电势能

编辑: 逍遥路 关键词: 高二 来源: 高中学习网
选修3-1
第一章
1.4电势差设计
一【教材分析】
本节内容以电势的概念为起点,再次运用类比的方法,把电势差与高度差进行类比引入电势差的概念。同时,得出电势差与电势零点的选择无关。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。二【目标】
(一)知识与技能
理解电势差是描述电场的能的性质的物理量
知道电势差与电势零点的选取无关,熟练应用其概念及定义式进行相关的计算
知道电势与电势差的关系 ,
(二)过程与方法
培养学生的分析能力,抽象思维的能力,综合能力
(三)情感态度与价值观
  通过对原有知识的加工,对新旧知识的类比、概括,培养学生知识自我更新的能力.
三【教学重点难点】
重点:电势差的概念;
静电力做功公式 的推导和该公式的具体应用。
难点:静电力做功公式中正负号的应用与正负号的物理意义。
四【 学情分析】
对电势差概念的引入,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,以增强知识的可感知性,这有助于学生的理解.在学习电势差的表达式和定义式时,应该注意下标的使用规则和正负号表示的物理意义。所以,在教学过程中,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。,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差的概念。
五【教学方法】
推导公式法、讲授法
六【课前准备】
多媒体辅助教学设备或挂图
七【课时安排】一课时

八【教学过程】
教师活动学生活动设计意图
(一)预习检查
★问题:电场的两个基本性质是什么?
☆答:电场的两个基本性质:
电场的力的性质( )
电场的能的性质(电势能、电势、 )
在学习电势时,我们知道,选择不同的位置作为电势零点,电场中某点的电势的数值也会改变,那么,在物理学中,能不能找到一个更能反映电场的能的性质的物理量呢?

倾听、回答

巩固知识点
(二)情景引入、展示目标
重力做功有什么特点??
☆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。只要高度差确定,移动同一物体重力做功就相同.?
★问题:
电场力做功具有什么特点呢??
☆答: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。
▲结论:根据类比法,对于同一电荷,电场力对它所做的功,决定于两位置, 也为一恒量。
(三)合作探究、精讲点播
因此在物理学中,把这比值定义为电势差。
1、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。
2、定义式:
★问题:
这是采用什么方法定义的?
☆答:比值定义法
★问题:
由什么决定? 是否与 、q有关?
☆答: 仅由电荷移动的两位置A、B决定,与所经路径, 、q均无关。这些也可由比值定义法定义概念的共性规律中得到.?
▲教师:电势差 与q、 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.?
3、物理意义:电势差反映了电场本身的性质.(4)单位:伏特 符号:V 1V=1J/C



倾听、思考、回答



分析、思考


倾听、思考、
理解、回答

培养学生的分析能力

培养思维、理解能力



●二、电势与电势差
由 ;



▲电势差是电场中两点间的电势的差值 ( )
★问题:
电势差的大小,与选取的参考点有关吗?
☆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:
电势和电势差都是标量,他们的正负号表示什么含义呢?
☆答:
电势的正负表示该点比参考点的电势大或小;
电势差的正负表示两点的电势的高低。


分析、回答


培养学生的思维能力和分析问题的能力
●三、功的计算
由 得
分析:应用 计算时,相关物理量用正、负值代入,其结果:
>0,电场力做正功, >0, > ;
<0,电场力做负功, <0, <


思考、分析


培养学生的分析能力

(四)反思总结
通过本节学习,主要学了以下几个问题:?
1、电势差的概念采用比值定义法定义,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、电势差类比于重力场中的高度差,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、负号同代入.
>0,电场力做正功, >0, > ;
<0,电场力做负功, <0, <
(2)
当堂检测 :
1、若带正电荷的小球只受到电场力作用,则它在电场中( D )
A.一定沿电场线由高电势处向低电势处运动;
B.一定沿电场线由低电势处向高电势处运动;
C.不一定沿电场线运动,但一定由高电势处向低电势处运动;
D.不一定沿电场线运动,也不一定由高电势处向低电势处运动。
2、一个带正电的质点,电量q=2.0×10-9C,在静电场中由a点移到b点,在这过程中,除电场力外,其他力作的功为6.0×10-5J,质点的动能增加了8.0×10-5J,则a、b两点间的电势差Ua-Ub为( B )
A.3×104 V       B.1×104V
C.4×104 V       D.7×104 V


