【非常学案】2014-2015学年高中物理新人教版选修3-1第一章静电场第五节电势差课件

服/务/教/师免/费/馈/赠返回菜单物理[新课标·选修3-1]课前自主导学当堂双基达标课堂互动探究课后知能检测教学教法分析教学方案设计5电势差服/务/教/师免/费/馈/赠返回菜单物理[新课标·选修3-1]●课标要求知道电势能、电势，理解电势差．●课标解读1．理解电势差．2．知道静电力做功与电势差的关系．服/务/教/师免/费/馈/赠返回菜单物理[新课标·选修3-1]●教学地位本节知识是电学的基础，也是高考的重点，在历年高考中，既有对本节知识的单独考查，又有与其他知识的综合考查，对本节知识的掌握情况直接影响后面知识的学习.服/务/教/师免/费/馈/赠返回菜单物理[新课标·选修3-1]●新课导入建议通过上一节课的学习，我们知道了电势的数值与零电势点的选取有关，那么两点间电势的差值与零电势点的选取有关吗？电荷在电场中运动时，电场力做的功与哪些因素有关？通过这节课的学习，就可以解决这些问题．服/务/教/师免/费/馈/赠返回菜单物理[新课标·选修3-1]●教学流程设计课前预习安排：1.看教材2.填写【课前自主导学】同学之间可进行讨论⇒步骤1：导入新课，本节教学地位分析⇒步骤2：老师提问，检查预习效果可多提问几个学生⇒步骤3：师生互动完成“探究1”互动方式除例1外可再变换命题角度，补充一个例题以拓展学生思路⇓服/务/教/师免/费/馈/赠返回菜单物理[新课标·选修3-1]步骤7：完成“探究3”重在讲解【规律总结】技巧⇐步骤6：师生互动完成“探究2”方式同完成“探究1”相同⇐步骤5：让学生完成【迁移应用】，检查完成情况并点评⇐步骤4：教师通过例题讲解总结电势差与电势的关系及电势差的计算方法⇓步骤8：指导学生完成【当堂双基达标】，验证学习情况⇒步骤9：先由学生自己总结本节的主要知识，教师点评，安排学生课下完成【课时作业】服/务/教/师免/费/馈/赠返回菜单物理[新课标·选修3-1]课标解读重点难点1.理解电势差的概念，知道电势差与零电势点的选择无关．2.掌握两点间电势差的表达式，知道两点之间电势差的正、负号与这两点的电势高低之间的对应关系．3.知道在电场中移动电荷时静电力做功与两点间电势差之间的关系，会应用静电力做功的公式进行相关的计算.1.静电力做功公式的推导和应用．(重点)2.电势差的计算．(重点)3.静电力做功公式中正负号的应用和物理意义．(难点)服/务/教/师免/费/馈/赠返回菜单物理[新课标·选修3-1]电势差1.基本知识(1)定义电场中两点间的差值叫做电势差，也叫做．(2)表达式UAB＝或UBA＝UAB与UBA的关系：UAB＝.电势电压φA－φBφB－φA－UBA服/务/教/师免/费/馈/赠返回菜单物理[新课标·选修3-1]2．思考判断(1)电势差是标量，但有正负之分．()(2)因为静电力做功与路径无关，所以电势差也跟移动电荷的路径无关，只跟这两点的位置有关．()(3)A、B两点的电势差是恒定的，与零电势面的选取无关，所以UAB＝UBA.()√√×服/务/教/师免/费/馈/赠返回菜单物理[新课标·选修3-1]3．探究交流电势差由什么来决定？与电场中有无试探电荷是否有关？与零电势位置的选取有关吗？【提示】电势差由电场中的两点位置来决定，与有无试探电荷无关；与零电势的位置选取也无关．服/务/教/师免/费/馈/赠返回菜单物理[新课标·选修3-1]静电力做功与电势差的关系1.基本知识(1)关系：WAB＝或UAB＝(2)证明：WAB＝＝qφA－qφB＝得WAB＝qUABqUABWABqEpA－EpBq(φA－φB)服/务/教/师免/费/馈/赠返回菜单物理[新课标·选修3-1]2．思考判断(1)将电荷由A点移到B点，电场力做正功则电势差为正值．()(2)把1C的正电荷从A点移到B点，静电力做功1J，这两点间的电势差为1V．()(3)若电荷由A点移到B点过程中，有静电力以外的力做功，不影响电势的变化．