尊重认知规律 化解思维障碍——五种版本教科书编排电势能、电势、电势差内容的比较

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1、Vo1．40NO．12Dec．20l1中j}b{教参考漂改在线表1荷沿不同路径移动时静电力做的功不一样时，不能建电势能电势电势差立电势能的概念．仔细比较，会发现粤教版与另四个版本，在细节上存在差异：第一，除粤教版外，其余四由于移动电荷时电荷在电场种版本均推导了电场力做功与路径无关，均凸显了电静电力做的功与移中某一点的电电场中两点间人动的路径无关，电势能与它的电势能数值的可变性；第二，除粤教版外，其余四种版本教的电势的差值版荷在电场中具有的荷量的比值，叫既有定性描述，又有定量描述，其中人教版和教科版势能叫电势能(

2、第做这一点的电(第20面)的定性描述比较到位，通俗易懂，学生容易接受．16面)势(第18面)人教版、沪科教版和山东科技版对电势定义的表电荷受电场力的述基本相同，均采用比值法定义物理量；教科版和粤作用，具有做功的场中某点的A教版均是从电势的物理意义上定义电场中某点的电本领、B两点的电，说明它具有电势等于单位势差U在数值势，不过粤教版的指向性更好．教科能功也量，由而位电置场决力定做，正移动电荷到参由该考点点上等于把单位正人教版和山东科技版因电势的概念编排在电势版所以能量也由位置(零电势点)时电荷从A点移到差前面，教

3、科书用电场中两点间的电势的差值来定义决定，这个势能叫电场力所做的B点电场力所做电势差；沪科教版、粤教版均用比值法定义电势差；而做电势能(第21功(第20面)的功(第19面)教科版是根据电势差的物理意义来定义电势差的．面)四、三个物理量之间的内在联系1．电势能、电势、电势差的概念源自于电场力做电场力做功也与功与路径无关路径无关，可以推物理学中，把电场中的各点之所以可以引入电势的概念，是由沪知，电荷在电场中叫做电场中科同人教版(第电场力对电荷做功与路径无关的特性决定的．因此，教也一定具有势能，35面)a版我们把电荷

4、在电场A、B两点间的电电场力是保守力．正因为电场力是保守力，才可以引中具有的势能叫做势差(第33面)入电势能．电场力做功引起电势能变化，进而引入电电势能(第32面)势差．2．电势的可变性和电势差的不变性理论分析表当场源电荷的分布给定之后，静电场中每一点的可以证明，电场明，电场力的功场强就唯一确定，但场中各点电势值必须选定电势零力做的功也跟电荷电场中任意移动的路径无关，一点A的电势，与所移动电荷的点做参考点后才能确定，而电势零点可任意选择．选粤只由电荷的始末位数值上等于把电荷量的比值与择不同的参考点，电场中各点的

5、电势值不同，而电场教置决定．因此，在电单位正电荷从电荷无关，它反版场中的电荷受到电A点移动到参映电场自身在中两点间电势的差值不变，与参考点的选择无关．电场力，也具有一定考点P时电场A、B两点的性场力做功与路径无关，从静电场方程和环路定理出的电势能(第14力所做的功(第质．我们定义这发，首先得到的是电势差而不是电势．15面)个比值为电场中五、学生的认知水平与思维障碍分析面)A、B两点的电势高二学生熟知能的概念，具备用功来量度能量变差(第15面)化量或用能量变化量来量度功的习惯和能力，但学生利用电场力做功选择不同的

6、位学习重力势能时没有学习与重力势能相对应的物理与路径无关，我们置做零电势点，量，如“重力势”，因此建构电势和电势差的概念，仍是以点电荷及外电场电荷在电场电场中同一点的比较困难的过程．山为例阐述电势能的中某点的电势电势不同，但两东概念：电荷在电场能跟电荷量的点之间的数值之建构电势、电势差等概念之所以难，还有其他因科技中某点的电势能等比值，叫做该点差(电势差)不素．传统的教学，学生之所以不能顺畅地将重力场中版于把电荷从这点移的电势(第3O变．因此，在物理相关知识与方法迁移到电场中来，是因为学生没有感到选定的参考点的

7、面)学中，研究电势受体验电场力做功与重力做功的类似性，而电荷有正过程中电场力所做差更有实际意义负又使得电场力做功比重力做功、电势能的变化比重的功(第27面)(第34面)力势能的变化更复杂．五个版本对电势能定义表述基本相同，凸显引入电势和电势差相对抽象，先学电势能再学电势和电势能是因为电场力做的功与路径无关，凸显如果电电势差，更符合从具体到抽象的认知原则．新版本更E—mail：!ahycfe21@sina．ohm第40卷第12期中f圣教学参考2011年12月漂改在线注重突出科学思想和科学方法的传播，除粤教版外，一

8、电势差一电势的逻辑关系设计知识结构．其余四个版本较好地突出了通过做功研究能量变化教学中不论按什么样的逻辑关系和知识结构展的科学思想．在分析电场力做功的特点之后，根据类示教学内容，务必做到以下三点：似性就能很自然地得到电势能的概念，随后通过电势(1)力求更加符合认知规律，便于教与学．学生已能与检验电荷的比值又得到了电势．因此，笔者认为有了电场力的概念，从力做功的角度研究电场力做功人教版和