电势差电势

1 / 8 电势差电势 莲山课 件 k 电势差电势 教学目标 知识目标 1理解电势差是描述电场的能的性质的物理量，理解电势差与零点电势面位置的选取无关，熟练应用其概念及定义式进行相关的计算 2理解电势是描述电场的能的物理量，知道电势与电势差的关系，电势与零势面的选取有关，知道在电场中沿着电场线的方向电势的变化 3知道电势能，知道电场力做功与电势能改变的关系 能力目标 利用学生已经掌握的知识进行类比、概括讲述新知识，培养学生对新知识的自学 能力，逻辑推理能力，以及抽象思维的能力 情感目标 通过对原有知识的加工，对新旧知识的类比、概括，培养学生知识自我更新的能力 教学建议 在本节内容中，涉及到电势的讲解，与前面所学的重力势能有相似的规律和原理，因此讲解时可以采取类比、概括2 / 8 这一物理教学中常用的教学方法教材中首先导出电场力做功的特点，对比重力做功引起势能的变化，得到电势、电势差、电势能的概念，并指出电势能与电场力做功之间的关系 教法建议 在讲解中，知识点上需要明确的是： （ 1）除了需要说明电势的单位以及标量性，还需要强调电势公式是定义式，电场中某一点的电势与电荷在电场中的电势能无关，与电荷的多寡无关；而电场中某点的电势与产生电场的源电荷有关，与该点在电场中的位置有关 （ 2）关于电势公式的应用时，注意公式中物理量的正负，理解正负只是表示电势的高低而不是方向 （ 3）关于电势的讲解：一是需要注意的是零电势的选取（理论上以距离电场无限远处为零电势，实际上以大地的电势为零电势）；二是电势沿着电场线的方向逐渐降低 （ 4）电荷在电场中两点之间的电势能之 差是确定的 重点难点分析 1本节重点是电势差的概念以及定义式的应用，电场力做功与电势能改变的关系； 2本节的难点是电势差的定义以及电势能与电场力做功的关系 关于讲解 整体思路的建议 电势、电势差、电势能的概念比较抽象，在讲解时可以3 / 8 通过引入重力场的有关概念进行类比，以增强知识的可感知性，这有助于学生的理解但还需要注意的是，在讲解中不仅要掌握好教学的深度，同时要加强学生从不同的知识角度 能的角度、功能关系的角度学习本节知识，从一个更高的全面的基准点 对已学知识进行综合，加强学生自身知识的再更新能力，这也是教师急需要注意的问题 电势差、电势 -示例 一 复习引入 教师讲解（出示图片）： 电场对放入其中的电荷有力的作用，对导体内部电荷同样有力的作用，此力可以做功，所以电场也有能的性质下面我们从能量角度研究电场性质 首先，我们先复习一下有关功的知识以及重力做功和重力势能的关系（如图） 一 功的量度： 二 重力做功： 1重力做功只与位置有关、 与经过的路径无关； 2重力做功与势能的关系： 4 / 8 3重力势能是相对的，有零势能面。（人为选定） 4重力势能的正负是相对于零势面而言的，不代表方向。数值上等于把物体从该点移到零势能面处时，重力所做的功 同样，我们还研究过其它力做功，如分子力做功使得分子势能发生变化，弹簧的弹力做功引起弹性势能的变化，那么电场力做功的情形又是怎样的呢？我们又是怎样来研究呢？ 二 新授课 1 电势差 教师出示上图：在某一点电荷 Q 形成的电场中，将同 一电荷放入电场的不同位置 A、 B 两点，所受到的电场力是不同的，这是因为 A、 B 两点的电场强度是不同的为了研究问题的方便，我们以匀强电场为例，匀强电场中，电荷从 A 点移动到 B 点，电场力的大小为恒力，则电场力做功大小为：(为 Eq 与 S 之间的夹角 ) 在这里：是一个与电荷本身无关的量， 类似如重力做功也是与物体本身无关的物理量，只与重力场本身性质有关 因此我们将这一比值叫做 A、 B 两点间的电势差，用来表示电势差，单位伏特，简称伏，符号是 V电势差又叫电5 / 8 压 （ 1V 1j/c） 电荷在场强为 E 的匀强场中，令电荷 q 由一点 A 移至另一点B 时（如图）电场力所做的功，同样点电荷由 A 沿着某一曲线移至另一点 c（ Ac 在场强 E 的投影与 AB 相等）时电场力所做的功，与相等（具体证明可以类比重力做功，采用无限分割法进行证明），也就是说电场力做功与路径无关，仅与电荷运动的起末位置有关此结论不仅适用于匀强电场而且适用于任何电场（在高中阶段不做具体证明） 这样电场力所做的功可以是正值或负值，所以两点间的电势差也可以是正值或负值 教师总结： （ 1） A、 B 两点之 间的电势差可以是正值，也可以是负值，数值上等于单位正电荷从 A 点移动到 B 点时电场力所做的功； （ 2）电势差的单位 伏特（ V），当 q 电量为 1c 时在某两点间做功为 1j，则这两点之间的电势差为 1V； （ 3）不论电场如何分布，电场力是恒力还是变力，电6 / 8 场力做功的大小都可以用计算得到； 2电势 教师提出问题：物体在重力作用下移动的高度差越大，重力势能的变化也越大高度差即高度的差值，电势差也就是电势的差值，那么如何定义电场中各点的电势？ 分析：，若将 B 点的电势定义为零 电势点，则 A 点的电势等于单位正电荷由 A 点移动到 B 点 零电势点（参考点）时所做的功 教师强调：电势通常用来表示电场中某一点的电势，等于单位正电荷由该点移动到参考点（零点电势）时电场力所做的功 电势差与零点电势的选取无关，但电势是相对零点电势而言的，与零点电势的选取有关 提出问题：在电场中沿着场强方向移动电荷，电场力做功，电势将如何变化？ 分析：沿着电场线的方向将单位正电荷由 A 点移动到 B点，电场力做正功，电势差大于零，即， 总结：沿着电场线的方向，电 势越来越低 3电势能 物体在重力场中具有重力势能，而电荷在电场中也具有能 电势能 重力做功使物体重力势能减少，重力做多少功，重力势7 / 8 能就减少多少，减少的重力势能转化为动能或其它形式的能，那么电场力做功与电势能的变化有什么关系呢？ 类似的： （ 1）电场力做功使电荷的电势能减少； （ 2）电场力做多少功，电势能就减少多少； （ 3）减少的电势能转化为电荷的动能或其它形式的能 教师指导学生阅读课本例题并归纳总结判断做功为正或负的方 法 方法（ 1）可以在计算时将 q、 U 的正负关系直接代入； 方法（ 2）在代入数值时以绝对值代入，再判断电场力做功的正负 4总结： （ 1）电场中两点间电势差，类同重力场中两点的高度差 电势差：（ 1V 1j/c） U 与 W、 q 无关 （ 2）设定零电势点，由电势差定义各个点的电势：电场中某一点的电势，等于单位正