《电势差》.ppt

教学目标1．运用类比值定义的方法，得到电势差的公式，让学生理解电势差是描述电场的能的性质的物理量，理解电势差与零点电势面位置的选取无关，熟练应用其概念及定义式进行相关的计算．2．推导得出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。3．通过理论探究得到两点间电势差和电势的关系表达式，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，培养对比学习的学习方法，培养逻辑思维能力。4.将和已经掌握的知识进行类比、概括讲述新知识，培养学生对新知识的自学能力，逻辑推理能力，以及抽象思维的能力返回教学分析在本节内容中，涉及到前面电势的讲解，所以学生须有电势能和电势的相关知识，并与学生以前所学的重力势能有相似的规律和原理，因此讲解时可以采取类比、概括这一物理教学中常用的教学方法．教材中首先导出电场力做功的特点，对比重力做功引起势能的变化，得到电势、电势差、电势能的概念，所以以比值法定义电势差的概念为起点，强化电势差与电场力做功和试探电荷无关，运用理论探究的方法，由电场力做功和电势能的关系导出电势差和电势的关系，从而得到电势差命名的由来。在物理学中，特别是在技术应用方面常用到的是电势差的概念，电势差往往比电势更有意义。引入电势差的概念，使求静电力做功的计算十分方便，不必考虑静电力的大小和电荷移动的路径，特别是对于静电力是变力时，就只能用WAB＝qUAB来计算。返回教法分析（1）首先在学生已有的基础上引导学生为什么要提出电势差概念，运用比值法定义电势差引入概念的教学，以加深对该比值式的理解。并学会熟练应用静电力做功的公式进行相关的计算。（2）通过理论探究找到两点间电势差和电势的关系表达式，确定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，并能够理解电势差的数值与零势面的选取无关。让学生明白为什么要学，怎样学，学了有什么用，以此来突破教学的难点。（3）说明电势差的单位以及标量性，关于电势差公式的应用时，注意公式中物理量的正负，理解正负只是表示电势的高低而不是方向．（4）电势、电势差、电势能的概念比较抽象，在讲解时可以通过引入重力场的有关概念进行类比，以增强知识的可感知性，这有助于学生的理解。但还需要注意的是，在讲解中不仅要掌握好教学的深度，同时要加强学生从不同的知识角度——能的角度、功能关系的角度学习本节知识，从一个更高的全面的基准点对已学知识进行综合，加强学生自身知识的再更新能力.返回教学重点难点及学生情况分析1、电势差的概念是一个比较困难的过程。对此，我们应引导学生应用类比的方法2、学生对电势能和电势理解不够透彻将直接影响到对电势差的认识。3、通过实例加深学生对电势差的理解。返回复习巩固：1、电场力做功的特点是什么？静电力做的功与电荷的起始位置和终止位置有关，但与电荷经过的路径无关。2、电场力做功和电势能的关系如何？电场力做正功，电势能就减少电场力做负功，电势能就增加WAB=EPA-EPB3、电势能和电势的关系如何？它们是绝对量还是相对量？qEPAA它们都是相对量，与零势能点的选择有关。教学过程：类比法重力场电场重力电场力某点的高度某点的电势重力势能电势能重力做功电场力做功WG=EP1-EP2W电=EPA-EPB两点间高度差？？？一、电势差与电势的关系二、静电力做功与电势差的关系三、电势差的另一种定义方法-比值定义法四、小结五、板书设计：电势差设计说明教学目标教学分析教法分析重点难点学生情况教学过程一、电势差与电势的关系1、电势差：【定义】电荷q在电场力作用下由A点移到另一点B的过程中，电场力做的功WAB与电荷量q的比值，叫A、B两点之间的电势差UAB。电场中两点间电势的差值，也叫电压BAABUABBAUABABUU则有或者表示成显然BA设电场中A点的电势为，B点的电势为思考题思考题1、电势差可以是正值也可以是负值，电势差的正负表示什么意义？表示两点电势高低2、如果某一点的高度可以理解为该点距离零参考点的高度差，那么某一点的电势应该如何理解呢？某一点的电势可以理解为距离零参考点的电势差φA=UAO返回二、静电力做功与电势差的关系)(BAq电荷q从电场中A点移到B点，PBPAABEEW；BAABqUWqWUABBA即或BAqq典型例题：1、如图所示的电场中，A、B两点间的电势差UAB=20V，将点电荷q=-2×10-9C，由A点移到B点，静电力所做的功是多少？解：电场力所做的功WAB=UAB·q=20×（－2×10-9）=-4.0×10-8J典型例题：2、在电场中把2.0×10-9C的正电荷从A点移到B点,静电力做功1.5×10-7J.再把这个电荷从B点移到C点,静电力做功-4.0×10-7J.1.A、B、C三点中哪点电势最高？哪点最低？2.A、B间，B、C间，A、C间的电势差各是多少？3.把-1.5×10-9C的电荷从A点移到C点电场力做多少功？4.根据以上所得结果，定性地画出电场分布的示意图，标出A、B、C三点可能的位置据动能定理有：ΔEk=W=qU=1.6×10-19×1J=1.6×10-19J即：1ev=1.6×10-19J3、在研究微观粒子常用电子伏特(eV)做能量的单位。1eV等于一个电子经过1v电压加速后所增加的动能。请推导电子伏特与焦耳的换算关系。