高中物理 第一章 静电场 1.4 电势能电势与电势差教案 教科版选修3-1.doc

1.4 电势差教学目标：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=quab2.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作用，受力的方向如何呢？受力的大小呢？（feq）。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）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hb。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：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：1v1j/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。au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15v 5v 0v -3v a b c d 已知：q+1c15 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a15v 5v d3v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=10v b=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= quab410-8j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=