电势和电势差

1 / 8 电势和电势差 本资料为 WoRD文档，请点击下载地址下载全文下载地址莲山课 件 k 电势和电势差教案 教学目标： 1.理解电势差的概念及期定义式，会根据电荷 q 在电场中移动时电场力所做的功 WAB 计算 UAB，会根据电势差 UAB 计算电荷 Q 在电场中移动时电场力所做的功 WAB=qUAB 2.理解电势的概念，知道电势与电势差的关系 UAB=A-B，知道电势的值与零电势的选择有关。 3.知道在电场中沿着电场线的方向电势越来越低。 4.知道什么是电势能，知道电场力做功与电势能改变的关系。 能力目标：培 养学生的分析能力、综合能力。 德育目标：使学生能从类似的事物中找出共性。 教学重点：电势、电势差的概念 教学难点：电势、电势差的概念的引入 教学方法：类比法、归纳法、问题解决法 教学过程： 一、复习引入 一个带正电的小球处于匀强电场中，会受到电场对它的力的2 / 8 作用，受力的方向如何呢？受力的大小呢？ （ F Eq）。电荷在电场中受力的作用，我们引入了描述电场力的性质的物理量，场强 E。它是与有无电荷 q 无关的物理量，是由电场本身决定的物理量。 如果将带电小球从点移动到时，电场力对电荷做功吗？从本节 课开始，我们从功和能的角度来研究电场。学习与电场能量有关的几个物理量（展示课题） 二、新课教学 电场力做功的问题我们不熟悉，但重力做功的问题。下面我们将从重力做功的问题出发来类比研究电场力做功。 （一）电场力做功与路径无关 （出示重力做功与路径无关的图） 物体在重力作用下，从沿不同的路径运动到位置，重力做功匀为 mgh，与路径无关。 与此类似，电荷在匀强电场中受力的作用，把电荷从移到电场中的位置时，也可以沿不同的路径运动。类似重力做功，电场力做功也与运动路径无关。这个结论是从匀强电场得到的 ，对于非匀强电场也适用。所以我们在后面的课程中，研究电荷在电场中移动时，电场力做功的问题，可以认为电荷沿直线运动到另一位置。这是电场力做功的一个特点。 （二）电势差 1.引入（出示重力做功与重力成正比的图） 3 / 8 如果我们让不同的物体先后通过空间的、两个固定的位置。 如：重力为物体，做功为 h 重力为 h 则：成正比，其比值 也就是说重力场中确定的两点间的高度差是一定的。与重物的大小无关与有无重物下落是无关的。 但让一重物在、间落下时，则 出和，可以用比值量度出 h B。 类似地（出示电场力做功与成正比的图） 我们在电场中、两点间移动不同电量的带电体时： 如果 q1=+q，设电场力做功为 则 q =+2q，则到时，位移相等，在移动过程的任一位置处， q =+2q，则 q所受电场为 q的倍，即移动过程中电场力做的功 则：电 q 成正比，为一定值。 这个比值是由电场的、两点的位置决定的量。 与在这两个位置间移动电荷的电量大小无关，与是正电荷、负电荷无关，与在无电荷 q 无关。只是让这个电荷在这两点间移 动后，用功和电量的比值把它的大小量度出来。在物理学中，把这个比值叫做电场中、两点间电势差。 2.电势差的概念： 4 / 8 板书：一、电势差 1.定义：电荷 q 在电场中由一点移动到另一点时，电场力所做的功与电荷量 q 的比值 q，叫做、两点间的电势差。用表示。 2.定义式： AB= 同电荷在电场中不同位置间移动时，电场力做的功多，两点间的电势差大。但两点间电电势差由电场本身决定，与Wq无关的。板书五：（）点 （）物理意义：电势差是电场本身的性质，与 Wq无关。 （）单位： 1V 1j/c 电量为的正荷，在电场中两点间移动时，电场力做的功如果为，则两点的电势差为伏特。 3.小练习：下面请看例： 动画演示过程，标出力和的方向，指出到的过程，电场力做正功，则 。 如果从到移动时，电场力做负功，其 则 由例题得到以下启示： (1):， (2)由于 q 有正负，有正、负功，则其比值有可能为正、负值。一般我们只关心其大小，且电势差的大小记为电压。初中物理中某导体两端的电5 / 8 压，指两点间的 电势差。 得到板书： (3) (4) 根据电势差的定义式，得变形公式 qUAB 板书： qU （三）电势 我们用重力场中的高度差类比得到了电场中两点的电势差。重力场中还有高度一词，表示什么意思呢？劈如说选择（室内）地面作为参考平面，吊灯与地面之间的高度差为 hA0=3m，我们也说成吊灯的高度为 m。类似地，如果把电场中的某一点作为参考点，另一点与参考点之间的电势差就叫作点的电势。 电势的概念 板书：二、电势 定义：如果在电场中选 择某一点为参考点（零电势点），则点与参考点之间的电势差叫做点的电势，记为 A，为特殊的电势差。 A U 所以其单位也是伏特。 下面做一个练习，求电场中各点的电势 已知： q +1c 15 6 / 8 UBc -3 U cD （边展示力分析为何正功、负功） 则以点为零电势点，则： 类似地：，（做成填空） 则 A 15V 5VD 3V 从计算中得到：电势有正、负值，是表示该点电势比零电势点的电势低，不代表方向，是 标量。 此时： AB之间的电势差呢？ 推导： 经观察，与 A、 B 点的电势有何关系？ （ UAB=A-B） 原来， AB点的电势差就是 A、 B 点的电势之差，其值为负，表示 A 点电势比 B 点电势低是标量。不代表方向。 如果以 B 点为零电势点，则 A、 c 点的电势呢？ 则 A=UAB=10VB=0V 看来，取不同的零电势点，各点的电势不同 . 此时 Ac点的电势差呢？ UAc=A-c=10V-（ -5V） =15V 与原来以 c 点为零电势点的电势差相等。所以电势差是绝对7 / 8 的，与零电势点的选择无关，电势是相对的 出 示板书内容： UAB=A-B 说明：电势是相对的，电势差是绝对的 再看例题中各点的电势，沿着电场线的方向，电势逐渐降低。 练习：例： 注意分析 10V为什么？ 正电荷由点，与位移的方向做什么功？ 则 WAB=qUAB 410 -8j 则电势能增加了 410 -8j，其它形式的能转化为电势能。 如果电荷为负电荷，在同一电场由一点 A 移动到同一点 B呢？ 由于电场没关，两点的位置没有变，则 AB间的电热差不变。 所以 WAB