高中物理《电势能电势电势差》教学设计 教科版选修31.doc

5.2 电势能 电势 电势差【教学内容】第五单元第2节。【教学目标】知识与技能：了解电势和电势差的概念，理解电势和电势差的关系，知道电势与零电势的选择有关而电势差与零电势选择无关；知道等势面的意义；知道电势能的意义。过程与方法：知道匀强中电场强度与电势差的关系，并能进行简单的计算；从建立想象的线或面描述电势的变化，理解想象等方法对于理解物理现象的重要意义。情感态度价值观：通过关于场概念的建立和理解过程，了解想象、假设、实验验证等科学研究方法的意义，认识人类探索世界奥秘的不懈努力之价值所在。【教学重点】电势能、电势、电势差的概念。【教学难点】等势面及匀强电场中电场强度与电势差的关系。【教学过程】创设情境引出课题1回顾复习（1）电场的基本特性是什么？（2）如何描述电场的强弱与方向？（3）电场强度是如何定义的？它如何表示电场的强弱与方向？（4）同一电场的电场强度与电场线间有什么关系？2教师讲述既然处在电场中的电荷会受到电场力的作用，那么，当电荷在电场中移动时，电场力就会对移动的电荷做功，这说明电场具有能。这节课，我们就从电场力做功这一角度探究电场。合作探究新课学习对电场力做功的探究1问题情境：在如图所示的电场强度为e的匀强电场中，确定出abc三个点，ab平行于电场强度方向，ac垂直于电场强度方向，设想将带电量为+q的点电荷在各点间移动。（1）电场力可以做正功：若点电荷由a移到b，电场力的功是：（2）电场力可以做负功：若点电荷由b移到a，电场力的功是：（3）电场力可以不做功：若点电荷由a移到c或由c移到a，电场力的功是：（4）电场力做功与路径无关：若点电荷由a经c移到b，电场力的功是：2小结归纳：电荷在电场中移动时，电场力能做功，说明电场具有能。以上得出的关于电场力做功的结论，对于匀强电场还是非匀强电场都成立。二、电势差1探究电场力的功：（1）在电场中将同一点电荷由某一点a开始，先后移到两个不同点b、c，人们发现电场力做功不同，说明电场力的功，与电荷移动时的初末位置有关。（2）在电场中两个固定点间移动不同的点电荷，电场力做功不同，这说明电场力的功与移动的电荷的电量有关系。（3）在电场中两个固定点间移动不同的点电荷，电场力做功不同，但每次电场力的功与电荷电量的比值一样；在电场中将同一点电荷由某一点a开始，先后移到两个不同点b、c，电场力做功不同，每次的功与电荷电量的比值也不一样，做功多的一次，功与电荷电量的比值也大。2电势差（1）引入背景：由以上与分析可以得知，在电场中的两个点移动电荷时，电场力做的功与被移动电荷的电量的比值，可以表示电场力做功的本领。（2）电势差的定义：在电场中a、b两点间移动电荷时，电场力的功与电荷电量的比值，称为ab两点间的电势差，用公式表示就是：由于电场力的功有正负之分，电荷的电量有正负之分，因此，电场中两点间的电势差也由正负之分。（3）单位：伏特，简称伏，符号：v。1伏=1焦/库（1v=1j/c）3电场力功的计算：4案例研究电势差的计算：引导学生讨论课本第130页“思考与讨论”，学会根据电场力的功计算电势差，会根据电势差计算电场力的功。三、电势1定义：电场中某点的电势就是该点与参考点（零电势点）之间的电势差，即电场中某点的电势在数值上等于单位正电荷由该点移至参考点（零电势点）时，电场力所做的功。2电势与电势差的比较：（1）电场中两点间的电势差的取值是确定的，与零电势点的选取无关；电场中某点的电势的取值与零电势点的选取有关系，选取不同的零电势点作参考，该点电势不同。（2）两点间的电势差，就是两点电势的差值。3电势与电场线：在静电场中，沿电场线方向，电势降低。4案例研究根据电势计算电势差：课本第131页“思考与讨论”，学会依据电势计算电势差。四、等势面1定义：电场中电势相等的点构成的面叫等势面。2关于等势面的讨论：（1）同一等势面上各点的电势相等，同一等势面上任何两点间的电势差是零。（2）沿同一等势面上的任何路径移动电荷，电场力的功是零。即沿同一等势面上的任何路径移动电荷时，电场力不做功。（3）等势面与电场线垂直，电场线方向由高电势等势面指向低电势等势面。五、电势能1电势能的概念：电荷在电场中移动时，电场会对电荷做功，处于电场中某一点的电荷，都会具有一种与电场力的功有关的特殊的能量，称为电势能。2对电势能的讨论（1）电势能的大小反映了电场力做功的本领，电势能的大小与电场有关也与处在电场中的电荷的电量有关。（2）电荷在电场中的某点具有的电势能大小，与零电势点的选取有关。（3）同一电荷在电场中移动时，由于电场力做功，它的电势能会发生变化。电场力做正功，电势能减少，电势能的减少量等于电场力的功；电场力做负功，电势能增加，电势能的增加量等于电场力功的绝对值。六、匀强电场中电场强度与电势差的关系1用两种方法计算匀强电场中电场力的功：设想在电场强度为e匀强电场中，将电量为q的点电荷沿电场线方向由a点移动到b点，已知a、b两点的电势差为u，距离为d，则电场力的功：（1）用功的公式计算题：（2）用公式计算：（3）讨论：以上两种结果是同一个功用两种方法计算的结果，应该相等，故有：，由此可得：或2匀强电场中电场强度与电势差的关系（1）关系：或（2）意义：在匀强电场中，电场强度在数值上等于沿电场强度方向每单位距离上的电势差（3）电场强度的另一单位：v/m（伏/米），1v/m=1n/c。（4）这一公式只适用匀强电场，公式中的距离d是两点在电场强度方向的距离。3案例研究运用