电势差和电势.doc

电势差和电势三维目标一、知识与技能1.理解电势差的概念及其定义式UAB= ，会根据电荷q在电场中移动时电场力所做的功WAB计算电势差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，知道电势和电势差的关系UAB=AB.知道电势的值与零电势的选择无关.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.二、过程与方法培养学生的分析能力，综合能力三、情感态度价值观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、电势差的概念引入教学方法类比法教学用具有关练习题的投影片、投影仪.教学过程出示本节课的学习目标：1.知道电势差和电势是从电场力做功，电场有能量来描述电场的物理量.2.理解电势差的物理意义.会用电势差的公式及其变形W=qU进行计算.3.理解电势的物理意义.会用电势的差值表示电势差，会比较电场中各点电势高低.学习目标完成过程一、复习提问，引入新课问题电场的两个基本性质是什么？学生答电场的两个基本性质：电场对放入其中的电荷有力的作用（电场的力的性质），并使之具有能（电场的能的性质）.引言前面已经学习了电场的力的性质.用场强来描述，今天我们来学习电场的能的性质，板书：电势差 电势二、新课教学提出问题电场的能的性质用什么物理量描述？引导要考虑电场的能的性质，必涉及到电场力的做功.对它的讨论可类比于重力场中的重力做功.问题重力做功有什么特点？学生答重力做功与路径无关，仅跟物体的重力，物体移动的两位置的高度差有关.对同一物体，两位置的高度差越大，重力做功就越多.只要两位置确定，即高度差确定，移动同一物体重力做功就相同.问题同样为场力做功，电场力做功是否也具有同样的特点呢？引导学生推理在匀强电场E中，电荷从A经任意路径运动到B，则WAB=Eqs其中s为A、B间沿电场力方向的位移.结论电场力做功也与路径无关，仅跟电荷电量、电荷在电场中移动的两位置有关.指出对非匀强电场，也可证明电场力做功与路径无关.出示PPT总结，出示板书电势差：电荷q在电场中由一点A移动到另一点B时，电场上所做的功WAB与电荷量q的比值WAB/q，叫做A、B两点间的电势差.在数值上等于单位正电荷由A点移到B点时电场力所做的功WAB.问题这是采用什么方法定义的？答比值定义法.出示板书定义式：UAB=问题UAB由什么决定？由WAB、q决定吗？WAB由q、UAB决定吗？学生答UAB仅由电荷移动的两位置A、B决定，与所经路径，WAB、q均无关，但可由UAB=计算UAB. 而WAB却由q，UAB决定.这些也可由比值定义法定义概念的共性规律中得到.引导学生得出电势差UAB与q、WAB均无关，仅与电场中A、B两位置有关.故电势差反映了电场本身的性质.出示板书物理意义：电势差反映了电场本身的性质.引导学生讨论，出示板书单位：伏特 符号V 1V=1 J/C矢量性：标量电场力做功可正可负，故两点间电势差也可正可负.正负表示大小.指示应用WAB=qUAB时的两种思路：可将q,UAB，连同正负号一同代入.将q,UAB的绝对值代入.功的正负依据电场力的方向和位移（或运动）方向来判断.应用UAB=求UAB时，将WAB,q正负号一同代入.例题在如图所示的电场中，把点电荷q=+21011C，由A点移到B点，电场力做功WAB=41011J.A、B两点间的电势差UBA等于多少？B、A两点间的电势差UBA等于多少？解：由电势差定义式，得 V练习如图所示的电场中，A、B两点间的电势差UAB=20 V，电荷q=2109C由A点移到B点，电场力所做的功是多少？解：电场力所做的功WAB=UABq=20(2109)=4.0108J或：电场力所做功WAB=UABq=202109=4108J.因F电方向从B到A，s方向由A到B，故电场力做负功.问题大家知道，一个物体所处的高度如何确定？学生答先确定一参考平面的高度为零，物体与参考平面的高度差即为物体的高度.一般选地面为参考平面.问题能否由此确定电场中某点的电势？学生思考回答选择一参考平面的电势为零，研究点与参考平面间的电势差即为该点的电势.指出一般点电荷形成的电场中取无穷远处电势为零；电器接地时，取接地点、电势为零.教师总结，引导，出示板书电势：电场中某点的电势等于单位正电荷由该点移到参考点（零电势点）时电场力所做的功.指出有了电势的概念，即可用两点的电势的差值来表示两点间的电势差.UAB=AB UBA=BA引导得出电势也为一标量，可正可负，正负表示大小.