功與路徑無(wú)關(guān)”出發(fā) → 引入“電勢(shì)能Ep” → 發(fā)現(xiàn)Ep依賴于試探電荷 → 提出“單位電荷的電勢(shì)能” → 定義“電勢(shì)φ” → 揭示“沿電場(chǎng)線方向電勢(shì)降低” → 建立“等勢(shì)面”模型。教師一邊口述，一邊在黑板上繪制思維導(dǎo)圖：中心為“電勢(shì)能與電勢(shì)”，分支分別為“做功特點(diǎn)”“電勢(shì)能”“電勢(shì)”“等勢(shì)面”“與E的關(guān)系”“實(shí)際應(yīng)用”。每個(gè)分支下簡(jiǎn)要標(biāo)注關(guān)鍵詞和公式，形成清晰的知識(shí)網(wǎng)絡(luò)。
二、情景化結(jié)尾，寄托期望 （一）、講述法拉第的故事，激勵(lì)探索精神。
教師深情講述：“19世紀(jì)初，邁克爾·法拉第在沒(méi)有高等數(shù)學(xué)背景的情況下，憑借敏銳的物理直覺(jué)和無(wú)數(shù)實(shí)驗(yàn)，提出了‘力線’（即電場(chǎng)線）和‘等勢(shì)面’的思想，為我們理解電磁世界打開(kāi)了新大門(mén)。他曾說(shuō)：‘從來(lái)沒(méi)有一次實(shí)驗(yàn)失敗，每一次都是發(fā)現(xiàn)了‘這樣做不行’的方法。’今天我們所學(xué)的每一個(gè)概念，都是站在巨人的肩膀上前行的結(jié)果。”
（二）、升華課堂主旨，展望未來(lái)學(xué)習(xí)。
教師總結(jié)道：“電勢(shì)，看似只是一個(gè)數(shù)字，但它承載著電場(chǎng)的能量密碼。它不像電場(chǎng)強(qiáng)度那樣‘看得見(jiàn)’的方向，卻默默影響著每一個(gè)電荷的命運(yùn)。正如人生的高度不在于一時(shí)的爆發(fā)力，而在于持續(xù)積累的勢(shì)能。希望同學(xué)們不僅能掌握這些公式，更能領(lǐng)悟其中蘊(yùn)含的科學(xué)思想——類(lèi)比、抽象、建模。下一節(jié)課我們將探討‘電勢(shì)差’，那是驅(qū)動(dòng)電流的真正動(dòng)力，也是連接理論與生活的關(guān)鍵橋梁。讓我們帶著今天的收獲，繼續(xù)探索電世界的奧秘！” 1. 跟隨教師回顧知識(shí)主線。
2. 參與構(gòu)建思維導(dǎo)圖。
3. 聽(tīng)取科學(xué)家故事，感悟科學(xué)精神。
4. 明確后續(xù)學(xué)習(xí)方向。
評(píng)價(jià)任務(wù) 脈絡(luò)清晰：☆☆☆
理解深刻：☆☆☆
情感共鳴：☆☆☆
設(shè)計(jì)意圖 通過(guò)結(jié)構(gòu)化總結(jié)幫助學(xué)生整合碎片化知識(shí)，形成系統(tǒng)化的認(rèn)知結(jié)構(gòu)。以法拉第的真實(shí)故事收尾，賦予知識(shí)人文溫度，弘揚(yáng)堅(jiān)持不懈的科學(xué)精神。結(jié)尾語(yǔ)既回顧今日所得，又巧妙預(yù)告下節(jié)內(nèi)容，保持學(xué)習(xí)連續(xù)性，激發(fā)持續(xù)探究的興趣。
作業(yè)設(shè)計(jì)
一、基礎(chǔ)鞏固題
1. 判斷下列說(shuō)法是否正確，錯(cuò)誤的請(qǐng)改正：
（1）電場(chǎng)中某點(diǎn)電勢(shì)的高低與該點(diǎn)是否放置試探電荷有關(guān)。
（2）電荷在電場(chǎng)中某點(diǎn)的電勢(shì)能越大，該點(diǎn)電勢(shì)就越高。
（3）沿電場(chǎng)線方向移動(dòng)正電荷，電場(chǎng)力做正功，電勢(shì)能減少。
（4）電勢(shì)為零的點(diǎn)，電場(chǎng)強(qiáng)度一定為零。
2. 已知電場(chǎng)中A、B兩點(diǎn)間的電勢(shì)差UAB = 300 V，求：
（1）把電荷q = +2×10 C從A點(diǎn)移到B點(diǎn)，靜電力做多少功？
（2）若將另一電荷q' = -5×10 C從A點(diǎn)移到B點(diǎn)，靜電力又做多少功？
二、能力提升題
