高中物理14电势和电势差教案 粤教版选修3-1

用心 爱心 专心 电势和电势差电势和电势差 教学目标 教学目标 1 理解电势差的概念及期 定义式 q W U AB AB 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 能力目标 培养学生的分析能力 综合能力 德育目标 德育目标 使学生能从类似的事物中找出共性 教学重点教学重点 电势 电势差的概念 教学难点 教学难点 电势 电势差的概念的引入 教学方法教学方法 类比法 归纳法 问题解决法 教学过程 教学过程 一 复习引入一 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 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 用心 爱心 专心 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 AB 3 3 2 2 1 1 h G W G W G W 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 3 3 2 2 1 1 q W q W q W 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 用心 爱心 专心 量 q 的比值 q 叫做 两点间的电势差 用 表示 2 定义式 AB q WAB 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 q WAB 如果从 到 移动时 电场力做负功 其 则 q WAB 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 用心 爱心 专心 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 q WAO 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 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 VV q W U AC AC 15 1 15 类似地 做成填空 则 A 15V 5V D 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 VV q WW q W U BCACAB AB 10 1 515 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 15V 5V 0V 3V A B C D 用心 爱心 专心 V q W q W U BCCB CBC 5 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 qUAB 4 10 8J 则电势能增加了 4 10 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 qUAB 2 10 8J 电势能减少了 转化成了其它