《电势能与电势》教学探讨

学习路线：

       1.从静电场中电场力做功与路径无关引入电势能；

       2.明确电场力做功与电势能变化之间的关系；

       3.从电势能中“剥离”出表征电场能量特征的物理量——电势。

思维方法：

       1.类比法

       电势能的引入、电场力做功与电势能变化的关系。全盘借用重力势能、重力做功和重力势能变化的关系来类比。但在类比中要注意不同，物体从高处落向低处，重力一定做正功，重力势能一定减少。而在匀强电场中，带电体沿场强方向运动时，电场力做功就不一定是正功，同样的运动方向，做功正负与电荷的电性还有关系。考虑正负功，从功的定义去思考，爬什么山，唱什么调，老话最可靠。

       2.微元法

       从匀强电场到一般般的静电场，电场力做功都与路径无关，匀强电场可与重力场类比，非匀强电场在力学中就没有可以类比之物了。若还要能很有说服力地证明对于那些一般般的静电场，电场力做功与路径无关这一真理，就需采用无限分割“化变为恒、化曲为直”的微元思想。

    3.类比法、比值定义法、微元法、三法合一

     电势是本节的重难点。力学中无可类比的量（重力势）；电势能又不像重力势能又明确的表达式（EP=mgh）。无形又无脑，难写难想，有个具体的表达式算是有形，否则就是无形之物，无形之物最费脑细胞。只能依托重力场和匀强电场先类比一下，重力势能与匀强电场中的电势能都具有相对性，从重力势能的表达式中可以清晰地看出，重力势能与质量的比值与物体无关，但这个比值的具体数值与重力势能一样同样具有相对性。匀强电场中的电势能与试探电荷的比值同样如此。再将此种类比通过微元法扩展到一般的静电场，虽然无法写出一般静电场中电势的表达式，但可以通过匀强电场的“有形”与“微元法”的推广，认识到电势与试探电荷的无关性、电势具体数值的相对性、电势由电场的决定性，从而认识到电势是反映电场能量特征的物理量。