课题： 电 势 能
南京市金陵中学 崔 国卫
一、教学目标：
1、知识与技能
（1）理解静电力做功与路径无关的特点
（2）掌握静电力做功与电势能变化的关系
（3）知道电势能的定义，理解电势能的物理含义
2、过程与方法
（1）会对呈现的物理现象提出问题并作进一步的思考
（2）用类比的方法建立物理概念，不断让学生感受类比方法的重要
3、情感、态度与价值观
感受电势能的存在，体会电势能和其他势能都是系统共有的，激发学生对事物的共性
形成一定哲学认识。
二、教学重点和教学难点
电势能概念的建立、电势能的理解
三、教学方法：体验、讨论、类比
四、教学过程：
课堂活动：将一轻质金属外壳小球靠近带正电的玻璃棒，观察
现象，提出相关问题并尝试解答。
小球此时跟最初未靠近玻璃棒时相比，在哪些方面上发生了改
变？
生：......
师:我们可以从能的角度研究小球能量的变化情况。小球此时跟最初
未靠近玻璃棒时相比，能量上发生了哪些改变？
生：重力势能增加了。
师：自然界遵守能的转化和守恒定律，小球重力势能增加必然对应一种减少的能，这个
“能”是什么呢？
假如不计小球的重力，不用细绳悬挂，带电的小球会怎样运动呢？
生：加速运动，动能增加了。
师：小球重力动能增加必然对应某一种减少的能，这个“能”又是什么呢？
今天，我们一起来寻找这样的“？能”。
提炼研究的模型
师：为了便于研究问题，我们将电场取为匀强电场，如图。电荷用
正的试探电荷取代。让该电荷以自由的状态放入电场的某点。带电的
小球将引起哪些变化？
生：带电小球在静电力的作用下，速度增加，做匀加速运动。
动能不断增加。
师：若电场强度为
E
，电荷的电量为
q
，小球从
A
点运动到
B
点的位移为
s
，我们可以计算
小球动能的增量。
生：
W
=
qEs
＝
E
K2
-
E
K1
1
师：动能增加了，是什么能在减少呢？
生：？能（议论）
师：（引导）“ ？ 能”减少转化为动能的增加，这都是静电力做功的结果。我们先研
究“静电力做功的特点”。
静电力做功的特点
问题：试探电荷
q
在电场强度为
E
的匀强电场中沿几条不同
的路径从
A
点移动到
B
点，如图甲。计算这几种情况下静电力对
电荷做功。
生：从
A
沿直线到
B
的过程
：W
=
qE
|
AB
|
cosθ
=
qE
|
AM
|
生：从
A
沿
AMB
折线到
B
的过程：
W
=
qE
|
AM
|＋0＝
qE
|
AM
|
师：若从
A
沿乙图
ANB
的任意折线到
B
的过程呢？（引导讨论）
生：等效处理，
W
=
qE
|
AM
|
师：从
A
到
B
，不管电荷经过怎样的路径，静电力做功都相同。
板 ：书 一、静 力做功的特点电
与 荷的初、末位置有关，与路径无关。电
这与哪个力做功的特点相似呢？
生：重力做功取决于物体的初末位置，与路径无关。
（类比方法的引入）
师：既然两者做功具有相似的特点，在量度能的转化上必然有
相似的特点，这对研究电场中电荷的“？能”有没有一定的启
发呢？
如图，物体从
h
1
下落到
h
2
高度的过程中，能量发生了怎样的
变化？
生：物体由 1 到 2 位置的过程中，重力势能减少，动能增加，重力
做正功。重力做功多少，重力势能就减少多少。
师：对比两图，具有很多的相似，对应重力势能，电场中电荷的“？
能”就可以冠一个名称——“电势能”。
板 ：二、书 能电势
1
、定 ： 荷在 中具有的与位置有关的能叫义 电 电场
能电势
。
符号：
Ep
2
、 能的 化：静 力做的功等于 能的减少量。电势 变 电 电势
小结：当一个新的物理量出现的时候，它的特点与已经发现的规律具有一定的相似性，如
果用类比的方法研究常常有更多惊喜的发现。
类比，是通过联想，把异常的、未知的事物（研究对象）跟寻常的、熟悉的事物（类比
对象）对比，然后根据两个对象之间存在的某种类似或相似的关系，从已知对象具有的某
种性质推出未知对象具有相应的一种性质。
例题： 如图,在场强
E
=1.0
10
4
N/C 的匀强电场中,点电荷
q
=+1.0
10
－13
C 从
A
移动到
B
,
AB
相距
s
=0.1m,电势能如何变
化?
2
生：......
师：我们可以分析出，静电力做正功，电势能减少，正的点电荷
q
在电场中的
A
点具有的
电势能比它在
B
点的电势能多了 J。能求出电荷在
A
点或在
B
点的电势能是多少吗？
生：不能，电势能应当也具有相对性，因为重力势能的多少总是相对于规定的零势能面而
言的。（再次类比）
师：对，当我们先规定 B 点的电势能为零时，A 点的电势能
E
pA
=1J，若规定 A 点的电势能为
零，
E
pB
=－1J。符号“－”的含义是该点的电势能比零电势能低。
板 ：书
3
、 能的多少： 荷在某点的 能，等于静 力把它从 点移 到零 能位电势 电 电势 电 该 动 电势
置 所做的功。时
位：焦耳（单
J
）
能是 量。电势 标
能的多少具有相 性。电势 对
零 能的位置具有相 性，通常把 荷在“无限 ”或“大地表面”作 荷的零电势 对 电 远 为电 电
能的位置。势
小结：在现实的电场中，大多遇到的并不是匀强电场，即非匀强
电场。电荷在非匀强电场中的任意两点间，静电力做功仍然与路
径无关。
例题：如图所示，正点电荷 q 在 A、 B 两点，哪一点电势能
大？你是如何判定的？
师：将 q 的电量增大，它在 A 点的电势能会增大吗？
生：
师：电场源电荷＋Q 电量发生变化，A 点的电势能会变化了吗？为什么？
生：
板 ： 荷的 能，跟 荷和它所在的 有关，是 荷和系 共有的。书 电 电势 电 电场 电 统
（可以进一步类比重力势能是物体和地球系统共有的）
思考：利用今天学习到的知识，解释图（1）的实验。
一段时间后，小物体的悬线与竖直方向的夹角逐渐减小，试从能的角度分析。
小结：电荷间发生相互作用时
课后研究的话题：
1、上图中，假如换成负点电荷 q，，哪一点电势能大？假如换成－Q 呢？
1、太阳系与原子中电子绕原子核之间是否存在有相似的规律，你能运用类比的方法去研究
吗？
2、通过本节课的学习，重力势能其实是物体和地球间的引力场共有的，电荷的电势能是电
荷和电场所共有的，它们的相互作用力的规律也惊人地对应，有人由此设想整个自然界是
否是同一规律下的不同表现，从而致力于“大一统”规律的研究，你对此有何想法？
3
关于电势能教学的教学流程
4
课堂小实验
提出问题并解释 从能的角度研究
建立研究模型
“ ？能”的提
出
静电力做功的探讨 重力做功与重力势能
“ ？能”的建立：电势
能
电势能变化的量度
电势能的相对性
电势能的系统性
类
比
类比
