电势.电势差活动化的设计

　　活动化方案的设计就是将学生要学的知识转化为活动，让学生在活动中掌握知识.对于教师而言，就是要思考如何将知识转变活动；对于学生而言，按照活动去做，从而学到知识.活动化方案的设计之一，为课前活动设计.该部分的设计是让学生按照教师预习方案的设计去阅读教材，在预习的过程中产生困难与困惑，并将其记录下来.也就是“先学后教”，从而为课堂的讨论、交流、展示奠定基础.学生的活动主要体现阅读、思考、讨论、交流的该学习方式. 　　操作要点：①从具体的内容入手，使之问题化，从问题出发设计活动，要在新旧知识的结合点设计问题，从而引发学生认知上的冲突.②要提供学生预习的方法，学生按照预习的方法去学习，从而向自主学习方向发展.例如《电势、电势差》，课前预习部分如下： 　　【课前预习】请同学阅读拓展型教材P10后，回答下列问题，若不能准确回答或能够回答但不是很清楚，请用红颜色的笔做好记号，以便上课时，重点听讲. 　　1.怎样求电荷在电场中某点的电势能？ 　　2.电势用符号表示，什么是电势？电势的物理意义是什么？ 　　3.电势的概念是怎样建立的？ 　　4.电势与电场线的关系是什么？ 　　说明：求电势必须知道怎样求电势能，第一个问题主要检查前一节课的学习情况.后面的问题主要引导学生认真看书，简单机械的写出带入公式即可，他带着“电势的概念是怎样建立的？”走进书本. 　　【我的疑问】 　　（1）学习的主要内容是什么？（说明：学生可能回答：电势、电势与电场线的关系） 　　（2）我掌握了哪些内容？（说明：学生可能掌握的知识是：重力做功与重力势能变化的关系、电场力做功和电势能的变化关系、电势的表达式等） 　　（3）还有哪些问题没有解决（说明：电势表达式是怎么推导出来的？） 　　（4）需要交流的问题是什么？（说明：学生可能交流的问题是，有电势能这个概念，为什么还要引入电势的概念？电势的表达式是怎么推导的？为什么求电势也要选择零电势点？零电势点和零电势能点是一个问题吗？等） 　　说明：将阅读中不懂得地方或阅读的过程中产生的疑难问题记录下来，就可以使学生带着疑问走进课堂，也为课堂上成为展示、交流的场所奠定基础. 　　活动化方案的设计之二，为课中活动设计.教师根据对学生预习时产生的问题的预测，从学生学习的角度来设计的“学生学习活动流程”.活动设计包括活动要求、资料提供、学习方法指导（提供解决重点难点的支架）、交流谈论（可以是师生对话、可以是生生对话、或教师的精讲）四部分构成. 　　活动要求：提出明确活动目标，也就是学生预习后小组讨论不清的.即是教师根据学情的分析而预设的学生学生学习过程中可能存在难点、易错点、易混点等.这也是对教师要求最高的地方，教师要准确地预测学情，也要借助经验. 　　操作要点：①是活动的设计，不是知识的讲解.其标志是：每一条款都必须有具体的动词，如果没有动词出现，则说明“活动设计”的意图没有体现.②是学生活动的设计，不是教师的活动设计.其标志是：每条款中的动词，主语都应该是学生.③若干学生学习活动要连贯起来，形成学生学习某个学习内容的完整的过程.④有学生学习方法的指导. 例如《电势 电势差》的课中活动方案设计“电势、电势差的概念是如何建立的？” 　　【阅读材料1】如图1所示，A、B为电场中同一电场线上的两点，设电荷在电场中只受电场力作用，若选择无穷远为电势能的零势能点.将一个+1 C的电荷从A点移动到无穷远处，电场力做功为2 J，若将该电荷从B点移动到无穷远，电场力做功为1 J. 　　活动要求请同学根据求电势能的方法，在下列条件下，分别求出不同电量的电荷放在A、B两点时的电势能（选无穷远为电势能为零的点），并将结果填写在下列表格中. 　　（1）同一电荷在电场中不同点，电势能是否相同？