巩固知识点
●五、练习作业
P21例题,P22-1、3
九.【板书设计】 第五节 电势差
一、电势差
(1)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。
(2)定义式:
(3)物理意义:电势差反映了电场本身的性质.
(4)单位:伏特 符号:V 1V=1J/C
二、电势与电势差
三、功的计算
>0,电场力做正功, >0, > ;
<0,电场力做负功, <0, <
十.【教学反思】
1、在讲解电势差和电势的关系时还应该采用类比法(和高度,高度差相比),因怕学生混淆概念,没有敢讲,结果效果并不理想。
2、电场力做功与电势能变化之间的关系,学生判断较熟练。




学校:临清三中 学科:物理 编写人:高晶 审稿人:马立震

第五节 电势差学案
课前预习学案
一、预习目标
1.理解电势差是描述电场的能的性质的物理量。
2.理解电势是描述电场的能的物理量。
二、预习内容
1、你知道什么叫“类比”吗?
所谓类比,就是将两个(或两类)研究对象进行对比,根据它们在某些方面有相同或相似的属性,进一步推断它们在其他方面 也可能有相同或类似的属性。
“类比”法是一种科学的研究方法。
2、电势能和我们以前学过的哪种能量相类似?

二、电势能与重力势能对比后得到:
结论: ,电势能减小;
电场力作负功(克服电场力做), 。
静电力做的功等于电势能的减少量,公式

三、电势定义:
公式: 变形得: 。


课内探究学案
一、学习目标
1.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UAB=WAB/q进行相关的计算.
2.理解电势是描述电场的能的物理量,知道电势与电势差的关系 ,电势与零势面的选取有关,知道在电场中沿着电场线的方向电 势逐渐降低.
3.知道电势能,知道电场力做功与电势能改变的关系.

二、学习过程
电势差与电势的关系。
电势差定义: 也叫 。
设电场中A点的电势为 ,B点的电势为 ,
电势差表示成
也可以表示成
显然
讨论与交流:
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?

2、电势的数值与零电势点的选取有关,电势差的数值与零电势点的选取有关吗?这与力学中学过的哪个概念相似?

二、静电力做功与电势差的关系。
电荷q从电场中A点移到B点,静电力做功与电势差的关系。
WAB= = = =


讨论与交流:
1、UAB由什么决定?跟WAB、q有关吗?

2、WAB跟q、UAB有关吗?

三、反思总结
1、电势差和电势的概念。2、电势差和电势的区别。3、应用 计算时的注意事项。
四、当堂检测
1、关于对UAB =WAB/q 和WAB = qUAB的理解,正确的是( )
A、电场中A、B两点的电势差和两点间移动电荷的电量q成反比
B、在电场中A、B两点移动不同的电荷,电场力的功WAB和电量q成正比
C、UAB与q、WAB无关,甚至与是否移动电荷都没有关系
D、WAB与q、UAB无关,与电荷移动的路径无关
2、关于电势差UAB和电势φA 、φB的理解,正确的是( )
A、UAB表示B点与A点之间的电势差,即UAB = φB - φA
B、UAB和UBA是不同的,它们有关系:UAB = -UBA
C、φA 、φB都有正负,所以电势是矢量
D、零电势点的规定虽然是任意的,但人们常常规定大地和无穷远处为零电势点
课后练习与提高
1、有一个带电量q = -3.0×10-6 C的点电荷,从电场中的A点移到B点时,克服电场力做功6.0×10-4J,从B点移到C点时,电场力做功9.0×10-4 J。试问:
(1)A、B、C三点之间的电势差UAB 、UBC和UCA各是多少?
(2)若规定B点电势为零,则A、C两点的电势φA和φC各是多少?该电荷在A、C两点的电势能EPA和EPC分别又是多少?

2、图中,a、b、c、d、e五点在一直线上,b、c两点间的距离等于d、e两点的距离.在a点固定放置一个点电荷,带电荷量为+Q,已知在+Q的电场中b、c两点间的电势差为U.将另一个点电荷+q从d点移到e点的过程中( )
A.电场力做功qU B.克服电场力做功qU
C. 电场力做功大于qU D.电场力做功小于qU

当堂检测答案:1.BC 2.BD

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