问题某点电势与零势点选取有关，那两点间电势差与零势点选取有关吗？学生答类比于两位置的高度差与零位置选取无关，两点间的电势差也与零势差选取无关.问题既然某点电势与零势点选取有关，那电场中某点的电势是否是可以变化的？引导学生分析某位置的高度与零位置的选取有关.但我们知道这仅是说这一高度的数值，而这一位置的高度是确定的，跟在此处是否放置物体等无关.类似地，某点电势虽与零势点选取有关，但同样也仅是说这一电势的数值，而这一点的电势是确定的，跟在此是否放置电荷等无关.故电势也是描述电场性质的物理量.出示板书物理意义：电势是描述电场的能的性质的物理量.过渡电势既然描述电场的性质，故不同点的电势不同，有高低之分，如何判断电势高低呢？引导学生分析只要两点间的电势差的情况了解了，电势高低即可清楚，故可取一电荷在电场中移动讨论电场力做功.如WAB0,q0AB=UAB=0,即ABWAB0,q0,AB=UAB=0,即AB结论，出示板书沿电场线方向，电势越来越低.过渡刚才讨论了电场力做功，这一过程必对应能的转化，类比于重力做功对应使重力势能转化，电场力做功对应也是一种势能的转化，称之为电势能.问题那电场力做功，对应的电势能怎样转化？学生分析重力做多少功，重力势能减少多少？重力做多少负功，重力势能增加多少？类比：电场力做多少功，电势能就减少多少.电场力做多少负功，电势能就增加多少.练习电场中A、B两点的电势是A=800 V,B=200 V,把电荷q=1.5108C由A点移到B点，电场力做了多少功？电势能是增加还是减少，增加或者减少多少？解：UAB=AB=800(200)=1000 VWAB=qUAB=(1.5108)1000=1.5105 J电场力做负功，则电势能增加，增加1.5105J.三、巩固练习1.关于静电场中某点电势的正、负，正确的说法是哪个？A.电势的正、负取决于把电荷从零电势点移到该点的过程中电场力做功的正负B.电势的正、负取决于场源电荷的正、负，若该点处在正场源电荷周围的静电场中，它的电势一定是正的C.电势的正、负取决于零电势位置的选定D.电势的正、负取决于电荷在该点所具有的电势能的正、负答：C2.将带电量为6106C的负电荷从电场中的A点移到B点，克服电场力做了3105J的功，再从B移到C，电场力做了1.2105J的功，则（1）A、C间的电势差UAC.（2）电荷从A移到B，再从B移到C的过程中电势能共改变了多少？解：（1）UAC=3 V(2)WAC=WAB+WBC=3105+1.2105=1.8105J可见电势能增加了1.8105J.四、小结通过本节学习，主要学了以下几个问题：1.电势差、电势两个概念均采用比值定义法定义，都与检验电荷q，电场力所做功无关，仅由电场本身的因素决定，故都表示电场本身的性质.2.电势差、电势、电场力做功，电势能类比于重力场中的高度差、高度、重力做功，重力势能来学习、理解，这种类比方法是物理问题研究中常用的一种科学方法.3.应用以下公式计算时注意：（1），将WAB，q正、负号一同代入.（2）WAB=qUAB两种处理方法：a.将q、UAB的正负号一同代入b.将q、UAB的绝对值代入，根据电场力与位移（或运动）方向间关系判断电场力做功的正负.（3）UAB=AB,UAB=BA.五、作业1.习题1-4题2.预习下节内容等势面六、板书设计七、教学反思本节课主要采用了类比法讲解。教学中主要应注意下面几点：1. 电势、电势差的概念是本节的重点，因为他们描述了电场的能的性质。.恰当地选择概念的引入方式，能够帮助学生理解概念。按照教学设计思路可以先讲电势，也可以先讲电势差根据实际情况本节课个人采取先讲电势差，然后引入电势的概念，并得出二者的关系UAB=AB,先讲电势差，一开始可以不涉及零电势的选取问题，可能便于学生接受。2. 对电势差、电势概念的引入，考虑到用电场力做功来引入比较具体，且可与力学中做功的概念直接联系起来，教学中采用类比的方法，类比于力学中重力做功，通过电场力作功来引入的，这样使学生在已有知识中逐步理解，能帮助学生真正掌握电势，电势差的概念。3. 电场力做功有正负之分，因而电势差也有正负之分讲解电势差可以不区分正负，也就是不区分UAB和-UBA。考虑到应用起来方便，特别是以后讲到交流电时要遇到电势差的正负，所以教学中一开始就区分电势差的正负。至于用公式WAB=q*UAB进行计算时，式中的三个物理量可以取代数值（即区分正负），也可以取绝对值。在取绝对值时，功的正负根据电场力的方向和位移的方向来判断。在引导学生取代