3.如圖所示，真空中電荷量均為的兩個(gè)點(diǎn)電荷相距為，B為它們水平連線上的中點(diǎn)，A為B左側(cè)與B相距為r的點(diǎn)，C和D為中垂線上與B間距相等的兩點(diǎn)。已知靜電力常量為k，這兩個(gè)點(diǎn)電荷間的庫(kù)侖力大小為 ，它們?cè)贏點(diǎn)的合場(chǎng)強(qiáng)方向?yàn)? （選填“水平向左”、“水平向右”、“豎直向上”或“豎直向下”）。比較A、B、C三點(diǎn)的電勢(shì)中、、高低： > > 三、實(shí)踐拓展題
4. 查閱資料或?qū)嵉赜^察，列舉生活中三個(gè)利用“電勢(shì)差”工作的電器設(shè)備，并簡(jiǎn)要說(shuō)明其工作原理中涉及的電勢(shì)能轉(zhuǎn)化過(guò)程。例如：手機(jī)電池充電時(shí)，電能轉(zhuǎn)化為化學(xué)能儲(chǔ)存，放電時(shí)化學(xué)能轉(zhuǎn)化為電能供電路使用。
【答案解析】
一、基礎(chǔ)鞏固題
1. （1）錯(cuò)誤。電勢(shì)是電場(chǎng)本身的屬性，與試探電荷無(wú)關(guān)。
（2）錯(cuò)誤。電勢(shì)能Ep = qφ，還與電荷電量和電性有關(guān)。
（3）正確。
（4）錯(cuò)誤。如等量異種電荷中垂線上電勢(shì)為零，但電場(chǎng)強(qiáng)度不為零。
2. （1）WAB = qUAB = (+2×10 ) × 300 = 6×10 J
（2）WAB = q'UAB = (-5×10 ) × 300 = -1.5×10 J
二、能力提升題
3. 【答案】 水平向左
板書(shū)設(shè)計(jì)
1.4 電勢(shì)能與電勢(shì)
【左側(cè)主板書(shū)】
一、靜電力做功特點(diǎn)：
W_AB = qEdcosθ （勻強(qiáng)電場(chǎng)）
→ 與路徑無(wú)關(guān)！
二、電勢(shì)能 Ep：
定義：W_AB = Ep_A - Ep_B
特點(diǎn)：相對(duì)性（零勢(shì)點(diǎn)）、系統(tǒng)性
三、電 勢(shì) φ：
定義：φ = Ep / q （標(biāo)量）
單位：伏特（V）
特點(diǎn)：電場(chǎng)本身屬性，與q無(wú)關(guān)
四、重要關(guān)系：
沿電場(chǎng)線方向，電勢(shì)降低
E ⊥ 等勢(shì)面，指向φ減小方向
|E| ∝ 等勢(shì)面密度
【右側(cè)副板書(shū)】
類(lèi)比：重力場(chǎng) 電場(chǎng)
高度 h 電勢(shì) φ
重力勢(shì)能 EpG 電勢(shì)能 Ep
重力 G 電場(chǎng)力 F=qE
W_G = -ΔEpG W_電 = -ΔEp
教學(xué)反思
成功之處
1. 成功運(yùn)用類(lèi)比法將“重力勢(shì)能—高度”與“電勢(shì)能—電勢(shì)”對(duì)應(yīng)，有效降低了學(xué)生理解抽象概念的難度，課堂反饋良好；
2. 通過(guò)分組探究靜電力做功路徑無(wú)關(guān)性，增強(qiáng)了學(xué)生的參與感和邏輯推理能力，體現(xiàn)了以學(xué)生為主體的教學(xué)理念；
3. 板書(shū)設(shè)計(jì)層次分明，主副板書(shū)配合得當(dāng)，既呈現(xiàn)知識(shí)結(jié)構(gòu)，又體現(xiàn)科學(xué)思維方法，有助于學(xué)生形成系統(tǒng)認(rèn)知。
不足之處
1. 對(duì)于電勢(shì)“相對(duì)性”的講解略顯倉(cāng)促，部分學(xué)生對(duì)“零勢(shì)點(diǎn)可任意選取”仍存疑慮，應(yīng)在例題中增設(shè)不同參考點(diǎn)的對(duì)比計(jì)算；
2. 等勢(shì)面的空間分布演示時(shí)間不足，三維想象能力較弱的學(xué)生難以完全建立立體圖像，可考慮增加實(shí)物模型或AR互動(dòng)體驗(yàn)；
3. 課堂練習(xí)時(shí)間緊張，未能充分展開(kāi)錯(cuò)誤選項(xiàng)的深度辨析，導(dǎo)致個(gè)別易混點(diǎn)仍未徹底澄清，需在下一課時(shí)加強(qiáng)鞏固。

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