这一结论说明什么问题？ 　　（2）不同的电荷在电场中同一位置的电势能是否相同？ 　　（3）电荷在电场中某点具有的电势能与哪些因素有关？ 　　（4）对于A点，将电荷的电势能与对应电量做比值，能够得到什么结论？ 　　（5）对于B点，将电荷的电势能与对应电量做比值，能够得到什么结论？ 　　（6）在电场中不同的点，Ep/q的比值是否相同？该比值与放入电场中的电量是否有关？ 　　（7）电场中的电势应该由什么决定？ 　　（8）分别求出A、B两点的电势？ 　　（9）在物理学上，将A和B两点的电势之差叫做电势差，表达式是： 　　（10）根据电势差的定义，题中A、B两点的电势差是： 　　（11）根据上述数据，看看电场线的方向与电势高低存在什么关系？ 　　注意上述问题已经完成的同学，可以完成下列问题. 　　拓展若将材料1中引入电场中的电荷改为-1 C电荷，求-1 C电荷在A点和B点的电势？ 　　【阅读材料2】如图2所示，A、B为电场中同一电场线上的两点，设电荷在电场中只受电场力作用，若选择无穷远为电势能的零势能点.将一个+1 C的电荷从A点移动到无穷远处，电场力做功为-2 J，若将该电荷从B点移动到无穷远，电场力做功为-1 J. 　　活动要求请同学根据求电势能的方法，在下列条件下，分别求出不同电量的电荷放在A、B两点时的电势能（选无穷远为电势能为零的点），并将结果填写下列表格. 　　（1）同一电荷在电场中不同点，电势能是否相同？这一结论说明什么问题？ 　　（2）不同的电荷在电场中同一位置的电势能是否相同？ 　　（3）电荷在电场中某点具有的电势能与哪些因素有关？ 　　（4）对于A点，将电荷的电势能与对应电量做比值，能够得到什么结论？ 　　（5）对于B点，将电荷的电势能与对应电量做比值，能够得到什么结论？ 　　（6）在电场不同的点，Ep/q的比值是否相同？该比值与放入电场中的电量是否有关？ 　　（7）电场中的电势应该由什么决定？ 　　（8）分别求出A、B两点的电势？ 　　（9）在物理学上，将A和B两点的电势之差叫做电势差，表达式是： 　　（10）根据电势差的定义，题中A、B两点的电势差是： 　　（11）根据上述数据，看看电场线的方向与电势高低存在什么关系？ 　　注意上述问题已经完成的同学，可以完成下列问题. 　　拓展若将材料2中引入电场中的电荷改为-1 C电荷，求-1 C电荷在A点和B点的电势？ 　　说明材料1和材料2中提出的11个问题就是电势和电势差概念的形成过程，在问题的引领下，激发学生的思维，学生在解决上述问题的过程中，遇到不会或不清楚的地方，就是学生要讨论，教师要点拨、要引导的地方，达到即使教师不讲学生也能够在问题的引领下，自主学习，合作研究的目的，或者说，教学过程中，即使教师不讲话，学生也能够在问题的引领下，自行推进教学过程，这样教师就可以有时间关注学生的学习过程，也能够关注后进生的学习情况.拓展部分是为基础比较好的学生准备的，这样课堂教学中，即使基础比较好的学生完成了上述11个问题，也有事情可做，体现导学案的分类推进的原则. 　　归纳总结完成上述问题的同学，按照要求完成下列问题. 　　（1）定义：的比值，叫做这一点的电势.用表示.标量，只有大小，没有方向，但有正负. 　　（2）公式： 　　（3）单位：伏特（V），1伏特的物理意义是什么？ 　　（4）电势与电场线的关系： 　　（5）零电势位置的规定：通常认为或的电势为零. 　　（6）电场中电势为零的位置，其电荷在该处电势能为 　　（7）选择不同的零电势点，电场中同一位置的电势的数值会.（填“改变”或“不改变”） 　　（8）电场中某点的电势在数值上等于从该点移到零电势能点的过程中电场力所做的功. 　　