()×√√服/务/教/师免/费/馈/赠返回菜单物理[新课标·选修3-1]3．探究交流把电荷从电场中电势较高的地方移动到电势较低的地方，电场力做正功还是负功？【提示】根据UAB＝φA－φB，电势差为正．由WAB＝qUAB，若q为负电荷，电场力做负功；若q为正电荷则电场力做正功.服/务/教/师免/费/馈/赠返回菜单物理[新课标·选修3-1]电势差与电势【问题导思】1．电势差与电势有怎样的关系？2．电场中某两点的电势都较高，则该两点间的电势差一定较大吗？服/务/教/师免/费/馈/赠返回菜单物理[新课标·选修3-1]电势差与电势的比较概念比较内容电势φ电势差U定义电势能与电荷量的比值φ＝Epq电场力做功与电荷量的比值U＝Wq区别决定因素由电场和在电场中的位置决定由电场和场内两点位置决定服/务/教/师免/费/馈/赠返回菜单物理[新课标·选修3-1]区别相对性有，与零电势点的选取有关无，与零电势点的选取无关数值关系UAB＝φA－φB，当φB＝0时，UAB＝φA单位相同，均是伏特(V)，常用的还有kV，mV等标矢性都是标量，但均具有正负联系物理意义均是描述电场能的性质的物理量服/务/教/师免/费/馈/赠返回菜单物理[新课标·选修3-1]有一个带电荷量q＝－3×10－6C的点电荷，从某电场中的A点移到B点，电荷克服静电力做6×10－4J的功，从B点移到C点，静电力对电荷做9×10－4J的功，问：(1)AB、BC、CA间电势差各为多少？(2)如以B点为零电势点，则A、C两点的电势各为多少？电荷在A、C两点的电势能各为多少？服/务/教/师免/费/馈/赠返回菜单物理[新课标·选修3-1]【解析】(1)电荷由A移向B克服静电力做功，即静电力做负功，WAB＝－6×10－4JUAB＝WABq＝－6×10－4－3×10－6V＝200VUBC＝WBCq＝9×10－4－3×10－6V＝－300VUCA＝UCB＋UBA＝－UBC＋(－UAB)＝300V－200V＝100V.服/务/教/师免/费/馈/赠返回菜单物理[新课标·选修3-1](2)若φB＝0，由UAB＝φA－φB得：φA＝UAB＝200V，由UBC＝φB－φC得：φC＝φB－UBC＝0－(－300V)＝300V电荷在A点的电势能EpA＝qφA＝－3×10－6×200J＝－6×10－4J电荷在C点的电势能EpC＝qφC＝－3×10－6×300J＝－9×10－4J.【答案】(1)200V－300V100V(2)200V300V－6×10－4J－9×10－4J服/务/教/师免/费/馈/赠返回菜单物理[新课标·选修3-1]1．如图1－5－1所示是一匀强电场，已知场强E＝2×102N/C，现让一个带电荷量q＝－4×10－8C的电荷沿电场方向从M点移到N点，M、N间的距离d＝30cm.试求：图1－5－1服/务/教/师免/费/馈/赠返回菜单物理[新课标·选修3-1](1)电荷从M点移到N点电势能的变化；(2)M、N两点间的电势差．【解析】(1)负电荷从M点移到N点时，所受静电力的方向与场强方向相反，故静电力做负功为WMN＝qEd＝－4×10－8×2×102×0.3J＝－2.4×10－6J.因静电力做负功，电荷的电势能增加，增加的电势能等于电荷克服静电力做的功，所以电荷电势能增加了2.4×10－6J.服/务/教/师免/费/馈/赠返回菜单物理[新课标·选修3-1](2)M、N两点间的电势差UMN＝WMNq＝－2.4×10－6J－4×10－8C＝60V.【答案】(1)电势能增加了2.4×10－6J(2)60V服/务/教/师免/费/馈/赠返回菜单物理[新课标·选修3-1]对公式UAB＝WABq和WAB＝qUAB的理解【问题导思】1．静电力做功与电势差存在怎样的关系？2．公式WAB＝qUAB对任何电场都适用吗？服/务/教/师免/费/馈/赠返回菜单物理[新课标·选修3-1]1．应用公式UAB＝WABq求解时的注意问题(1)WAB、UAB、q均可正可负，WAB取正号表示从A点移动到B点时静电力对电荷做正功，UAB取正号表示φA＞φB，q取正号表示试探电荷为正电荷；WAB取负号表示从A点移动到B点时静电力对电荷做负功，UAB取负号表示φA＜φB，q取负号表示试探电荷为负电荷．