返回电势差的另一种定义方法-比值定义法ABABWUq注：电场力做功有正负之分，电场力做正功WAB0；电场力做负功，WAB0．电荷量也有正负之分，对正电荷取q0；对负电荷取q0；利用该式计算时，要注意到WAB、q及UAB的正负．电势差在数值上等于移动单位正电荷所做的功公式的应用qWUABAB说明：①此适用于任何电场。②式中ＵAB、ＷAB、q都有正负，计算时都要注意各量的正负。【提出问题】UAB由什么决定？由WAB、q决定吗？WAB由q、UAB决定吗？【分析】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。【归纳总结】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。【结论】电势差的物理意义：电势差反映了电场本身的性质。返回小结1、电势差：两点的电势之差，也叫电压2、静电力做功与电势差的关系：3、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。4、电势差的单位：伏特符号V1V=1J/C5、电势差是标量。BAABqUWqWUABBA或重力场在地球的周围存在重力场电场在电荷的周围存在电场重力势能由相互作用的物体和地面间的相对位置决定的势能叫重力势能电势能由相互作用的电荷间的相对位置决定的势能叫做电势能重力做功与重力势能的变化关系重力做功重力势能减少；克服重力做功重力势能增加；重力做功的多少等于重力势能的变化量电场力做功与电势能的变化关系电场力做功电势能减少；克服电场力做功电势能增加；电场力做功的多少等于电势能的变化量高度指相对于参考平面（零高度）的距离在同一高度处电势指相对于零电势点的电势值在同一位置高度差指A、B两点高度的差值电势差指A、B两点电势的差值1.下列说法正确的是（）A.电势差和电势一样，是相对量，与零点的选取有关B.电势差是个标量，但是有正负之分C.由于电场力做功跟移动电荷的路径无关，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。D.AB两点的电势差是恒定的，不随零电势点的不同位置而改变，所以UAB=UBABC2.对于电场中A、B两点，下列说法中正确的是（）A.电势差的定义式UAB=WAB/q，说明两点间的电势差UAB与电场力做功WAB成正比，与移动电荷的电荷量q成反比。B.A、B两点间的电势差等于将正电荷从A点移动到B点电场力做的功。C.将1C电荷从A点移到B点，电场力做1J的功，这两点的电势差为1V。D.电荷由A点移动到B点的过程中，除受电场力外，还受其他力作用，电荷的电势能的变化就不再等于电场力做的功。C3.电场中，把点电荷q=+2×10-11C，由A点移到B点，电场力做功WAB=4×10-11J。A、B两点间的电势差UAB等于多少？B、A两点间的电势差UBA等于多少？解：由静电力做功与电势差的关系得21021041111qWUABAB2ABBAUUVV4.电场中A、B两点的电势是A=800V，B=-200V，把电荷q=-1.5×10-8C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=A－∴WAB=qUAB=（-1.5×10-8）×1000=-1.5×10-5J电场力做负功，则电势能增加，增加1.5×10-5JB=800-（-200）=1000V5.带电量为+3×10-6C的粒子先后经过电场中的A、B两点，克服电场力做功6×10-4J，已知B点电势为50V，则（l）A、B间两点间的电势差是多少？（2）A点的电势是多少？（3）电势能变化了多少？（4）把电量为-3×10-6C的电荷放在A点的电势能是多少？解：（1）VVqWUABAB200103)106(64（2）φA=UAB+φB=（-200+50）V=-150V（3）因为克服电场力做功6×10-4J，所以电势能增加了6×10-4J。（4）EpA=qφA=-3×10-6×(-150)J=4.5×10-4J返回板书设计：电势差一、有关功的知识以及重力做功和重力势能的关系1、的量度：2、力做功：①力做功只与位置有关、与经过的路径无关；②力做功与势能的关系：③力势能是相对的，有零势能面。（人为选定）二、电势差（1）定义：电场中两点间电势的差值，也叫电压。用UAB＝。（2）公式：或①所以有：=-②电势差是标量，可正可负。正负表示两点电势的高低。与零电势点的选取有关，电势差的数值与零电势点的选取无关。③电势差UAB与q无关，仅与电场中A、B两位置有关，反映电场本身的性质。④电场中A、B两点间的电势差跟移动电荷的路径无关，只与AB位置有关三．静电力做功与电势差的关系：WAB＝qUAB。场力做功，电势能减少；做多少功，电势能就减少多少．四．电势差和电势UAB＝φA－φB、UBA＝φB－φAUAB＝－UBA设定零电势点，由电势差定义各个点的电势：电场中某一点的电势，等于单位正电荷由该点移动到参考点（零点电势）时电场力所做的功．符号的处理：将各量的正、负号代入公式，并根据结果的正、负号进行判断。设计说明本节课虽然作为电场一章中很简短的一节，但起着承前启后的重要作用。在教学中，引领学生运用类比重力场的方法引入电势差的概念，激起学生对知识的亲切感和关联体验。教学设计中让学生尽量多地参与到课堂活动中来，通过理论探究、讨论分析等环节，灵活采用自主、探究、合作的学习方式，培养学生严密的逻辑思维能力和严谨的治学精神。