讨论：在物理学的理论研究中常取离场源无限远处的电势为零，如此，在正点电荷产生的电场中各点电势的正负情况如何？在负点电荷产生的电场中各点电势的正负情况如何？ 　　说明：这一过程主要是帮助学生梳理基础知识.加深对电场线与电势关系的理解，学习利用电场线来确定电势的正负的方法. 　　典型例题分析（要求：同学先做一做，再想一想，再议一议.） 　　例1在如图3所示的点电荷+Q的电场中，沿电场线方向有A、B两点.若将一个q=1.0×10-6 C的正电荷从A点缓缓移至无穷远处，电场力做了2.0×10-5 J的功；若将该正电荷q从B点缓缓移至无穷远处，电场力做了1.5×10-5 J.问： 　　（1）A、B两点的电势为多大？求A、B两点的电势差UAB=？ 　　（2）在A、B电场线上再取一个C点，若B、C两点的电势差为15 V， 　　①如果取B点为零电势点，则A点的电势是多少？C点的电势是多少？求A、B两点的电势差？A、C两点的电势差？ 　　②如果取C点为零电势点，则A点的电势是多少？B点的电势是多少？求A、B两点的电势差？A、C两点的电势差？ 　　③从上述得到的数据你有什么发现？ 　　拓展上述题目中，若引入电场的是负电荷，情况又是如何呢？（请完成例题1的第一个问题） 　　（说明：该问题的设计也是为程度比较好的同学准备的，主要是让基础好得同学理解怎样使用φ=Ep/q来求电势） 　　归纳总结一求某点电势的两种方法 　　第一种方法：根据上述例题，写出求电势的步骤？ 　　（1）选零电势点 　　（2）求电荷在某点的电势能 　　（3）根据电势的定义式求电场中某点的电势 　　第二种方法：根据上述例题，写出求电势的步骤？ 　　（1）选零电势点 　　（2）求某点相对于零点的电势差 　　（3）根据沿电场线方向电势降落，确定某点电势的正负 　　归纳总结二写出求电势差的方法 　　（说明：学生通过具体的实例来归纳求电势和求电势差的方法和步骤，使学生能够自主完成知识的形成过程，并留下更加深刻的印象.） 　　例2在静电场中，把一个电量q=-2.0×10-5 C的负电荷由M点移到N点，电场力做功6.0×10-4 J；由N点移到P点，电场力做功-1.0×10-3 J.则M、N、P三点的电势高低关系如何？若M点为电势的零点，求N和P两点的电势？ 　　方法引导：能否确定电场线的方向 　　自我检测（检测本节课的课堂效果） 　　1.如图4所示，判定在下列几种情况下，A、B两点哪点电势高？ 　　①负电荷在A点所具有的电势能比B点小，则φAφB（选填>、　　②正电荷在A点所具有的电势能比B点大，则φAφB. 　　③正电荷由A移至B是电场力作负功，则φAφB. 　　④正电荷由B移至A是电场力作负功，则φAφB. 　　⑤负电荷由B移至A是电场力作负功，则φAφB. 　　2.a、b是电场中的两点，且a点的电势高于b点，则下列说法中正确的是 　　A.把负电荷从a点移到b点，静电力做负功，电荷的电势能增加 　　B.把正电荷从a点移到b点，静电力做正功，电荷的电势能减小 　　C.无论移动的是正电荷还是负电荷，电荷的电势能都要减小 　　D.无论是否有电荷在a、b两点，a点的电势能总是大于b点的电势能 　　教学的目的在于掌握某个知识点，但如果学生一时懂不了、掌握不了知识，肯定是知识点太难，那么就需要搭建一个台阶.搭台阶的方式很多，其中一种比较常用的方法，就是设计若干小的活动，就像本案例中搭建若干个小的台阶即若干小的问题，其中每一活动会产生一个结果，这个结果能帮助学生攀上一个台阶，学生在这个台阶上就可以突破难一点的知识.因此从活动的设计入手，比学生直接去学习一个知识点，更加注重的是学生自主学习知识的过程和方法，而且学生学起知识来会更容易，印象更加深刻.