高二《物理》“电势差”的教学，本文主要内容关键词为：电势差论文,高二论文,物理论文，此文献不代表本站观点，内容供学术参考，文章仅供参考阅读下载。
现行高二《物理》（必修）教科书中的“静电场”一章与以前高中《物理》（甲种本）相比较，内容少了许多。编者的意图是为了分散难点，减少难度，减轻学生负担，只要求学生掌握电场、电场强度、电势差、电势能和电容等基本概念，待到高三学选修课教材时再进一步扩展和加深。
由于“静电场”一章内容比较抽象，教材又大量删减、调整，系统性不强。笔者常听到学生反映这章内容难学，不好理解。在与同事的教学交流中，也都感到这章教起来不怎么流畅、难教。特别是在前面没讲电势能、电势，就直接进入讲“电势差”一切，因而概念的提法、教法都不再可能与以前一样，是教学中的难点。近几年笔者通过潜心钻研大纲、教材、教参，反复在教学中摸索，认为要使学生在高二阶段把“电势差”这节的内容掌握好，教师的主导作用尤为重要，根据教材选择最佳教法即类比法，能突破教与学的难点，可获得好的效果。
类比法是一种推理和思维方法，应用它可以为新内容的阐述和探索提供依托和支持，可以使横向问题建立普遍联系，在物理教学中起着非常重要的作用。在教“电势差”这节课时，在没有什么好的、有效的演示实验辅助教学情况下，采取的方法是：首先在学生已有知识基础上引导为什么要提出电势差的概念，再用与学生熟悉的重力场类比的方法给出电势差的定义，最后讲电势差的应用——电功的计算、电场中的功能关系。这样，让学生知道为什么要学，怎样学，学了有什么用，以此来突破教与学的难点。通过反复实践，效果很好，下面笔者以“电势差”这节课的教学为主要线索谈谈体会。
一、教学目的和教学重难点的确定
教学目的：
采取类比法教学，使学生理解电势差的概念；会计算点电荷的电场力作用下，从电场中一点移动到另一点时电场力所做的功；知道电场力做功引起电荷的电势能变化关系。
教学重点：电势差概念的形成；电功的计算。
教学难点：电势差概念的理解。
二、教学过程
（一）复习引入：通过前一节的学习，我们知道带电体周围有电场，且一般来说不同点的电场强弱不同（匀强电场除外），所以同一电荷放入电场中不同点受到的电场力不同。如：（板书作图1）在点电荷＋Q形成的电场中，E[,a]＞E[,b]，放入q,F[,a]＞F[,b]。如果电荷q在电场力作用下运动，电场力会对电荷做功。这节课我们将学习又一个研究静电场的重要物理量，电场力对电荷做功与它密切相关。学习之前，我们先复习一下高一学过的功的内容。
提问：力对物体做功，功的计算公式如何？应用时应注意什么？学生答：W=F·Scosθ。应用时要注意F应是恒力。
重点讲述：电荷在大多数电场中运动时受的电场力是变力。变力做功的多少如果是用力和位移去计算，一般要用高等数学的知识，而不能直接用上面公式。那么，我们怎样去求电场力对电荷做的功呢？为此，我们研究电场时就又引入了一个重要的物理量：电势差（置疑：为什么要提出电势差？引起学生学习兴趣）。
（二）新课：
板书：ξ3 电势差
（A、用类比法给出电势差定义，并理解）
讲述：电势差又叫电压。电压这个量同学们在初中时已学到过，但初中电学没给它下过确切定义，也就是说，同学们知道用电器在电路中工作时两端有电压，但电压的定义到底是什么，说不清楚。电势差（电压）在电学中是一个很重要的物理量，因为电场力做功与它有关，而我们用电就是要利用电流做功，电流做功就是电场力移动电荷做功。正因为电势差是一个重要概念，所以，在高中深入学电学时就有必要掌握它的定义。但电势差的概念比较抽象，为帮助同学们理解，下面采取与大家熟悉的重力做功相类比的方法来讲电势差。
我们，地球周围有重力场，带电体周围有电场；质量为m的物体在重力场中会受到重力，这种力是因为有质量而产生的，电量为q的电荷放入电场会受到电场力，这种力是因为带电而产生的；重力移动物体会对物体做功，电场力移动电荷会对电何做功。我们发现重力场和电场有相似之处，而重力做功的规律我们已很熟悉了，所以，可采取类似重力场对物体做功的规律来研究电场力对电荷做功的规律（在图1旁边画重力做功说明图，图2）。从A移到B重力做的功W正比于A、B两位置的高度差h，与它类似，在电场中电量为q的电荷从a移到b电场力做的功正比于a、b两点间的“××差U”（在图1上添写u，见图1-1）。重力场中当h一定时，有W/m＝恒量(gh)，与W、m无关，而在电场中的两点间移动电荷W/q也是恒量（q成倍增加，在电场各点受的力也成倍增加，W也成倍增加），与W、q无关。重力场中的W/m是“高度差”（常量g与高度差的乘积），电场中的W/q就把它叫做电势差（在图1旁添写W/q=U，见图1-1）。至此，我们可以给出电势差的定义了。
板书：1、电势差：电荷在电场中两点间移动，电场力所做的功(W)跟它的电量(q)的比值，叫做这两点间的电势差(U)。
(1)定义式：U=W/q
(2)两点间的电势差等于单位电荷从一点移到另一点电场力所做的功。
讲述：可见，两点间的电势差越大，在这两点间移动单位电荷电场力做的功越多。
板书：(3)电势差是由电场中两点位置决定的。
提问：有人说，“电势差U与W成正比，与q成反比”，对吗？
学生回答：不对。
板书：(4)单位：伏特(V)、1伏＝1焦耳/库。
（B、讲电功的计算）
讲述：知道了电势差的意义，我们就可以讲它的应用了。电量为q的电荷在电场中从一点运动到另一点，电场力做功的多少，在已知两点间的电势差时（电势差容易由仪器测出），可很方便地算出。
板书：2、电功：电场力对电荷做的功。计算公式：W=q·u
讲述：此公式不管电场如何分布，电场力是变力还是恒力都可用来计算电功。
（C、讲电场力做功与电势能的关系）
讲述：地球上的物体具有重力势能，重力对物体做功，物体的重力势能减少，且重力做了多少功重力势能减少多少。与它相似，电荷在电场中也具有电势能。
板书：3、电势能（电能）：电场中的电荷具有的势能(ε)。电场力对电荷做功电势能减少，且有：
△ε=W=qu。
讲：电势能的减少转化为电荷的动能和其它形式的能。例如，电灯发光时，电场力对电荷做功，电势能（电能）转化为动能、光能、内能。
（三）小结：
电势差(U)、电功(W)、电势能（ε）、电势能的变化（△ε），各自的意义及它们的区别和联系。
（四）补充练习：
图1中，电场力将电量为3.0×10[-8]库的电荷从a移到b做功3.6×10[-6]焦耳，那么电量为5.0×10[-8]库的电荷从a移到b，电场力做功多少？它的电势能变化如何？