物理选修3-1电势差

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。