服/务/教/师免/费/馈/赠返回菜单物理[新课标·选修3-1](2)应用公式WAB＝qUAB求解时，可将各量的正负号及数值一并代入进行计算．也可以将各物理量都取绝对值，计算大小，再根据电荷的移动方向及所受电场力的方向的具体情况来确定电场力做功的正负，根据电荷在电场中的始末位置确定电势差的正负进而确定场强方向．服/务/教/师免/费/馈/赠返回菜单物理[新课标·选修3-1]2．电场力做功的求解方法(1)W＝Fd＝qEd适用于匀强电场．公式中d表示初末位置间沿电场线方向的距离．(2)WAB＝EpA－EpB＝－ΔEp适用于任何电场．以上公式可以互相导出，应用时注意它们的适用条件，根据具体情况灵活选用公式．服/务/教/师免/费/馈/赠返回菜单物理[新课标·选修3-1](2013·贵阳一中高二检测)如图1－5－2所示，光滑绝缘细杆竖直放置，它与以正电荷Q为圆心的某圆交于B、C两点，质量为m、带电荷量为－q的有孔小球从杆上A点无初速度下滑，已知q≪Q，AB＝h，小球滑到B点时的速度大小为3gh，求：图1－5－2服/务/教/师免/费/馈/赠返回菜单物理[新课标·选修3-1](1)小球由A到B的过程中静电力做的功；(2)AC两点的电势差．【审题指导】借助功能关系可求出A到B的过程中静电力做的功；因UAB＝UAC，求出UAB即可得UAC.服/务/教/师免/费/馈/赠返回菜单物理[新课标·选修3-1]【解析】(1)因为杆是光滑的，所以小球从A到B过程中只有两个力做功：静电力做功WE和重力做功mgh，由动能定理得：WE＋mgh＝12mv2B，代入已知条件vB＝3gh得静电力做功WE＝12m·3gh－mgh＝12mgh.服/务/教/师免/费/馈/赠返回菜单物理[新课标·选修3-1](2)因为B、C在同一个等势面上，所以φB＝φC，即UAC＝UAB，由W＝qU得UAB＝UAC＝WEq＝mgh2q，因为Q为正电荷，由电场线的方向可以判断φA＜φB＝φC所以A、C两点的电势差UAC＝－mgh2q.【答案】(1)12mgh(2)－mgh2q服/务/教/师免/费/馈/赠返回菜单物理[新课标·选修3-1]2．在电场中将一点电荷q＝－1.5×10－6C从A点移到B点，电势能减少3×10－4J，电场中C点与A点的电势差UCA＝100V，将这一点电荷从B点移到C点，静电力做功为()A．1.5×10－4JB．－1.5×10－4JC．3.0×10－4JD．－3.0×10－4J服/务/教/师免/费/馈/赠返回菜单物理[新课标·选修3-1]【解析】由A点到B点，电势能减少，故静电力做正功，WAB＝3×10－4J，由UAB＝WABq，得UAB＝3×10－4－1.5×10－6V＝－200V，又因为UCA＝100V，UBC＝UBA＋UAC＝－UAB－UCA＝100V故WBC＝qUBC＝－1.5×10－4J.【答案】B服/务/教/师免/费/馈/赠返回菜单物理[新课标·选修3-1]综合解题方略——电场中的功能关系如图1－5－3中虚线所示为静电场中的等势面1、2、3、4，相邻的等势面之间的电势差相等，其中等势面3的电势为0.一带正电的点电荷在静电力的作用下运动，经过a、b点时的动能分别为26eV和5eV.当这一点电荷运动到某一位置，其电势能变为－8eV时，它的动能应为()图1－5－3服/务/教/师免/费/馈/赠返回菜单物理[新课标·选修3-1]A．8eVB．13eVC．20eVD．34eV【审题指导】正电荷在b点电势能大，所以b点电势高于a点，在只有电场力做功的情况下，电势能与动能之和守恒．服/务/教/师免/费/馈/赠返回菜单物理[新课标·选修3-1]【规范解答】由图可判断b点电势高于a点电势，设各等势面间电势差为U，则由能量守恒－2Uq＋26eV＝Uq＋5eV所以Uq＝7eV，所以，点电荷能量为7eV＋5eV＝