关于电学中《电场强度电力线电势差》在教学中的几点看法

张志友

技师学院是职业技术教育的主体，静电学中电场强度和电势差是电学中最基本的概念，是掌握静电学许多重要概念的基础。电场强度描述了电场的力的性质，电势差描述了电场的能的性质。两者之间即有联系又有区别，这是理解问题的关键。

(一)学生第一次接触电场的概念会感到陌生。要从学生刚刚学过的电荷间的相互作用人手，从力的作用需要物质做媒介引人电场的概念，同时也就使学生初步了解了“场”是一种客观存在着的物质。教学中可以沿此思路引导学生初步认识电场，并为进一步讨论电场的力的性质、引入场强的概念做好准备。

(二)电场强度是描述电场性质的物理量之一，是教学中的一个难点。学生不容易领会分析的方法和思路，要采取简化的方法，正面介绍场强概念，直接指出：正点电荷在电场中两点受到的电场力之所以不同，“是因为电场中不同点处的电场强弱不同”。紧接着说明“电学中用单位电荷在电场中某点所受的电场力来表示电场的强弱”。在此基础上明确用比值定义电场强度。这种讲法简明扼要，概括性好，方便学生理解。

这里要注意，对初学者来说，容易把电场强度跟电场力混同起来。因此，要使学生从以下三点认识：①电场中不同点处的电场强弱不同，“电场强度”是用来描述电场的这种性质的。②可用单位电荷在电场中某点所受的电场力来表示电场的强弱——即在电场中某点的比值反映了电场在该点的强弱程度，而该点电场的强弱程度与所用的点电荷q无关。比较、两点，应将比值定义为电场强度，但这并不是说场强就是1库仑电荷所受到的电场力。

建议在实际教学中，可在正面讲述电场强度概念的基础上，用类比的方法与速度等学生熟悉的概念的提出过程相对比，加深学生的认识。

(三)关于场强的方向，要正面向学生指明：电场强度和电场力都是矢量。教材中直接叙述了规定电场中某点场强方向的根据——“跟正电荷在该点所受电场力的方向相同”，并没有平列地涉及负点电荷在电场中所受电场力与场强方向相反的关系，但这一点—定要说明!在教学中如何启发学生思维，让学生锻炼自己进行对比分析判定，是需要注意的。

(四)电力线的学习，要认真做好电力线形状的模拟实验，应该归纳—下有关电力线的要点。电力线是人们画出来的用来形象地描述电场分布的一族曲线。实验模拟了这族曲线的形状，但实验并非证实了电力线的真实存在；在静电场中，电力线起始于正电荷，终止于负电荷。不形成闭合曲线；电力线的每一点的切线方向都跟该点的场强方向一致；电力线密处电场强，电力线疏处电场弱；电力线在空间不相交。

(五)由于电势能、电势和电势差这三个密切相关的概念，比场强更为抽象，初学者更难于理解，因此，在初中所学电压的基础上结合电场力做功的初步讨论，引出电势差概念，并初步分析电荷在电场中的电势能与电场力做功的简单关系。这样，在很大程度上降低了起点，放低了要求，分散了难点，克服了难度过大的问题。因此，在教学中要注意领会上述学习的科学安排与步骤，引导学生学好有关内容。

(六)“电势差”概念的提出。教师要从初中所学电压概念出发，直接指明“这里讲的电势差就是电压”，使学生把陌生的电势差与学过的电压联系起来，然后扼要说明“电流做功实际是电场力移动电荷做功”，把初中学过的电流做功与电场力移动电荷做功联系起来，为学习电势差作准备。

然后过渡到用类比方法讨论电场中两点间的电势差。教师要通过讨论两类做功过程，说明在电场中两点间的电势差跟重力场中两位置间的高度差相似。具体地说，跟“质量为m的物体在高度差为h的两位置间，在由高到低的移动过程中，重力对物体所做的功W正比于h”相似，向学生对比指明：“电量为q的电荷在电场中两点间移动过程中，电场力对电荷所做的功W正比于两点间的电势差”。反之，在重力场中(指距地较近的重力场区)对高度差一定的两位置来说，为恒量(gh)，而在电场中，对于电势差一定的两点间来说，也是恒量。在此基础上，提出电势差的定义：“电荷在电场中两点间移动时，电场力所做的功跟它的电量的比值，叫做这两点间的电势差，”。然后，仍用对比方法说明，高度差是由重力场中高、低两位置决定的，与其类似，电势差也是由电场中两点位置决定的一个物理量。最后，推导出功的计算式W=qU，与前面呼应。

(七)关于电势能的学习，也同样是用类比的方法，与“重力对物体做功引起物体重力势能减少”对比，认识“在电场中电场力对电荷做功引起电荷的电势能减少”。并且指明电场力的功与电势能变化的定量关系：△E=W(为标量式)。

最后，联系到电场力做的功与电势差的关系W=qU，归纳出△E=qU。并概括说明电势能的转化情况，即：在电场力移动电荷做功的过程中。电势能减少，转化成电荷的动能或其他形式的能。再与本节开头的内容连贯起来认识，使学生对电场中的功能关系有一个初步的了解。

(八)在电势差和电势能的学习中，需注意两点：不要从电势概念头入手讲解电势差，以免加大难度，超出授课的教学要求。在电势能的学习中，不要求学生讨论正电荷或负电荷形成的电场中正负电荷的电势能的正负问题，这不是职业教育所需要的。

总之，学习物理和其它自然科学一样，规律性很强，能做到学习有条理、有章法，讲科学，就会把知识的掌握与头脑逻辑思维的开发相得益彰，起到事半功倍的作用!